Prírodné organické nečistoty vody. Organické látky v odpadových vodách Čo sú organické zlúčeniny vo vode
Osud znečisťujúcich látok v prírodných vodách sa vyvíja rôznymi spôsobmi. Ťažké kovy sa v nádrži distribuujú v rôznych formách, po ktorých sú postupne unášané prúdom, zachytávané spodnými sedimentmi alebo absorbované vodnými organizmami (predovšetkým väzbou na SH-skupiny), s ktorými sa usadzujú dno a rôzne formy ťažkých kovov absorbovaných v rôznej miere.
Ropné produkty sa prakticky nemiešajú s vodou a rozprestierajú sa po jej povrchu ako tenký film, ktorý je unášaný prúdmi a po čase sa adsorbuje na suspendované častice a usadzuje sa na dne. Rozpustené ropné produkty sú tiež adsorbované na suspendovaných časticiach, prípadne oxidované kyslíkom rozpusteným vo vode a rozvetvené uhľovodíky sa oxidujú rýchlejšie ako nerozvetvené. Aj ropné produkty môžu byť absorbované vodnými mikroorganizmami, ale tu je situácia opačná: rozvetvené sa absorbujú pomalšie.
Povrchovo aktívne látky sa adsorbujú na suspendované častice a usadzujú sa na dne. Môžu byť tiež rozložené niektorými mikroorganizmami. Niektoré povrchovo aktívne látky tvoria nerozpustné soli s vápnikom a horčíkom, ale keďže takéto povrchovo aktívne látky v tvrdej vode dobre nepenia, nahrádzajú sa látkami, ktoré nerozpustné soli netvoria. Správanie povrchovo aktívnych látok, ktoré netvoria nerozpustné soli, popisujú najmä kinetické modely využívajúce efektívnu lineárnu rýchlosť prúdenia z vodného stĺpca ku dnu.
Hnojivá, ktoré sa nachádzajú v nádrži, sú zvyčajne absorbované živými organizmami, čím sa výrazne zvyšuje biomasa, ale nakoniec sa stále usadzujú na dne (hoci sa dajú čiastočne získať späť zo sedimentov dna).
Väčšina organických látok, vrátane pesticídov, je buď hydrolyzovaná alebo oxidovaná rozpusteným kyslíkom, alebo (o niečo menej často) sa viaže na humínové kyseliny alebo Fe 3+ ióny. Oxidáciu aj hydrolýzu môžu uľahčiť určité mikroorganizmy. Látky obsahujúce síru v nízkych oxidačných stavoch, dvojité väzby, aromatické kruhy s donorovými substituentmi podliehajú oxidácii. Atómy uhlíka spojené s kyslíkom a atómy uhlíka na polarizovaných väzbách sú tiež oxidované:
Zlúčeniny obsahujúce halogén, ako aj aromatické zlúčeniny s meta-orientačnými substituentmi (napríklad skupina N02) a halogény sa oxidujú oveľa pomalšie ako nesubstituované analógy. Skupiny obsahujúce kyslík v molekule alebo o, n - orientujúce substituenty (okrem halogénov) v aromatickom kruhu naopak oxidáciu urýchľujú. Vo všeobecnosti je relatívna odolnosť zlúčenín voči oxidácii vo vode približne rovnaká ako v atmosfére.
Po prvé, zlúčeniny obsahujúce polárne väzby uhlík-halogén podliehajú hydrolýze, esterové väzby sú oveľa pomalšie a väzby C-N sú ešte pomalšie.
Zvýšenie polarity väzby vedie k urýchleniu hydrolýzy. Viacnásobné väzby, ako aj väzby s aromatickým jadrom, sa prakticky nehydrolyzujú. Zlúčeniny, v ktorých jeden atóm uhlíka má niekoľko atómov halogénu, sa tiež zle hydrolyzujú. Ak sa v dôsledku hydrolýzy tvoria kyseliny, potom k tomuto procesu spravidla prispieva zvýšenie pH, ak sa tvoria zásady, zníženie pH prispieva k zvýšeniu hydrolýzy. V silne kyslom prostredí sa proces hydrolýzy väzieb C-O urýchľuje, ale hydrolýza väzieb uhlík-halogén sa spomalí.
Oxidácia aj hydrolýza organických zlúčenín sú opísané kinetickými modelmi a možno ich charakterizovať podľa polčasu rozpadu týchto zlúčenín. Hydrolýzu katalyzovanú kyselinami a zásadami popisujú zložitejšie modely, pretože jej rýchlosť je veľmi závislá od pH (obr.).
Táto závislosť je zvyčajne vyjadrená rovnicou
k \u003d k n + k a * 10 - pH + k b £ „ * 10 14 - pH,
kde k je celková rýchlostná konštanta hydrolýzy, k n je rýchlostná konštanta hydrolýzy v neutrálnom prostredí, k a je rýchlostná konštanta hydrolýzy katalyzovanej kyselinou, kb je rýchlostná konštanta hydrolýzy katalyzovanej zásadou.
Produkty oxidácie a hydrolýzy sú pre organizmy spravidla menej nebezpečné ako východiskové materiály. Okrem toho môžu byť ďalej oxidované na H 2 O a CO 2 alebo asimilované mikroorganizmami. V hydrosfére je pravdepodobnejší druhý spôsob. Chemicky stabilné organické látky nakoniec končia v spodných sedimentoch v dôsledku adsorpcie na suspenzie alebo absorpcie mikroorganizmami.
Vo všetkých nádržiach sú efektívne lineárne prietoky rozpustených látok na dno zvyčajne oveľa menšie ako 10 cm/deň, takže tento spôsob čistenia nádrží je pomerne pomalý, ale veľmi spoľahlivý. Organické látky, ktoré spadli do spodných sedimentov, sú zvyčajne zničené mikroorganizmami, ktoré v nich žijú, a ťažké kovy sa premieňajú na nerozpustné sulfidy.
Ako rukopis
IZVEKOVA Tatyana Valerievna
VPLYV ORGANICKÝCH ZLÚČENÍN OBSAŽENÝCH V PRÍRODNÝCH VODÁCH NA KVALITU PITNEJ VODY (na príklade Ivanova)
Ivanovo - 2003
Práca bola vykonaná na Štátnej vzdelávacej inštitúcii vyššieho odborného vzdelávania „Štátna chemicko-technologická univerzita Ivanovo“.
Vedecký poradca: doktor chemických vied,
Docent Grinevich Vladimir Ivanovič
Oficiálni oponenti: doktor chémie,
Profesor Bazanov Michail Ivanovič Doktor chémie, profesor Yablonsky Oleg Pavlovič
Vedúca organizácia: Inštitút chémie roztokov v Rusku
Akadémia vied (Ivanovo)
Obhajoba sa uskutoční dňa 1. decembra 2003 o 10. hodine na zasadnutí rady pre dizertačnú prácu D 212.063.03 na Štátnom vzdelávacom ústave vyššieho odborného vzdelávania „Štátna chemicko-technologická univerzita v Ivanove“ na adrese: 153460, Ivanovo. , F. Engels Ave., 7.
Dizertačná práca sa nachádza v knižnici Štátnej vzdelávacej inštitúcie vyššieho odborného vzdelávania „Štátna chemicko-technologická univerzita Ivanovo“.
Vedecký tajomník
dizertačná rada
Bazarov Yu.M.
Relevantnosť práce. Problém spojený s prítomnosťou rôznych organických zlúčenín v pitnej vode priťahuje pozornosť nielen výskumníkov z rôznych oblastí vedy a odborníkov na úpravu vody, ale aj spotrebiteľov.
Obsah organických zlúčenín v povrchových vodách sa značne líši a závisí od mnohých faktorov. Dominantnou z nich je hospodárska činnosť človeka, v dôsledku ktorej dochádza k znečisťovaniu povrchového odtoku a zrážok rôznymi látkami a zlúčeninami vrátane organických, ktoré sú v stopových množstvách obsiahnuté v povrchových aj pitných vodách. Niektoré látky, ako sú pesticídy, polycyklické aromatické uhľovodíky (PAH), organické zlúčeniny chlóru (OC), vrátane dioxínov, sú mimoriadne nebezpečné pre ľudské zdravie aj v mikrodávkach. To určuje ich prioritu spolu s ostatnými ekotoxickými látkami a vyžaduje si zodpovedný prístup pri výbere technológie úpravy vody, monitorovania a kontroly kvality pitnej vody aj vodných zdrojov.
Preto štúdium obsahu CHOS vo vode zdroja vody a jeho výskytu v pitnej vode; V súčasnosti je dôležité určiť riziko pre verejné zdravie z krátkodobého a dlhodobého používania vody ako potenciálneho zdravotného rizika a pre zlepšenie existujúcich systémov úpravy vody. V dizertačnej práci bola štúdia vykonaná na príklade nádrže Volsky, ktorá poskytuje
80% spotreby pitnej vody obyvateľstvom Ivanova. __
Práca bola vykonaná v súlade s tematickými plánmi výskumu Štátnej chemicko-technologickej univerzity v Ivanove (2000 - 2003), GRANT RFBR č. 03-03-96441 a Federálneho centra pre vedecký výskum.
Hlavným účelom tejto práce bolo identifikovať vzťah medzi kvalitou vody v nádrži Uvodskoye a pitnou vodou, ako aj posúdiť riziko karcinogénnych a všeobecných toxických účinkov na obyvateľstvo. Na dosiahnutie týchto cieľov sa vykonalo nasledovné:
experimentálne merania týchto najdôležitejších ukazovateľov kvality vody: pH, sušina, CHSK, koncentrácie fenolov, prchavé halogénované uhľovodíky (chloroform, ľudia "~ [chlóretán,
Trichlóretylén, tetrachlóretylén, 1,1,2,2-tetrachlóretán), chlórfenoly (2,4-dichlórfenol, 2,4,6-trichlórfenol) a pesticídy (gama HCCH, DDT), a to ako v zdroji zásobovania vodou, tak aj v pitnej vode ;
Boli určené hlavné zdroje a záchyty ropy a fenolových uhľovodíkov v nádrži Uvodsk;
Na zníženie pravdepodobnosti ich výskytu u spotrebiteľov vody boli vypracované výpočty rizikových hodnôt pre výskyt karcinogénnych a všeobecných toxických účinkov a odporúčania.
Vedecká novinka. Odhaľujú sa zákonitosti časových a priestorových zmien kvality vody v zdroji zásobovania vodou v meste Ivanov. Boli zistené vzťahy medzi obsahom hlavných toxických látok v zdroji zásobovania vodou a kvalitou pitnej vody, ktoré umožňujú zmenou dávky chlóru alebo zlepšením systému úpravy vody znížiť riziká vzniku nepriaznivých karcinogénnych a všeobecných toxické účinky. Bol stanovený vzťah medzi obsahom suspendovaných organických látok a chlórfenolov v zdrži a pitnej vode. Ukazuje sa, že obsah chloroformu je určený hodnotami pH a oxidovateľnosťou manganistanu (PO) prírodnej vody. Prvýkrát boli identifikované riziká rozvoja nepriaznivých organoleptických, všeobecných toxických a karcinogénnych účinkov u občanov, ako aj s tým súvisiace skrátenie strednej dĺžky života a poškodenie verejného zdravia.
Praktický význam. Prvýkrát boli v nádrži Uvodskoye určené hlavné zdroje (kanál Volga-Uvod a atmosférický spad) a záchyty ropy a fenolových uhľovodíkov (hydrodynamické odstraňovanie, biochemická transformácia, sedimentácia a vyparovanie). Okrem toho získané experimentálne údaje môžu byť použité ako na predpovedanie zmien kvality vody v nádrži, tak aj pitnej vody. Uvádzajú sa odporúčania týkajúce sa odberu vody z kontrolovanej hĺbky v určitých obdobiach roka, ako aj ekologické a ekonomické opodstatnenie potreby modernizácie systémov úpravy vody.
Základné ustanovenia pre obranu. 1. Vzory časopriestorovej a medzifázovej distribúcie COS vo vodnom útvare.
2. Korelácia medzi obsahom COS v nádrži Uvod a v pitnej vode, ktorá prešla všetkými stupňami úpravy vody.
3. Výsledky bilančných výpočtov pre prítok a odtok ropných uhľovodíkov a fenolov z nádrže.
4. Výsledky výpočtu ohrozenia zdravia obyvateľstva pri krátkodobom a dlhodobom používaní upravenej vody, skrátenia strednej dĺžky života (LLE) a škôd, vyjadrených v peňažnom vyjadrení, spôsobených zdravie obyvateľov Ivanova pri štatistických životných nákladoch (SŽP) a škodách podľa « minimálnej výšky poistenia zodpovednosti za škodu na živote, zdraví ... “.
Zverejnenie a schválenie diela. Hlavné výsledky dizertačnej práce boli oznámené na III. ruskom vedecko-technickom seminári „Problémy zásobovania pitnou vodou a spôsoby ich riešenia“, Moskva, 1997; Celoruská vedecko-technická konferencia "Problémy rozvoja a využívania prírodných zdrojov severozápadu Ruska", Vologda, 2002; II Medzinárodná vedecko-technická konferencia "Problémy ekológie na ceste k trvalo udržateľnému rozvoju regiónov", Vologda, 2003.
Zväzok dizertačnej práce. Dizertačná práca je zostavená na 148 stranách, obsahuje 50 tabuliek, 33 obr. a pozostáva z úvodu, prehľadu literatúry, metód výskumu, diskusie o výsledkoch, záverov a zoznamu citovanej literatúry vrátane 146 titulov.
Prvá kapitola pojednáva o hlavných zdrojoch a záchytoch organických, vrátane organochlórových zlúčenín v prírodných povrchových vodách, mechanizmoch tvorby a rozkladu organochlórových zlúčenín vo vode. Uvádza sa porovnávacia analýza rôznych spôsobov úpravy vody (chlórovanie, ozonizácia, UV žiarenie, ultrazvuk, röntgenové žiarenie), ako aj vplyv jednej alebo druhej metódy dezinfekcie vody na obsah COS v nej. Ukazuje sa, že v súčasnosti neexistuje jediný spôsob a prostriedok bez určitých nedostatkov, univerzálny pre všetky typy úpravy vody: príprava pitnej vody, dezinfekcia priemyselných odpadových vôd, domových odpadových vôd a dažďových vôd. Preto je najefektívnejší a nákladovo efektívny
Hlavným cieľom je zlepšenie kvality prírodných vôd vo vodárenských zdrojoch. Štúdium tvorby a migrácie hlavných toxických látok v každom konkrétnom prípade zásobovania vodou je teda nielen relevantné, ale aj povinné tak pre zlepšenie kvality vody v zdroji, ako aj pre výber spôsobu úpravy vody.
Druhá kapitola predstavuje objekty výskumu: povrchové (nádrž Uvodskoje, obr. 1) a podzemné (vodovod Gorinský) zdroje zásobovania vodou, ako aj vodu z mestského vodovodu.
Analýza ukazovateľov kvality bola vykonaná podľa certifikovaných metód: pH-potenciometrická; suchý zvyšok a suspendované pevné látky boli stanovené gravimetrickou metódou; chemická (CHSK), biochemická (BSK5) spotreba kyslíka a rozpusteného kyslíka - titračne, prchavé fenoly - fotometricky (KFK-2M), ropné produkty boli stanovené IR spektrofotometrickou metódou ("Srecors1-80M"), prchavé halogénované uhľovodíky (chloroform, tetrachlórmetán , chlóretylény, chlóretány) boli stanovené tak plynovou chromatografiou, ako aj
a fotometrické metódy, chlórfenoly a pesticídy (gama HCCH, DDT) - metódy plynovej chromatografie (plynový chromatograf značky Biolut s detektorom elektrónového záchytu (ECD)). Náhodná chyba merania COS chromatografickými metódami (pravdepodobnosť spoľahlivosti 0,95) nepresiahla 25 % a relatívna chyba merania všetkých ostatných ukazovateľov kvality vody štandardnými metódami nepresiahla 20 %.
Kapitola 3. Kvalita vody v nádrži Uvodskoye. Kapitola je venovaná analýze časopriestorovej distribúcie organických zlúčenín a vplyvu zovšeobecnených ukazovateľov na ne (kapitola 2). Merania ukázali, že zmena hodnoty pH neprekračuje toleranciu vodného ekosystému.
predskladovanie
my. až na pár meraní (stanice: priehrada, prieplav). Sezónne zmeny – zvýšená hodvábnosť, a. v dôsledku toho sú hodnoty pH vody v letnom období spojené najmä s procesmi fotosyntézy. Od roku 1996 (stiahnutie) existuje trend zvyšovania pH. postupne podľa rokov: 7,8 (1996); 7,9 (1997); 8,1 (1998); 8,4 (2000); 9.0 (2001). čo zjavne súvisí so zvýšením bioproduktivity nádrže a akumuláciou biomasy vo vode. To naznačuje postupné zvyšovanie trofickej hladiny nádrže.
Analýza obsahu organických látok (obr. 2) vo vode nádrže Uvodsk od roku 1993 do roku 1995 ukázala zvýšenie ich obsahu na 210 mg/l, pri rozpustených organických látkach až na 174 mg/l a v suspendovaných ich obsah vzrástol na 84 %. Najväčšie množstvo rozpustenej organickej hmoty je zaznamenané v oblasti obce Rozhnovo a suspendovaná organická hmota je viac-menej rovnomerne rozložená po nádrži.
Štúdium obsahu organických látok v zložení rozpustených a suspendovaných foriem pri príjme vody ukázalo, že počas fáz stabilnej výmeny vody je väčšina organických zlúčenín v rozpustenom alebo koloidne rozpustenom stave (93-98,5 %). .
Počas povodne (2. štvrťrok) sa zvyšuje obsah organických zlúčenín v rozpustenej aj suspendovanej forme a suspendované formy tvoria 30 – 35 % z celkového obsahu organických látok. Vyžaduje sa 01 menp. že vo fázach stabilnej výmeny vody je obsah organických zlúčenín v oblasti odberu vody vyšší ako v zimných mesiacoch. Zrejme je to v dôsledku intenzívnejších procesov oxidácie, fotosyntézy, prípadne hydrolýzy časti organických látok (prípadne ropných produktov) a ich prechodu do rozpusteného stavu.
Hodnota softvéru sa v rokoch 1995-2001 zmenila 1. v rámci (mg Oo/l): 6,3-10,5; priemerné ročné hodnoty boli: 6,4-8,5. Obsah biochemicky oxidovateľných organických zlúčenín (BSK5) vo vode nádrže Uvodsk
■ Q1 Q2 QQ Q4 Q4
Nilisha sa pohybovala v rozmedzí 1,1 - 2,7 mg O2 / l pri normalizovaných hodnotách 2 mg Og / l podľa BSK5 a PO - 15 mg Og / l.
Maximálna hodnota cytotoxicity roztokov podliehajúcich oxidácii (chlorácia, ozonizácia) sa vyskytuje pri minimálnom pomere BSK/PO, čo indikuje prítomnosť biologicky neoxidovateľných zlúčenín v roztoku. Preto za určitých podmienok môže oxidácia substituovaných zlúčenín viesť k tvorbe medziproduktov s vyššou cytotoxicitou.
Z výsledkov meraní (tab. 1) vyplýva, že pomer BSK5/PO má tendenciu klesať, čo poukazuje na hromadenie ťažko oxidovateľných organických látok v zdrži a je negatívnym faktorom pre normálnu činnosť zdrže. a v dôsledku toho sa zvyšuje pravdepodobnosť tvorby COS počas chlorácie vody.
stôl 1
Sezónna zmena pomeru BSK5/LD_
Hodnota BODz/LD za sezónu
1995 1996-1997 1998 2000-2001
Zima 0,17 0,17 0,15 0,15
Pružina 0,26 0,23 0,21 0,21
Leto 0,13 0,20 0,20 0,19
Jeseň 0,13 0,19 0,19 0,18
Priem. 0,17 0,20 0,19 0,18
Počas celého skúmaného obdobia množstvo rozpusteného kyslíka v nádrži Uvodskoye nikdy nekleslo pod normu a absolútne hodnoty sú v priebehu rokov blízko seba. V lete v dôsledku zvýšenia intenzity procesov fotosyntézy klesá koncentrácia rozpusteného kyslíka v priemere na 8,4 mg/l. To vedie k zníženiu intenzity oxidačných procesov polutantov, avšak adekvátny nárast obsahu organických zlúčenín (OC) v 3. štvrťroku nie je pozorovaný (obr. 2). V dôsledku toho sú hlavnými kanálmi rozkladu OS buď fotochemické procesy alebo reakcie hydrolýzy a biochemickej oxidácie, a nie chemická oxidácia.
Kontrola obsahu organických látok (obr. 3) vo vodnej ploche nádrže ukázala, že priemerný obsah prchavých fenolov a ropných uhľovodíkov je maximálny v jarnom období a je okolo 9 a 300 MPC.x. resp. Obzvlášť vysoké koncentrácie sú pozorované v oblasti obce Mikshino (14 a 200 MPCr.ch.), obce Rozhnovo (12 a 93 MPCr.kh.) a pri obci Ivankovo.
viac ako 1000 MPC.x. (o ropných produktoch). V dôsledku toho je akumulácia biochemicky ťažko oxidovateľných organických látok vo vode nádrže Uvodskoye dôsledkom znečistenia nádrže, čo vysvetľuje zvýšenie hodnoty PO.
1 štvrtina mg/l
2. štvrťrok u-
3. štvrťrok 5 -
4 štvrtina O
12 3 4 Ropné produkty
Ryža. Obr. 3. Časopriestorové rozdelenie prchavých fenolov a ropných produktov z ročného obdobia podľa staníc (1995): 1) priehrada, 2) Mik|ni1yu, 3) kanál, 4) Rozhnovo, 5) Ivankovo.
Na objasnenie hlavných príčin „zvýšeného obsahu fenolov a ropných uhľovodíkov (OP) vo vode nádrže bol zmeraný ich obsah v atmosférických zrážkach (tab. 2), čo umožnilo určiť hlavné zdroje a záchyty týchto zlúčeniny v zásobníku z bilančnej rovnice (tabuľka 3).
tabuľka 2
Koncentrácie fenolov a ropných uhľovodíkov v atmosférickom spade v
Indikátor Snehová pokrývka* Dážď
1 2 3 4 15 1 Priem.
Fenoly, μg/l 17 12 15 8 19 IV 12
NP. mg/l 0,35 pt 0,1 pt 0,05 0,1 0,3
*1) priehrada, 2) Mnkshino, 3) kanál, 4) Rozhnovo, 5) Ivankovo.
Tabuľka 3
Zdroje a záchyty fenolov a ropných uhľovodíkov v nádrži Uvodskoye
Zložené Zdroje príjmov, t/rok 2, t/rok Zdroje produkcie, t/rok* A. t/rok
Dažďový odtok Roztopená voda Odtok R-Uvod Volžsko-Uvodský kanál GW, t/rok BT, t/rok U, t/rok
Fenoly 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 - hydrodynamické odstraňovanie: BT - transformácia (biochemická), I - odparovanie; X - celkový príjem; D - rozdiel medzi príjmovými a výdavkovými položkami.
Kontaminácia atmosférického spadu NP je v porovnaní s ich obsahom v nádrži počas jarnej povodne malá a predstavuje 0,1 mg/l pre sneh (2 MPC pit), pre dážď 0,3 mg/l (6 MPC pit), preto je zvýšená. koncentrácie NP pozorované na jar (obr. 3) vo vode nádrže Uvodskoye sú spôsobené inými zdrojmi. Tabuľkové údaje. 3 ukazujú nasledovné:
Hlavnými zdrojmi ropných uhľovodíkov vstupujúcich do nádrže Uvodskoye sú kanál Volga-Uvod a odtok rieky Uvod (každý približne 50 %), atmosférické zrážky a voda z taveniny významne neovplyvňujú obsah OP vo vode nádrže;
Pokiaľ ide o fenoly, za hlavné zdroje sa považujú všetky kanály vstupu: kanál Volga-Uvod - 36%, dažďový odtok - 26%, odtok rieky. Take away - 23%, roztopená voda - 15%;
Hlavné vylučovacie kanály boli určené: pre fenoly - hydrodynamické odstránenie (~ 50 %); pre NP - hydrodynamické odstraňovanie, vyparovanie a biochemická premena -34,30,29 %, resp.
Merania obsahu celkového organického chlóru vrátane prchavého, adsorbovateľného a extrahovateľného COS (obr. 4) ukázali, že celkový obsah COS v prepočte na chlór v nádrži je maximálny pri výmene pramenitej vody v oblasti hl. obec Ivankovo - 264 a letné obdobie - 225 μg / l ("Mikshi-no") a na jeseň - kanál Ivankovo (234 a 225 mcg / l).
■ 1 štvrťrok
□ 2 štvrťrok
□ Q3 Q4
1 2 3 4 5 medzi tégliky.
Treba si uvedomiť, že ak v rokoch 1995-96. v oblasti odberu vody, v rámci citlivosti metód, COS neboli vždy zistené, potom v roku 1998 bol chloroform zaznamenaný v 85 % meraní a tetrachlórmetán v 75 %. Rozsah variabilných hodnôt pre chloroform sa pohyboval od 0,07 do 20,2 µg/l (priemer - 6,7 µg/l), čo je 1,5-krát viac ako MPC.ch., a pre SCC od 0,04 do 1,4 µg/l ( v priemere 0,55 µg/l), pri normalizovanej absencii vo vodnom toku. Koncentrácie chlóretylénu vo vode zdrže neprekročili normalizované hodnoty, avšak v lete 1998 bol "zaregistrovaný tetrachlóretylén, ktorého prítomnosť v prírodných vodách je neprijateľná. Merania uskutočnené v rokoch 1995 - 1997 ukázali absenciu 1,2-dichlóretánu a 1,1,2,2-
tetrachlóretán. ale v roku 1998 bola zistená prítomnosť 1,2-dichlóretánu v oblasti odberu vody počas výmeny pramenitej vody.
Chlórfenoly v nádrži Uvodskoye sa hromadia najmä v spodných vrstvách vody a počas povodne (2. štvrťrok) sa ich koncentrácia zvyšuje. Podobnú distribúciu pozorujeme pre suspendované a rozpustené organické látky (obr. 2). Existuje teda dobrá korelácia medzi nárastom obsahu nerozpustných látok (korelačný koeficient 11=0,97), konkrétne organických suspenzií (12,5-násobok) a koncentráciou chlórfenolov vo vode zdrže (obr. 5).
C, µg/dm* Vo fáze trvalo udržateľného zásobovania vodou
2,4-dichlórfenol / mena obsah chlórfenolov v
2,4,6-trichlórfenol/. maximálna plocha príjmu vody,
čo zjavne súvisí s pohybom toxických látok na povrch
vážené po vrstvách od spodných vrstiev, od-
60 70 80 % hmotn.
s vyšším obsahom
Ryža. 5. Závislosť koncentrácie chlóru vg suspendovaných organických fenolov od obsahu suspendovaných Obr.
organickej hmoty. látok.
Počas celého obdobia výskumu sa vo vode nádrže Uvodsk a pitnej vode nenašli γ-HCH, DDT a jeho metabolity. Očakávaný pokles obsahu OS v dôsledku procesu riedenia vo vzorkách vody odobratých na nasledujúcich staniciach (Rožnovo, Mikšino, Ivankovo) nenastáva. Napríklad na stanici Rozhnovo sú priemerné koncentrácie fenolov, OP. chloroform, trichlóretylén. Softvér je v podieloch MPCrx, respektíve 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.
Trochu iná situácia je na staniciach "Kanal" a "Dam". Procesy riedenia sú tu uvedené pre všetky merateľné zlúčeniny.
Priemerné koncentrácie fenolov, NP, chloroformu, trichlóretylénu, PO na stanici "Kanál" sú v podieloch MPCrx, resp. - 7,4; tridsať; 0,7; 0,04, 0,55; priemerné koncentrácie na stanici Plotina sú 4,8; desať;<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.
Kapitola 4. Vzťah kvality vody v zdroji zásobovania vodou a pitnej vode. Počas celého obdobia pozorovania existuje vzťah medzi obsahom organochlórových zlúčenín v nádrži Uvodskoye a v pitnej vode po procese chlórovania. Celkový obsah organochlórových zlúčenín v prepočte na chlór je maximálny v nádrži čistej vody pri vstupe do banského kolektora vo všetkých sledovaných obdobiach (obr. 4). Všimnite si, že nárast tohto ukazovateľa po chlórovaní vody z podzemného zdroja je nevýznamný (1,3-násobok) a maximálna hodnota je 88 µg/l.
Tabuľka 4
Ročná dynamika obsahu COS v nádrži Uvodskoye
■ Indikátor ■ -■■ ......- Priemerná hodnota, μg / dm * MPCr.h.,
1995** 1996-1997 1998 mcg/dm3
Chloroform<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-dichlóretán___<6 <6 <0,2-1,7/0,6 100
trichlórtylén<0,4-13/0,81 <0,1-0,1 /0,05 <0,1-0,1 /0,03 10
Tetrachlóretylén - -<0,04-0,1 /0,02 отс.
1,1,2,2-tetrachlóretán --<0,1 отс.
2,4-dichlórfenol -<0,4-3,4/1,26 <0,1-2.1 /0,48 О 1С.
2,4,6-trichlórfenol j<0.4-3,0/1,3 | <0,4-2,3/0,43 ОТС.
♦min - shak/(ročný priemer); ** - priemer údaje zo 6 pozorovacích staníc.
Pre rezervoárový ekosystém je priaznivý trend znižovania obsahu všetkých kontrolovaných COS (tabuľka 4), ale priemerné ročné koncentrácie chloroformu, tetrachlórmetánu, tetrachlóretylénu, 2,4-dichlórfenolu a 2,4,6-trichlórfenolu prekračujú zodpovedajúce
MPC, t.j. vodné ekosystémy sú vystavené zvýšenému zaťaženiu týmito zlúčeninami.
Po chlórovaní sa koncentrácie COS v pitnej vode zvyšujú, ale neprekračujú príslušné normy stanovené pre pitnú vodu, okrem 2,4-dichlórfenolu (tabuľka 5).
Tabuľka 5
Ročná dynamika obsahu CHOS v pitnej vode
Index Stredná hodnota, mcg/dm"1 *
1995 1996-1997 1998 2000 2001 MPCp**
Chloroform 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-dichlóretán<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
trichlóretylén<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
Tetrachlóretylén -<0.04-0.1 (0,06) <0,040,1 2/1
1,1,2,2-tetrachlóretán --<0,1 <0,10.12 <0,1 200
2,4-dichlórfenol - 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-trichlórfenol -<0,4-2,8 (0,92) <0.4-3.1 (1,26) <0.4-1.3 (0,78) <0,4 4/10
Gamma HCCH DDT -<0,002 2/отс
*max - tt / (priemerné ročné hodnoty); **MAC" - RF štandardy/ - štandardy WHO.
C1 Pravidelne (v samostatných mesiacoch) na-
Ja-S-S-S! oJ-C-O "+ SNCH, bol pozorovaný zvýšený obsah chlo-O C1 O roformu v porovnaní s odporúčanými normami
WHO kúpeľne. Množstvo vytvoreného chloroformu je určené hodnotami pH a PO prírodnej vody (obr. 7), čo nie je v rozpore s údajmi z literatúry.
Pravidelne (v niektorých mesiacoch) bol zvýšený obsah chloroformu v porovnaní s normami odporúčanými WHO. Množstvo vytvoreného chloroformu je určené hodnotami pH a PO prírodnej vody (obr. 7), čo nie je v rozpore s údajmi z literatúry.
Koncentrácia 2,4-dichlórfenolu prekročila normalizovanú hodnotu (MPC -2 µg/l) v 30 % meraní v priemere o 40-5-50 % počas celého obdobia
pozorovania. Treba poznamenať, že maximálne koncentrácie chlórfenolov v pitnej vode boli pozorované v lete (Q3), čo koreluje s ich obsahom v oblasti odberu vody.
CH HF, ug/dm3
Ryža. Obr. 7. Vzájomný vzťah obsahu chlóru. 8. Korelácia medzi obsahom chloroformu v pitnej vode z pH (1) chlórfenolov v pitnej vode a chlorphe-iCOD (2) v prírodnej vode nol (1), suspendovaný organický Obr.
(I = 0,88; = 0,83). zlúčeniny (2) v prírodnej vode
(K| - 0,79; K2 - 0,83).
V pitnej vode je tendencia zvyšovať chlórfenoly: 2,4-dichlórfenol v priemere 2-krát a 2,4,6-trichlórfenol - 1,3-krát v lete. Existuje dobrá korelácia (obr. 8) medzi koncentráciou chlórfenolov v pitnej vode, ako aj ich koncentráciou a obsahom suspendovaných organických zlúčenín v prírodnej vode.
Vzhľadom na to, že koncentrácie chlórfenolov v spodných vrstvách sú vyššie a sú prevažne v suspenzii, je potrebné zlepšiť proces filtrácie vody, ako aj realizovať odber vody z kontrolovanej hĺbky. hlavne na jar a v lete.
Kapitola 5. Hodnotenie vplyvu pitnej vody na verejné zdravie. Používaním
počítačový program "Čistá voda". vyvinuté výskumno-výrobným združením "POTOK" v Petrohrade bolo vykonané posúdenie zhody pitnej vody podľa ukazovateľov koshrolir>emy\1 a posúdenie rizika narušenia fungovania ľudských orgánov a systémov, keď pitnej vody, ktorá prešla úpravou vody (1 tabuľka 6) .
Výsledky výpočtu ukazujú zníženie rizika nepriaznivých organoleptických účinkov pri konzumácii pitnej vody, a to okamžitej aj chronickej intoxikácie v porovnaní s prírodnou vodou v oblasti odberu vody. Značný podiel na tom majú také ukazovatele ako fenoly a ich chlórderiváty (2,4-dichlórfenol a 2,4,6-trichlórfenol). Na druhej strane,
rona po procese úpravy vody zvyšuje (1,4-krát) riziko karcinogénnych účinkov (chloroform, tetrachlórmetán a trichlóretylén) a všeobecné toxické riziko: chronické pôsobenie 4-5-krát a celkovo 2-3-krát, ktoré tvoria fenoly, chloroform, tetrachlórmetán, 1,2-dichlóretán a trichlóretylén.
Tabuľka 6
Výsledky výpočtu rizika za rok 1998_
Indikátory Riziko
Povrch Spodné pitie
Riziko vzniku nepriaznivých organoleptických účinkov (okamžitý zásah) 0,971 0,999 0,461
Riziko nepriaznivých organoleptických účinkov (chronická intoxikácia) 0,911 0,943 0,401
Riziko karcinogénnych účinkov 0,018 0,016 0,21
Všeobecné toxické riziko (rozvoj chronickej intoxikácie) 0,001 0,001 0,005
Všeobecné toxické riziko (celkové) 0,003 0,003 0,008
Získané údaje umožnili identifikovať prioritné znečisťujúce látky spomedzi
la skúmané, ako sú chloroform, tetrachlórmetán a trichlóretylén, 1,2-dichlóretán, 2,4-dichlórfenol a 2,4,6-trichlórfenol, ktoré významne prispievajú k celkovému všeobecnému toxickému riziku.
Zistené hodnoty pravdepodobnosti prejavu všeobecných toxických a karcinogénnych účinkov výrazne prevyšujú normalizovanú rizikovú hodnotu. Prijateľné (akceptovateľné riziko) z látok s karcinogénnymi vlastnosťami je v rozmedzí 1 (G4 až 10-6 osôb/osoborok, to znamená, že hodnoty rizika ochorenia a úmrtia pri pitnej vode nie sú prijateľné.
Ukazuje sa, že súčasný stav pitnej vody spotrebovanej obyvateľmi Ivanova vedie k zhoršeniu jeho zdravotného stavu a v dôsledku toho k zníženiu strednej dĺžky života: muži - 5,2; ženy - 7,8 roka (tab. 7).
Tabuľka 7
Zníženie očakávaného trvania pre populácie___
Názov rizika (R), podiel rel. Jednotky 1XE \u003d b x K, rok
Muži ženy
Stredná dĺžka života 56 71
Priemerný vek obyvateľstva 37 42,3
Očakávaný zvyšok i<изни 19 28.7
Riziko vzniku nepriaznivých organoleptických účinkov (okamžitý zásah) 0,157 Ukazovateľ charakterizujúci výskyt nestabilných negatívnych reakcií organizmu na spotrebovanú pitnú vodu (alergické reakcie a pod.). Organolep. okamžité ukazovatele. akcie vo väčšine prípadov nevedú k BE.
Pokračovanie tabuľky. 7
Riziko vzniku nepriaznivých organoleptických účinkov (chronická intoxikácia) 0,09 Ukazovateľ charakterizujúci výskyt pretrvávajúcich negatívnych reakcií organizmu na konzumovanú pitnú vodu (získaná „globálna“ alergia, ochorenia dýchacích ciest, anémia atď.)
Riziko karcinogénnych účinkov 0,02 Ukazovateľ charakterizujúci výskyt mutagénnych a karcinogénnych účinkov v ľudskom organizme (rakovina, zmeny DNA a pod.)
Všeobecné toxické riziko (rozvoj chronickej intoxikácie) 0,006 Ukazovateľ, ktorý charakterizuje vývoj ľudských chorôb dýchacieho systému, endokrinného systému, močových ciest atď.
le 0,11 0,17
£1XE, rok 5,2 7,8
Výsledky výpočtu ukazujú, že najväčšie skrátenie trvania
dĺžka života je určená faktormi, ktoré tvoria nepriaznivé organoleptické účinky, ktorých veľkosť je určená obsahom fenolov a ich derivátov chlóru (tab. 6).
V praxi sa využíva ekonomické hodnotenie vplyvu životného prostredia na zdravie, ktoré sa odvíja od životných nákladov a výšky poplatkov za prinavrátenie zdravia. Preto bola škoda (Y) na zdraví obyvateľov Ivanova (450 tis. osôb) zo spotreby pitnej vody, ktorá bola pripravená, vypočítaná na štatistické životné náklady (tabuľka 8) a škoda na „minimálnu sumu“. poistenia zodpovednosti za spôsobenie škody na živote, zdraví alebo majetku iných osôb a na prírodnom prostredí pri havárii na nebezpečnom zariadení“ (tabuľka 9).
Tabuľka 8
Výpočet výšky škody na základe štatistických životných nákladov (CVL)*
Počet obyvateľov v Ivanove, osôb Muži (164000) Ženy (197250)
BE zo spotreby nekvalitnej pitnej vody na osobu, roky 5,2 7,8
Priemerná (predpokladaná) dĺžka života v rokoch 56 71
Škoda zo skrátenia strednej dĺžky života 1 osoby v peňažnom vyjadrení 3496,6 4407,4 €
Celková škoda 0,96 miliardy eur
* SCV = HDP х Тср / N. kde HDP - hrubý domáci produkt, rub; T^, - stredná dĺžka života, roky; N - počet obyvateľov, ľudí.
Tabuľka 9
Výpočet výšky škody na základe „minimálnej poistnej sumy“
Škoda zo zníženia strednej dĺžky života 1. osoby, vyjadrená v peňažnom vyjadrení, € Muži Ženy
Celková škoda, 0,3 miliardy EUR**
** základ umenia. 15 zákona Ruskej federácie „O priemyselnej bezpečnosti nebezpečných zariadení“ č. 116-FZ (odsek 2)
Zo získaných hodnôt (tabuľky 7-9) je na území Ivanova oblasť neprijateľného environmentálneho rizika (Yu.-.Yu "4), ktorá si vyžaduje opatrenia na ochranu životného prostredia bez ohľadu na rozsah finančných nákladov. Je dôležité poznamenať, že vypočítaná úroveň environmentálneho rizika nemôže byť spôsobená samotnou spotrebou pitnej vody.
Keďže hlavným problémom v systéme úpravy vody je tvorba COS pri chlórovaní vody a vzhľadom na veľkú dĺžku potrubí v meste nie je možné chlórovanie úplne vylúčiť z procesu úpravy vody, je možné to urobiť nahradením chlóru na Ponúka sa 1. stupeň chlorácie ďalším oxidačným činidlom, ktorým je ozón, a 2. stupeň - chlorácia.
Hlavné výsledky a závery
1. Zistilo sa, že zmena obsahu organických zlúčenín v nádrži Uvodskoye má v priebehu času tendenciu klesať, hoci koncentrácie ropných produktov a prchavých fenolov sú stále výrazne vyššie ako normalizované hodnoty až do 42 a 4 MPC .X. resp.
2. Ukazuje sa, že nedochádza k poklesu obsahu organických zlúčenín v dôsledku procesu riedenia na nasledujúcich staniciach (Rozhnovo, Mikshino, Ivankovo). Fenomén zriedenia je typický len pre fenoly, zatiaľ čo pre ropné produkty, chloroform a trichlóretylén je zreteľný nárast koncentrácií, čo je spojené s dodatočnými zdrojmi príjmu (difúzia z intersticiálnych vôd, povrchový odtok).
Hlavnými zdrojmi ropných uhľovodíkov vstupujúcich do nádrže Uvodskoye sú kanál Volga-Uvod a odtok rieky Uvod (v
približne 50 % každý), atmosférické zrážky a topiaca sa voda nemajú veľký vplyv na obsah ropných produktov vo vode nádrže;
Hlavné vylučovacie kanály boli určené: pre fenoly - hydrodynamické odstránenie (~ 50 %); pre ropné produkty – hydrodynamické odstraňovanie, vyparovanie a biochemická premena – 34,30,29 %, resp.
4. Ukazuje sa, že koncentrácie COS v pitnej vode sú vzájomne prepojené tak s procesmi vo vnútri nádrže, ako aj s procesom dezinfekcie vody - chlórovaním.
7. Súčasný stav pitnej vody spotrebovanej obyvateľmi Ivanova vedie k zhoršeniu jeho zdravotného stavu a v dôsledku toho aj k zníženiu strednej dĺžky života (muži - 5 rokov, ženy - 8 rokov, 2001). Výška finančnej straty sa odhaduje na 0,3 miliardy €/rok a na základe štatistických životných nákladov na 0,96 miliardy €/rok.----
8. Ukázalo sa, že chlórfenoly vo vode nádrže Uvodskoye sú hlavne v zložení suspendovaných látok, preto sa odporúča zlepšiť proces filtrácie, aby sa znížila ich koncentrácia v pitnej vode, ako aj vykonávať vodu príjem z kontrolovanej hĺbky, najmä v období jar-leto.
1. Grinevich V.I., Izvekova T.V., Kostrov V.V., Chesnokova T.A. Korelácie medzi kvalitou vody vo vodnom toku a zásobovaním pitnou vodou // Tez. správa na 3. ruskom vedecko-technickom seminári „Problémy zásobovania pitnou vodou a spôsoby ich riešenia“, Moskva. -1997.-S. 123-125.
2. Grinevich V.I., Izvekova T.V., Kostrov V.V., Chesnokova T.A. Zdroje organochlórových zlúčenín v pitnej vode v Ivanove // Journal "Engineering Ecology" č. 2,1998. - S. 44-47.
3. Grinevich V.I., Kostrov V.V., Chesnokova T.A., Izvekova T.V. Kvalita pitnej vody v Ivanove. // Zborník vedeckých prác "Životné prostredie a zdravie človeka" // Ivanovo, 1998. - S. 26-29.
4. Izvekova T.V., Grinevič V.I., Kostrov V.V. Organické zlúčeniny chlóru v pitnej vode // Tez. správa „Problémy rozvoja a využívania prírodných zdrojov severozápadu Ruska: Materiály všeruskej vedecko-technickej konferencie.“ - Vologda: VoGTU, 2002. - S. 85-88.
5. Izvekova T.V., Grinevich V.I., Kostrov V.V. Organochlórové polutanty v prírodnom zdroji zásobovania vodou a v pitnej vode mesta Ivanov // Časopis "Engineering Ecology" č. 3,2003. - S. 49-54.
6. Izvekova T.V., Grinevič V.I. Organické zlúčeniny vo vode nádrže Uvodskoye // Tez. správa Na druhej Medzinárodnej vedecko-technickej konferencii „Problémy ekológie na ceste k trvalo udržateľnému rozvoju regiónov“. - Vologda: VoGTU, 2003. - S. 212 - 214.
Licencia LR č. 020459 zo dňa 10.04.97. Podpísané do tlače 27.10.2003 Formát papiera 60x84 1/16. Náklad 90 kópií. Objednávka 2 "¡> $. Štátna chemicko-technologická univerzita Ivanovo. 153460, Ivanovo, pr. F. Engels, 7.
Uvoľnite zodpovedného
Izvekova T.V.
Úvod.
1. kapitola Literárny prehľad.
§ 1-1 Hygienické a hygienické vlastnosti organických polutantov pitnej vody.
§1.2 Zdroje tvorby organochlórových zlúčenín.
§ 1.3 Základné spôsoby prípravy pitnej vody.
Kapitola 2. Metódy a objekt experimentálneho výskumu.
§ 2.1 Fyzické a geografické charakteristiky oblasti vodnej nádrže Uvodskoye.
§ 2.2 ONVS - 1 (m. Avdotino).
§ 2.3 Metódy stanovenia koncentrácií organických a anorganických zlúčenín.
§ 2.3.1 Odber vzoriek vody a príprava na analýzu.
§2.3.2 Inštrumentálne metódy na štúdium HOS.
§ 2.4 Stanovenie prchavých organohalogénových zlúčenín vo vode
§ 2.4.1 Definícia chloroformu.
§ 2.4.2 Stanovenie tetrachlórmetánu.
§ 2.4.3 Definícia 1,2-dichlóretánu.
§ 2.4.4 Stanovenie trichlóretylénu.
§ 2.5 Stanovenie organochlórových pesticídov (y-HCCH, DCT).
§ 2.5.1 Stanovenie chlórfenolov (CP).
§ 2.6 Hodnotenie kvality a spracovanie výsledkov meraní.
§ 2.7 Definícia zovšeobecnených ukazovateľov kvality vody.
Kapitola 3. Kvalita vody v nádrži Uvodskoye.
§ 3.1 Hlavné ukazovatele kvality vody v nádrži Uvod.
§3.1.1 Vplyv zmeny pH.
§ 3.1.2 Pomer suspendovaných a rozpustených látok v zásobníku.
§3.1.3 Rozpustený kyslík.
§3.1.4 Zmeny BSK5, COD.
§ 3.2 Toxické látky (fenol, ropné produkty).
§3.2.1 Vplyv zrážok.
§ 3.2.2 Hlavné zdroje a záchyty ropy a fenolových uhľovodíkov v nádrži Uvodskoye.
§ 3.3 Chlórované uhľovodíky vo vode nádrže Uvodsk.
Kapitola 4 Vzájomný vzťah kvality vody v zdroji zásobovania vodou a pitnej vode.
§ 4.1 Kvalita pitnej vody v Ivanove.
§ 4.2 Vplyv kvality vody vo vodárenskom zdroji na pitnú vodu.
§ 4.3 Kvalita sladkej podzemnej vody.
Kapitola 5 Hodnotenie vplyvu pitnej vody na verejné zdravie.
§5.1 Porovnávacie hodnotenie rizika pre verejné zdravie.
§ 5.2 Posúdenie rizika pre skrátenú dĺžku života. Výpočet škôd na zdraví obyvateľstva podľa štatistických životných nákladov.
§ 5.4 Zdôvodnenie potreby rekonštrukcie úpravne vody na ONVS - 1.
Úvod Diplomová práca z biológie na tému "Vplyv organických zlúčenín obsiahnutých v prírodných vodách na kvalitu pitnej vody"
Problém obsahu rôznych organických zlúčenín v pitnej vode priťahuje pozornosť nielen výskumníkov z rôznych oblastí vedy a odborníkov na úpravu vody, ale aj spotrebiteľov. C Obsah organických zlúčenín v povrchových vodách sa značne líši a závisí od mnohých faktorov, z ktorých hlavným je ekonomická činnosť človeka, v dôsledku ktorej dochádza k znečisteniu povrchového odtoku a zrážok rôznymi látkami a zlúčeninami, vrátane organických. Určitú úlohu v znečistení povrchových prírodných vôd zohrávajú poľnohospodárske odpadové vody, ktoré sú rozsahom miestnych odberov ekotoxikantov horšie ako priemyselné, ale vzhľadom na skutočnosť, že sú distribuované takmer všade, nemali by byť zľavnené. . Poľnohospodárske znečistenie je spojené so zhoršením kvality povrchových vôd malých riek, ako aj do určitej miery podzemných vôd spojených s prirodzenými vodnými tokmi na úrovni horných zvodnených vrstiev.
Zložitosť problému spočíva v tom, že množina organických polutantov obsiahnutých v mikromnožstvách v povrchových aj pitných vodách je veľmi široká a špecifická. Niektoré látky, ako sú pesticídy, PAU, organické zlúčeniny chlóru (OC), vrátane dioxínov, sú mimoriadne nebezpečné pre ľudské zdravie aj v mikrodávkach. Jednou z hlavných príčin nevyhovujúcej kvality pitnej vody je vysoký obsah chlórovaných uhľovodíkov v nej. To určuje ich prioritu spolu s ostatnými nebezpečnými ekotoxickými látkami a vyžaduje si zodpovedný prístup pri výbere technológie úpravy vody, monitorovania a kontroly kvality pitnej vody aj vodných zdrojov.
Väčšina výskumníkov už dávno dospela k záveru, že na určenie konkrétnych príčin a zdrojov tvorby uhľovodíkov s obsahom chlóru je potrebné poznať zloženie organických zlúčenín obsiahnutých v prírodných vodách využívaných ako zdroj zásobovania vodou. Preto bola ako objekt štúdie vybraná nádrž Uvodskoye, ktorá je hlavným zdrojom zásobovania vodou pre mesto Ivanovo (80% celkovej spotreby vody), ako aj pitnou vodou po procese úpravy vody.
Pre väčšinu COS sú maximálne prípustné koncentrácie (MAC) stanovené na úrovni mikrogramov na liter a ešte menej, čo spôsobuje určité ťažkosti pri výbere metód ich kontroly. Zvýšené koncentrácie takýchto zlúčenín v pitnej vode sú pre spotrebiteľov mimoriadne nebezpečné. Tetrachlórmetán, chloroform a trichlóretylén sú podozrivé z karcinogénov a zvýšený obsah takýchto zlúčenín vo vode a následne v ľudskom tele spôsobuje deštrukciu pečene a obličiek.
Štúdium príčin výskytu chlórovaných uhľovodíkov v pitnej vode v závislosti od zdroja zásobovania vodou, stanovenie ich koncentrácií a vypracovanie odporúčaní na zníženie rizika karcinogénnych a nekarcinogénnych účinkov u spotrebiteľov pitnej vody je teda relevantné. Presne toto bol hlavný cieľ tejto štúdie.
1. PREHĽAD LITERATÚRY
§ 1.1. Sanitárne a hygienické vlastnosti organických polutantov pitnej vody
Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO) zo 750 identifikovaných chemických kontaminantov v pitnej vode je 600 organických zlúčenín, ktoré sú zoskupené takto:
Prírodné organické látky, vrátane humínových zlúčenín, mikrobiálnych exudantov a iných odpadových produktov zvierat a rastlín rozpustených vo vode;
Syntetické znečistenie vrátane pesticídov, dioxínov a iných látok produkovaných priemyslom;
Zlúčeniny pridané alebo vytvorené počas úpravy vody, najmä chlórovania.
Tieto skupiny logicky označujú spôsoby, akými sa organické znečisťujúce látky dostávajú do pitnej vody. V tej istej práci sa uvádza, že týchto 600 látok predstavuje len malú časť celkového organického materiálu prítomného v pitnej vode. Pokrok dosiahnutý v zdokonaľovaní analytických metód nedávno umožnil identifikovať a vložiť do pamäte počítača asi 300 organických zlúčenín nachádzajúcich sa v podzemnej, povrchovej a pitnej vode.
Na obr. 1 sú znázornené niektoré cesty vstupu a možné premeny znečisťujúcich látok v povrchových vodách. K znečisteniu podzemných vodných zdrojov dochádza najmä cez pôdu. Akumuláciou cielene zavedených organochlórových pesticídov v pôde teda dochádza k ich postupnému prenikaniu do podzemných vôd podzemných pitných zdrojov. Podľa práce bola z tohto dôvodu uzavretá tretina artézskych studní určených na zásobovanie pitnou vodou len v USA. Organické zlúčeniny chlóru sa najčastejšie nachádzajú v podzemných vodách. Podľa všeobecne uznávanej medzinárodnej terminológie sa nazývajú DNAPL (dense non-aqueous phase liquids), t.j. ťažké nevodné kvapaliny (TNVZH). Nevodné znamená, že tvoria oddelenú kvapalnú fázu vo vode ako ropné uhľovodíky. Na rozdiel od ropných uhľovodíkov sú hustejšie ako voda. Tieto látky sa tiež nazývajú husté s vodou nemiešateľné kvapaliny. Zároveň je ich rozpustnosť úplne dostatočná na to, aby spôsobila znečistenie podzemných vôd. Keď sa COS dostane do podzemnej vody, môže tam zostať desaťročia a dokonca storočia. Z vodonosných vrstiev sa odstraňujú len veľmi ťažko, a preto predstavujú dlhodobý zdroj znečistenia podzemných vôd a životného prostredia vôbec.
Ryža. 1. Schéma migrácie COS v stojatom vodnom útvare
Usmernenie WHO poznamenáva, že odporúčané hodnoty majú tendenciu byť skreslené smerom k nadmernej opatrnosti v dôsledku nedostatočných údajov a neistoty pri ich interpretácii. Odporúčané hodnoty prípustných koncentrácií teda označujú prípustné koncentrácie, ale neslúžia ako regulačné údaje, ktoré určujú kvalitu vody. Agentúra na ochranu životného prostredia USA teda pre obsah chloroformu v pitnej vode navrhla ako štandardnú hodnotu nie 30, ale 100 µg/l. Norma pre trichlóretylén je 5-krát nižšia ako odporúčaná WHO a pre 1,2-dichlóretán je 2-krát nižšia. Zároveň sú normy prijaté v USA pre tetrachlórmetán 2-krát a pre 1,1-dichlóretylén 23-krát vyššie ako normy odporúčané WHO. Tento prístup sa zdá byť legitímny aj z pohľadu expertov WHO, ktorí zdôrazňujú, že hodnoty, ktoré navrhujú, majú len poradný charakter.
Chloroform 30
1,2-dichlóretán 10
1,1 - dichlóretylén 0,3
Pentachlórfenol 10
2,4,6-trichlórfenol 10
Hexachlórbenzén 0,01
V tabuľke. V tabuľke 1.1 sú uvedené odporúčané koncentrácie znečisťujúcich látok vo vode stanovené na základe toxikologických údajov a údajov o karcinogenite s prihliadnutím na priemernú telesnú hmotnosť človeka (70 kg) a priemernú dennú spotrebu vody (2 l).
Prípustný obsah organochlórových zlúčenín (OC) v prírodnej a pitnej vode podľa Ministerstva zdravotníctva Ruskej federácie a ich toxikologické charakteristiky sú zhrnuté v tabuľke. 1.2.
Spomedzi množstva organických kontaminantov pitnej vody upútajú pozornosť hygienikov najmä tie zlúčeniny, ktoré sú karcinogénne. Ide najmä o antropogénne polutanty, a to: chlórované alifatické a aromatické uhľovodíky, polycyklické aromatické uhľovodíky, pesticídy, dioxíny. Zároveň je potrebné poznamenať, že chemické polutanty vo vode sú schopné pod vplyvom komplexu fyzikálno-chemických a biologických faktorov podliehať rôznym chemickým premenám, ktoré vedú tak k ich úplnému rozpadu, ako aj k čiastočnej premene. Výsledkom týchto procesov môže byť nielen zníženie nepriaznivého vplyvu organických polutantov na kvalitu vody, ale niekedy aj jej posilnenie. Toxickejšie produkty sa môžu objaviť napríklad pri rozklade a transformácii niektorých pesticídov (chlorofos, malatión, 2,4-D), polychlórovaných bifenylov, fenolov a iných zlúčenín.
Tabuľka 1.2.
Prípustné koncentrácie a toxikologické charakteristiky niektorých
Zmes MPC, µg/l Trieda nebezpečnosti Povaha vplyvu na ľudské telo
Pitná voda Prírodné vody (r.v.) TAC*
Škodlivý faktor ***
Chloroform 200/30** 5/60 2 Social-T. Liek, ktorý je toxický pre metabolizmus a vnútorné orgány (najmä pečeň). Spôsobuje karcinogénne a mutagénne účinky, dráždi sliznice.
Tetrachlórmetán 6/3** ot / 6 2 Social-T. Drug. Ovplyvňuje centrálny nervový systém, pečeň, obličky. Má lokálne dráždivé účinky. Spôsobuje mutagénne, karcinogénne účinky. Vysoko kumulatívna zlúčenina.
1,2-dichlóretán 20/10** 100/20 2 Social-T. polytropný jed. Ovplyvňuje kortikálno-subkortikálne oblasti mozgu. Drug. Spôsobuje dystrofické zmeny v pečeni, obličkách a narúša funkcie kardiovaskulárneho a dýchacieho systému. Má dráždivé účinky. Karcinogén.
1,1,2,2-tetrachlóretán 200 ot / 200 4 org. Drug. Poškodzuje parenchýmové orgány. Má dráždivé účinky.
Grichlóretylén 70/3** 10/60 2 Social-T. Liečivo má neurotoxické a kardiotoxické účinky. Karcinogén.
Pentachlórfenol 10** ots /10 2 Social-T. Má vysokú lipofilitu, hromadí sa v tukových zásobách a veľmi pomaly sa vylučuje z tela
Tetrachlóretylén 2/1** ots / 20 2 Social-T. Pôsobí podobne ako trichlóretylén, tlmí centrálny a periférny nervový systém. Hypnotický účinok je silnejší ako účinok SCS. Ovplyvňuje pečeň a obličky. Má dráždivé účinky.
Pokračovanie tabuľky. 1.2.
2-chlórfenol 1 os / 1 4 org. Majú mierne kumulatívne vlastnosti. Porušovať funkciu obličiek a pečene.
2,4-dichlórfenol 2 ot /2 4 org.
2,4,6-trichlórfenol 4/10** ot /4 4 org.
Gama HCCH 2 / ots** ots /4 1 s.-t. Vysoko toxický neurotropný jed s embryotoxickými a dráždivými účinkami. Ovplyvňuje hematopoetický systém. Spôsobuje karcinogénne a mutagénne účinky.
DDT 2 / ots* * ots /100 2 social-t. - Približne prípustné hladiny škodlivých látok vo vode nádrží na použitie v domácnosti a pitnej vode. - "orientačné" normy stanovené v súlade s odporúčaniami WHO
15] a Smernica EÚ 80/778 o kvalite pitnej vody. - hraničný znak škodlivosti látky, pre ktorú je norma stanovená:
S.-t. - sanitárny a toxikologický ukazovateľ škodlivosti; org. - organoleptický indikátor škodlivosti.
Za najbežnejšie mechanizmy deštrukcie COS v životnom prostredí možno považovať fotochemické reakcie a predovšetkým procesy metabolického rozkladu za účasti mikroorganizmov. Fotochemický rozklad COS v molekulách obsahujúcich aromatické kruhy a nenasýtené chemické väzby nastáva v dôsledku absorpcie slnečnej energie v ultrafialovej a viditeľnej oblasti spektra. Nie všetky látky sú však náchylné na fotochemickú interakciu, napríklad lindán (y-HCH) pod UV žiarením iba izomerizuje na a-HCH. Schéma navrhovaného mechanizmu fotochemickej konverzie DDT je znázornená na obr. 2a.
Rýchlosť fotochemického rozkladu, ako aj zloženie konečných produktov tejto reakcie závisia od prostredia, v ktorom k tomuto procesu dochádza. Laboratórne štúdie ukázali, že po ožiarení UV žiarením (A. = 254 nm) po dobu 48 hodín sa rozloží až 80 % DDT a medzi produktmi sa nachádza DDE (hlavné množstvo), DCD a ketóny. Ďalšie experimenty ukázali, že DDD je veľmi odolný voči UV žiareniu a DDE sa postupne premieňa na množstvo zlúčenín, medzi ktorými sa našli aj PCB. Metabolizmus COS mikroorganizmami, založený na ich využívaní organického uhlíka ako potravy, je takmer vždy katalyzovaný biologickými enzýmami.
DDE sg! a-chooschOjo-
dnchlórbenzofenón
С1- С - С1 I n ddd a) b)
Ryža. Obr. 2. Schéma navrhovaného mechanizmu (a) fotochemickej a (b) metabolickej premeny DDT.
V dôsledku pomerne zložitých následných chemických reakcií vznikajú rôzne metabolity, ktoré sa môžu ukázať ako neškodné látky alebo nebezpečnejšie pre živé organizmy ako ich predchodcovia. Spoločná schéma metabolickej transformácie DDT, ktorá v zásade platí aj pre iné COS, je znázornená na obr. 26.
Potreba zaviesť v každej krajine normy na monitorovanie obsahu anorganických a organických znečisťujúcich látok v pitnej vode je často daná charakteristikami využívania pôdy v povodí, charakterom vodného zdroja (povrchové a podzemné vody) a prítomnosťou toxických látok. zlúčeniny priemyselného pôvodu v nich. Preto je potrebné vziať do úvahy množstvo rôznych miestnych geografických, sociálno-ekonomických, priemyselných a nutričných faktorov. To všetko môže spôsobiť výraznú odchýlku národných noriem od hodnôt odporúčaných WHO pre koncentrácie rôznych toxických látok.
Záver Diplomová práca na tému "Ekológia", Izvekova, Tatyana Valerievna
Hlavné výsledky a závery
1. Zistilo sa, že zmena obsahu organických zlúčenín v nádrži Uvodskoye má v priebehu času tendenciu klesať, hoci koncentrácie ropných produktov a prchavých fenolov sú stále výrazne vyššie ako normalizované hodnoty až do 42 a 4 MPC .X. resp.
2. Ukazuje sa, že nedochádza k poklesu obsahu organických zlúčenín v dôsledku procesu riedenia na nasledujúcich staniciach (Rozhnovo, Mikshino, Ivankovo). Fenomén zriedenia je typický iba pre fenoly a pre ropné produkty, chloroform a trichlóretylén, je zaznamenaný zreteľný nárast koncentrácií, ktorý je spojený s dodatočnými zdrojmi príjmu (difúzia z kalovej vody, povrchový odtok).
3. Prvýkrát boli z bilančnej rovnice stanovené hlavné zdroje a záchyty ropných a fenolových uhľovodíkov v nádrži, a to:
Hlavnými zdrojmi ropných uhľovodíkov vstupujúcich do nádrže Uvodskoye sú kanál Volga-Uvod a odtok rieky Uvod (každý približne 50%), atmosférické zrážky a voda z topenia nemajú veľký vplyv na obsah ropných produktov vo vode. nádrže;
Pokiaľ ide o fenoly, za hlavné zdroje sa považujú všetky kanály vstupu: kanál Volga-Uvod - 36%, dažďový odtok - 26%, odtok rieky. Take away - 23%, roztopená voda -15%;
Hlavné vylučovacie kanály boli určené: pre fenoly - hydrodynamické odstránenie (~ 50 %); pre ropné produkty - hydrodynamické odstraňovanie, vyparovanie a biochemická premena - 34, 30, 29 %, resp.
4. Ukazuje sa, že koncentrácie COS v pitnej vode sú vzájomne prepojené tak s procesmi vo vnútri nádrže, ako aj s procesom dezinfekcie vody - chlórovaním.
5. Celkový obsah organických zlúčenín chlóru (v SG) po chlórovaní vody z nádrže Uvodsk sa zvyšuje v priemere 7-krát a po chlórovaní vody z podzemného zdroja (odber vody Gorinsky) len 1,3-krát.
6. Bola stanovená korelácia medzi obsahom chlórfenolov a suspendovaných organických látok vo vode zdrže Uvodsk a koncentráciami 2,4-dichlórfenolu a 2,4,6-trichlórfenolu po chlórovaní pitnej vody.
7. Súčasný stav pitnej vody spotrebovanej obyvateľmi Ivanova vedie k zhoršeniu jeho zdravotného stavu a v dôsledku toho aj k zníženiu strednej dĺžky života (muži - 5 rokov, ženy - 8 rokov, 2001). Výška finančných strát sa odhaduje na 0,3 miliardy EUR/rok a na základe štatistických životných nákladov na 0,96 miliardy EUR/rok.
8. Ukazuje sa, že chlórfenoly vo vode nádrže Uvodskoe sú hlavne v zložení suspendovaných látok, preto sa odporúča zlepšiť proces jej filtrácie, aby sa znížila ich koncentrácia v pitnej vode, ako aj vykonať príjem vody z kontrolovanej hĺbky, najmä na jar a v lete.
9. Zistilo sa, že hlavný podiel na hodnote hodnoty environmentálneho rizika majú chemické chemické látky, preto sa odporúča nahradiť prvý stupeň chlorácie (ONVS-1) ozonizáciou.
Bibliografia Diplomová práca z biológie, kandidát chemických vied, Izvekova, Tatyana Valerievna, Ivanovo
1. Kuzubová L.I., Morozov C.V. Organické kontaminanty pitnej vody: Analyt. Recenzia / Štátna verejná vedecká a technická knižnica Sibírskej pobočky Ruskej akadémie vied, NIOCH Sibírskej pobočky Ruskej akadémie vied. Novosibirsk, 1993. -167 s.
2. Isaeva L.K. Kontrola chemických a biologických parametrov prostredia. Petrohrad: "Ekologické a analytické informačné centrum" Sojuz "", 1998.-869 s.
3. Randtke S.J. Odstraňovanie organických kontaminantov koaguláciou a súvisiace kombinácie procesov // JAWWA. 1988. - Vol. 80, č. 5. - S. 40 - 56.
4. Smernice pre kontrolu kvality pitnej vody. T.1. Odporúčania, WHO. -Ženeva, 1986.- 125 s.
5. Warthington P. Organické mikropolutanty vo vodnom prostredí // Proc. 5 Int. Conf. "Chem. Prot. Environ." 1985. Kvások 9-13 sept. 1985. Amsterdam, 1986.
6. Yudanova L.A. Pesticídy v životnom prostredí. Novosibirsk: Štátna verejná vedecká a technická knižnica Sibírskej pobočky Akadémie vied ZSSR, 1989.-140 s.
7. Elpiner L.I., Vasiliev B.C. Problémy so zásobovaním pitnou vodou v USA. -M., 1984.
8. SanPiN 2.1.2.1074-01. Hygienické pravidlá a normy "Pitná voda. Hygienické požiadavky na kvalitu vody centralizovaných systémov zásobovania pitnou vodou. Kontrola kvality.", schválené Štátnym výborom pre sanitárny a epidemiologický dohľad Ruska. M., 2000
9. Škodlivé látky v priemysle. 4.1 Ed. 6., rev. L., Vydavateľstvo "Chémia", 1971, 832 s.
10. Karcinogénne látky: Príručka / Per. z angličtiny / Ed. B.C. Turusov. M., 1987, 333 s.
11. Škodlivé chemikálie. Uhľovodíky. Halogénderiváty uhľovodíkov. Správne, ed. / ed. V.A. Filová-L.: Chémia, 1989.-732 s.
12. G. Fellenberg Znečistenie životného prostredia. Úvod do environmentálnej chémie; Za. s ním. M.: Mir, 1997. - 232 s.
Mnohé druhy odpadových vôd obsahujú hnijúce látky, okrem niektorých priemyselných odpadových vôd, ktoré pozostávajú najmä z chemicky toxických zložiek. Hnijúca látka, ako je mäso alebo krv, je organickej povahy a podlieha univerzálnemu zákonu prírody – rozkladu, ktorý v konečnom dôsledku vedie k mineralizácii. Keďže, ako v prípade kazu mäsa opísaného vyššie, proces rozkladu je stimulovaný a udržiavaný autolytickými enzýmami, mnohé z vyššie uvedeného platí ako pre odpadovú vodu, tak aj pre mäso. Rozdiel, ktorý je potrebné poznamenať už vzhľadom na nerovnakú koncentráciu látky podliehajúcej rozkladu - v prvom prípade kompaktné mäso av druhom - emulzia atď., sa nevzťahuje na povahu procesu rozkladu. , aj keď sa tieto vyskytujú v odpadových vodách recyklačných podnikov, kde sa predtým celkovo tepelné spracovanie vykonáva fyzikálnym pôsobením prehriatej pary (rozklad varom). Časť mikroorganizmov tvoriacich spóry prežíva počas sterilizácie a sú tiež zahrnuté do procesu rozkladu. V tomto prípade dochádza k percentuálnemu poklesu biochemickej spotreby kyslíka.
Na rozdiel od snáh, ktoré sa v určitom čase vynakladajú na prerušenie procesu rozkladu surovín v recyklačných podnikoch s cieľom zachovať krmivo, všetky snahy pri čistení odpadových vôd sú zamerané na dosiahnutie pomocou prísunu kyslíka, rýchla a úplná mineralizácia organických zložiek. Ak je proces mineralizácie inhibovaný, napríklad zvýšeným obsahom tuku v odpadovej vode, treba tomuto nežiaducemu konzervačnému efektu čeliť obzvlášť energicky (Randolph, 1977).
Čistenie odpadových vôd je v podstate sedimentácia s tvorbou hnilobného kalu, ako aj rozkladná činnosť mikroorganizmov pri aerobióze (aktivovaný kal). Hnilobný kal pri anaerobióze, ktorý je vystavený pôsobeniu mikroorganizmov, je dehydratovaný, zatiaľ čo vločky aktivovaného kalu podporujú všetky biologické procesy čistenia odpadových vôd bez ľudskej námahy ( metánová nádrž, sedimentácia, vrt Emscher), potom na dlhodobé udržanie aerobiózy sú naopak potrebné zložité technické konštrukcie (biofiltre, oxidačné jazierka, aktivačné okruhy, kaskády).
Prísun kyslíka je dôležitým predpokladom pre množenie mikróbov, ktoré rozkladajú organické látky obsiahnuté v odpadových vodách. Navyše počet mikróbov klesá (túžba po anaerobióze), ak sa použitý kyslík neustále a pravidelne nenahrádza novým (baktérie a huby sú C-heterotrofné). To je základ ich schopnosti rozkladať organické látky. Táto funkcia mikróbov je dôležitou súčasťou ekologického systému, v rámci ktorého treba myslieť na odpadové vody a ich čistenie, ako aj na biologické samočistenie riek a jazier. Baktérie v prírodných vodných útvaroch a odpadových vodách sú „uspokojené“ s nevýznamnými koncentráciami živín. 39 zo 47 rodín baktérií má svojich zástupcov v mikroflóre vodných plôch a odpadových vôd (Reinheimer, 1975). Nachádzajú sa tu aj huby, ktoré tiež absorbujú organickú hmotu, keďže sú C-heterotrofné. Väčšina húb potrebuje aj voľný kyslík. Huby sa vyznačujú vysokou toleranciou pH a často pomerne veľkým rozsahom teplôt, pri ktorých môžu existovať (pH 3,2-9,6; teplota 1-33°C). Huby rozkladajú bielkoviny, cukor, tuk, škrob, pektíny, hemicelulózu, celulózu, chitín a lignín. Počet saprofytov vo vzťahu k celkovému počtu mikróbov v silne znečistených vodách sa pohybuje od 1:5 do 1:100, zatiaľ čo v oligotrofných vodných útvaroch sa toto číslo pohybuje medzi 1:100 a 1:1000. Teplota odpadovej vody a jej nasýtenie bielkovinami má silný vplyv na obdobie regenerácie heterotrofných baktérií a na zloženie mikrobiálnej flóry. Najprv sa v odpadovej vode objavia saprofyty, potom mikróby rozkladajúce celulózu a nakoniec nitrifikačné baktérie, ktoré sú zastúpené v najväčšom počte. Každý mililiter domácej odpadovej vody môže obsahovať 3 až 16 miliónov baktérií, vrátane desiatok alebo dokonca stoviek tisíc baktérií coli. Takáto odpadová voda obsahuje široké spektrum Enterobacteriacetae. Znečistené odpadové vody bohaté na organické látky sa ľahko obohacujú najmä o chlamydobaktérie Sphaerotilus natans,čo môže následne viesť k javu nazývanému fungálne vynucovanie. Saprofyty sa líšia od patogénnych mikróbov najmä tým, že prvé rozkladajú iba neživé organické látky, zatiaľ čo druhé rozkladajú aj živé tkanivá. V tomto prípade patogény pripravujú pole činnosti pre saprofyty, ktoré úplne alebo čiastočne zničia živé tkanivá. Biochemická spotreba kyslíka (BSK) je množstvo kyslíka, ktoré mikroorganizmy uvedených druhov potrebujú na odbúravanie škodlivých organických látok v odpadových vodách z recyklačných aj iných podnikov. Je zrejmé, že zvýšená potreba mikroorganizmov po kyslíku poukazuje na kontamináciu odpadových vôd. Meraním biochemickej spotreby kyslíka v priebehu piatich dní (BSKb) je možné určiť alebo približne odhadnúť ako stupeň kontaminácie odpadových vôd škodlivými organickými látkami, tak aj kvalitu fungovania samotného čistiaceho systému. Takto získané údaje je možné doplniť o stanovenie chemickej spotreby kyslíka látok, údaje o množstve vyzrážaných látok a ich schopnosti rozpadu. Je vhodné vždy určiť hodnotu pH a v prípade potreby aj počet a druh najviac zastúpených baktérií (pozri str. 193 a nasl.).
NÁRODNÁ UNIVERZITA DONETSK
CHEMICKÁ FAKULTA
KATEDRA ORGANICKEJ CHÉMIE
Úvod………………………………………………………………...3
Prehľad literatúry. Klasifikácia a vlastnosti
odpadová voda ……………………………………………….. 5
Fyzikálny stav odpadových vôd………………………………..8
Zloženie odpadovej vody ……………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………..10 Bakteriálne znečistenie odpadových vôd………………………....11
Nádrž ako zberač odpadových vôd………………………………..11
Metódy čistenia EPS……………………………………………………………………………………………………… 12
Mechanické čistenie PSV………………………………………..13
Fyzikálne a chemické čistenie PSV……………………………………………………… 14
Chemická analýza PSV………………………………………..16
Stanovenie organických látok
chromatografická metóda ……………………………………….. 18
Stanovenie organických zlúčenín
metóda hmotnostnej spektrometrie………………………………………..19
Chemické skúšobné metódy analýzy……………………………….20
Praktická časť.
Metóda plynovej chromatografie………………………………..24
Metóda hmotnostnej spektroskopie………………………………………..26
Závery …………………………………………………………………………...27
Referencie………………………………………………..28
Úvod
Voda je najcennejším prírodným zdrojom. Má výnimočnú úlohu v metabolických procesoch, ktoré tvoria základ života. Voda má veľký význam v priemyselnej a poľnohospodárskej výrobe. Je všeobecne známe, že je potrebný pre každodenné potreby človeka, všetkých rastlín a živočíchov. Pre mnohé živé bytosti slúži ako biotop. Rast miest, prudký rozvoj priemyslu, intenzifikácia poľnohospodárstva, výrazné rozširovanie zavlažovanej pôdy, zlepšovanie kultúrnych a životných podmienok a množstvo ďalších faktorov stále viac komplikuje problémy so zásobovaním vodou.
Dopyt po vode je obrovský a každým rokom sa zvyšuje. Ročná spotreba vody na zemeguli pre všetky typy zásobovania vodou je 3300-3500 km3. Zároveň sa 70 % všetkej spotreby vody využíva v poľnohospodárstve. Veľa vody spotrebuje chemický a celulózový a papierenský priemysel, železná a neželezná metalurgia. Rozvoj energetiky vedie aj k prudkému nárastu dopytu po vode. Značné množstvo vody sa spotrebuje pre potreby živočíšnej výroby, ako aj pre domáce potreby obyvateľstva. Väčšina vody po jej použití pre potreby domácnosti sa vracia do riek vo forme odpadových vôd.
Nedostatok sladkej vody sa už stáva globálnym problémom. Neustále sa zvyšujúce potreby priemyslu a poľnohospodárstva po vode nútia všetky krajiny, vedcov sveta hľadať rôzne prostriedky na riešenie tohto problému.
V súčasnom štádiu sú určené tieto oblasti racionálneho využívania vodných zdrojov: úplnejšie využívanie a rozšírená reprodukcia sladkej vody; vývoj nových technologických postupov na zabránenie znečisťovania vodných útvarov a minimalizáciu spotreby sladkej vody.
Rýchly rozvoj priemyslu si vyžaduje predchádzať negatívnym vplyvom priemyselných odpadových vôd (ISW) na vodné útvary. Vzhľadom na extrémnu rôznorodosť zloženia, vlastností a prietokov odpadových vôd z priemyselných podnikov je potrebné použiť špecifické metódy, ako aj zariadenia na lokálne, predbežné a úplné čistenie týchto vôd. Jedným z hlavných smerov vedecko-technického pokroku je vytváranie nízkoodpadových a bezodpadových technologických procesov.
Účelom práce je oboznámiť sa s literárnymi údajmi o metódach čistenia odpadových vôd.
Prehľad literatúry
1.1.Klasifikácia a vlastnosti odpadových vôd
Do kanalizačnej siete sa dostávajú kontaminované odpadové vody minerálneho, organického a bakteriálneho pôvodu.
Minerálne kontaminanty zahŕňajú: piesok; hlinené častice; častice rudy a trosky; soli, kyseliny, zásady a iné látky rozpustené vo vode.
Organické kontaminanty sú rastlinného a živočíšneho pôvodu. K zelenine zahŕňajú zvyšky rastlín, ovocia, zeleniny a obilnín, papier, rastlinné oleje, humínové látky a iné. Hlavným chemickým prvkom, ktorý je súčasťou tohto znečistenia, je uhlík. K znečisteniu živočíšneho pôvodu zahŕňajú fyziologické sekréty zvierat a ľudí, zvyšky zvieracích svalových a tukových tkanív, organické kyseliny a iné. Hlavným chemickým prvkom týchto znečistení je dusík. Domáce voda obsahuje približne 60 % organického znečistenia a 40 % minerálneho znečistenia. V PSV môžu byť tieto pomery rôzne a líšia sa v závislosti od druhu spracovávaných surovín a výrobného procesu.
k bakteriálnej kontaminácii zahŕňajú živé mikroorganizmy – kvasinky a plesne a rôzne baktérie. Domáce odpadové vody obsahujú také patogénne baktérie (patogénne) - patogény brušného týfusu, paratýfusu, dyzentérie, antraxu atď., Ako aj vajíčka helmintov (červy), ktoré sa dostávajú do odpadových vôd s ľudskými a zvieracími sekrétmi. Patogény sú tiež obsiahnuté v niektorých PSV. Napríklad v odpadových vodách z garbiarní, tovární na primárne spracovanie vlny atď.
V závislosti od pôvodu, zloženia a kvalitatívnych charakteristík znečistenia (nečistoty) sa odpadové vody delia do 3 hlavných kategórií: domáce (domáce a fekálne), priemyselné (priemyselné) a atmosférické.
Domáce odpadové vody zahŕňajú vodu odstránenú z toaliet, vaní, spŕch, kuchýň, kúpeľní, práčovní, jedální, nemocníc. Sú znečistené najmä fyziologickým odpadom a domovým odpadom.
Priemyselná odpadová voda je voda používaná v rôznych technologických procesoch (napríklad na umývanie surovín a hotových výrobkov, chladenie tepelných jednotiek a pod.), ako aj voda čerpaná na povrch zeme pri ťažbe. Priemyselné odpadové vody z mnohých priemyselných odvetví sú znečistené najmä výrobnými odpadmi, ktoré môžu obsahovať toxické látky (napríklad kyselina kyanovodíková, fenol, zlúčeniny arzénu, anilín, meď, olovo, soli ortuti a pod.), ako aj látky obsahujúce rádioaktívne prvky; niektoré odpady majú určitú hodnotu (ako druhotné suroviny). V závislosti od množstva nečistôt sa priemyselné odpadové vody delia na znečistené, pred vypustením do nádrže (alebo pred opätovným použitím) podrobené predbežnému čisteniu a podmienečne čisté (mierne znečistené), vypustené do nádrže (alebo opätovne použité vo výrobe) bez úpravy. .
Atmosférická odpadová voda - dažďová a topená voda (vznikajúca v dôsledku topenia ľadu a snehu). Do tejto kategórie patrí podľa kvalitatívnych charakteristík znečistenia aj voda z polievania ulíc a zelených plôch. Atmosférická odpadová voda obsahujúca prevažne minerálne kontaminanty je z hygienického hľadiska menej nebezpečná ako odpadová voda z domácností a priemyslu.
Stupeň znečistenia odpadových vôd sa odhaduje podľa koncentrácie nečistôt, t. j. ich hmotnosti na jednotku objemu (v mg/l alebo g/m3).
Zloženie odpadových vôd z domácností je viac-menej jednotné; koncentrácia kontaminantov v nich závisí od množstva spotrebovanej vody z vodovodu (na obyvateľa), teda od miery spotreby vody. Znečistenie odpadových vôd z domácností sa zvyčajne delí na: nerozpustné, tvoriace veľké suspenzie (v ktorých veľkosti častíc presahujú 0,1 mm) alebo suspenzie, emulzie a peny (v ktorých sa veľkosť častíc pohybuje od 0,1 mm do 0,1 μm), koloidné (s časticami s veľkosťou od 0,1 μm až 1 nm), rozpustné (vo forme molekulárne dispergovaných častíc s veľkosťou menšou ako 1 nm).
Dochádza k znečisteniu domových odpadových vôd: minerálne, organické a biologické. Minerálne kontaminanty zahŕňajú piesok, častice trosky, častice ílu, roztoky minerálnych solí, kyseliny, zásady a mnoho ďalších látok. Organické kontaminanty sú rastlinného a živočíšneho pôvodu. Rastlinné zvyšky zahŕňajú zvyšky rastlín, ovocia, zeleniny, papiera, rastlinných olejov atď. Hlavným chemickým prvkom znečistenia rastlín je uhlík.
Kontaminanty živočíšneho pôvodu sú fyziologické výlučky ľudí a zvierat, zvyšky živočíšnych tkanív, adhezívne látky a pod. Vyznačujú sa výrazným obsahom dusíka. Medzi biologické kontaminanty patria rôzne mikroorganizmy, kvasinky a plesne, drobné riasy, baktérie vrátane patogénov (pôvodcovia týfusu, paratýfu, dyzentérie, antraxu a pod.). Tento druh znečistenia je charakteristický nielen pre odpadové vody z domácností, ale aj pre niektoré druhy priemyselných odpadových vôd, ktoré vznikajú napríklad v mäsokombinátoch, bitúnkoch, garbiarňach, biofabrikách a pod. Podľa ich chemického zloženia sú to organické kontaminanty, ale sú rozdelené do samostatnej skupiny kvôli hygienickému nebezpečenstvu, ktoré vytvárajú pri vstupe do vodných útvarov.
V odpadových vodách z domácností obsahujú minerálne látky asi 42% (z celkového množstva znečistenia), organické - asi 58%; sedimentované nerozpustné látky tvoria 20%, suspenzie - 20%, koloidy - 10%, rozpustné látky - 50%.
Zloženie a stupeň kontaminácie priemyselných odpadových vôd je veľmi rôznorodý a závisí najmä od charakteru výroby a podmienok využívania vody v technologických procesoch.
Množstvo atmosférickej vody sa výrazne mení v závislosti od klimatických podmienok, terénu, charakteru mestskej zástavby, typu povrchu vozovky a pod. 1 ha. Ročný odtok dažďovej vody zo zastavaných oblastí je 7-15 krát menší ako domáci.
1.2 Fyzikálny stav odpadových vôd
Fyzikálny stav odpadovej vody je troch typov:
nerozpustený vzhľad;
koloidný vzhľad;
rozpustený vzhľad.
nerozpustené látky sa v odpadových vodách nachádzajú vo forme hrubej suspenzie s veľkosťou častíc nad 100 mikrónov a vo forme jemnej suspenzie (emulzie) s veľkosťou častíc 100 až 0,1 mikrónu. Štúdie ukazujú, že v odpadových vodách z domácností zostáva množstvo nerozpustených nerozpustených pevných látok viac-menej konštantné a rovná sa 65 g/deň na osobu využívajúcu kanalizáciu; z nich sa pri usadzovaní môže vyzrážať 40 g.
Koloidný látky vo vode majú veľkosť častíc v rozmedzí od 0,1 do 0,001 mikrónu. Zloženie koloidnej fázy domových odpadových vôd ovplyvňujú jej organické zložky – bielkoviny, tuky a sacharidy, ako aj produkty ich fyziologického čistenia. Veľký vplyv má aj kvalita vody z vodovodu, ktorá obsahuje určité množstvo uhličitanov, síranov a železa.
Odpadová voda obsahuje okrem dusíka a uhlíka aj veľké množstvo síry, fosforu, draslíka, sodíka, chlóru a železa. Tieto chemické prvky sú súčasťou organických alebo minerálnych látok, ktoré sú v odpadových vodách v nerozpustenom, koloidnom alebo rozpustenom stave. Množstvo týchto látok vnesených znečistením do odpadových vôd môže byť rôzne a závisí od charakteru tvorby.
V prípade odpadových vôd z domácností však množstvo chemikálií zanesených so znečistením na osobu zostáva viac-menej konštantné. Takže na osobu a deň účtu pre (g):
Tabuľka 1. Chemikálie prispeli znečistením na osobu
Koncentrácia týchto látok v odpadovej vode (mg / l) sa mení v závislosti od stupňa zriedenia kontaminantov vodou: čím vyššia je rýchlosť likvidácie vody, tým nižšia je koncentrácia. Obsah železa a síranov v odpadových vodách závisí najmä od ich prítomnosti vo vode z vodovodu.
Množstvo vyššie uvedených, ako aj ďalších prísad, ktoré sa do VÚV dostávajú so znečistením, sa značne líši a závisí nielen od ich obsahu v zriedenej vode z vodovodu a spracovanom produkte, ale aj od výrobného procesu, spôsobu vstupu vody do produkčná sieť a iné dôvody. Preto je možné pre daný typ výroby stanoviť len približné množstvo kontaminantov obsiahnutých vo vypúšťanom EPS. Pri projektovaní priemyselnej kanalizácie je potrebné mať k dispozícii údaje z analýzy PSV a až v prípade, že nie je možné takéto údaje získať, je možné použiť údaje z podobných odvetví.
Zloženie odpadovej vody
Zloženie a množstvo PSV sú rôzne. Aj podniky rovnakého typu, ako sú garbiarne, môžu v závislosti od charakteru technologického procesu vypúšťať odpadové vody rôzneho zloženia a v rôznom množstve.
Niektoré EPS neobsahujú viac než domácich nečistôt, iné však podstatne viac. Voda z úpravní rúd teda obsahuje až 25 000 mg/l suspendovaných častíc, z pračiek vlny až do 20 000 mg/l.
EPS sa delia na podmienečne čisté a kontaminované. Podmienečne čisté vody sú častejšie tie, ktoré sa používali na chladenie; takmer sa nemenia, ale iba zahrievajú.
Kontaminované priemyselné vody sú rozdelené do skupín obsahujúcich určité kontaminanty: a) prevažne minerálne; b) prevažne organické, minerálne; c) organické, toxické látky.
EPS môže byť v závislosti od koncentrácie kontaminantov vysoko koncentrovaný a slabo koncentrovaný. Podľa aktívnej reakcie vody sa priemyselné vody podľa stupňa agresivity delia na vody mierne agresívne (mierne kyslé s pH = 6–6,6 a mierne zásadité s pH = 8–9) a vysoko agresívne (s pH 9).
Bakteriálne znečistenie odpadových vôd
Flóru a faunu odpadových vôd predstavujú baktérie, vírusy, bakteriofágy, helminty a huby. V odpadovej kvapaline je obrovské množstvo baktérií: v 1 ml odpadovej vody ich môže byť až 1 miliarda.
Väčšina týchto baktérií patrí do kategórie neškodných (saprofytické baktérie), ktoré sa množia na mŕtvom organickom médiu, ale sú aj také, ktoré sa množia a žijú na živej hmote (patogénne baktérie), pričom v priebehu svojho života ničia živý organizmus. Patogénne mikroorganizmy nachádzajúce sa v mestských odpadových vodách sú patogény týfusu, paratýfu, úplavice, vodnej horúčky, tularémie atď.
Prítomnosť špeciálneho druhu baktérií v nej – skupiny Escherichia coli – poukazuje na kontamináciu vody patogénnymi baktériami. Tieto baktérie nie sú patogénne, ale ich prítomnosť naznačuje, že vo vode môžu byť prítomné aj patogénne baktérie. Na posúdenie stupňa kontaminácie vody patogénnymi baktériami zistite, či - titer, t.j. najmenšie množstvo vody na ml, ktoré obsahuje jednu Escherichia coli. Ak je teda titer Escherichia coli 100, znamená to, že 10 ml skúmanej vody obsahuje jednu Escherichia coli. Pri titre 0,1 je počet baktérií v 1 ml 10 atď. V prípade komunálnych odpadových vôd titer Escherichia coli zvyčajne nepresahuje 0,000001. Niekedy určujú, či - index, alebo počet E. coli v 1 litri vody.
Vodný útvar ako zberač odpadových vôd
Väčšinu odpadovej vody prijímajú vodné útvary. Odpadová voda musí byť pred vypustením do nádrže čiastočne alebo úplne vyčistená. V zásobníku je však určitá zásoba kyslíka, ktorý sa dá čiastočne využiť na oxidáciu organických látok, ktoré sa doň dostávajú spolu s odpadovými vodami; zásobník má určitú čistiacu schopnosť, t.j. v nej sa pomocou mikroorganizmov - mineralizátorov môžu oxidovať organické látky, ale obsah rozpusteného kyslíka vo vode klesne. S týmto vedomím je možné znížiť stupeň čistenia odpadových vôd v čistiarňach pred ich vypustením do nádrže.
Netreba preháňať schopnosť vodných útvarov, najmä riek, prijímať veľké množstvá odpadových vôd, aj keď kyslíková bilancia umožňuje takéto vypúšťanie bez konečného čistenia. Akákoľvek, aj malá vodná plocha sa využíva na hromadné kúpanie a má architektonický, dekoratívny a sanitárny význam.
Metódy čistenia EPS
PSV sa zvyčajne delia do 3 hlavných skupín:
Čistá voda, zvyčajne používaná na chladenie;
Mierne znečistená alebo podmienečne čistá voda vznikajúca pri umývaní hotových výrobkov;
Špinavé vody.
Na čistenie PSV sa používajú nasledujúce metódy:
mechanické čistenie.
Fyzikálne a chemické čistenie.
Chemické čistenie.
Biologické čistenie.
1.6.1. Mechanické čistenie PSV
Mechanické čistenie PSV je určené na izoláciu nerozpustených a čiastočne koloidných nečistôt z nich. Mechanické metódy čistenia zahŕňajú: a) filtrovanie; b) udržiavanie; c) filtrovanie; d) odstraňovanie nerozpustených nečistôt v hydrocyklónoch a odstredivkách.
Namáhanie používa sa na izoláciu veľkých plávajúcich látok a menších, hlavne vláknitých nečistôt z odpadovej kvapaliny. Na oddelenie veľkých látok sa používajú mriežky, na menšie sitá. Pre všetky čističky odpadových vôd musia byť usporiadané mriežky na predčistenie. Sitá sa používajú ako samostatné zariadenia, cez ktoré je možné PSV vypustiť buď do vodojemu alebo do mestskej kanalizačnej siete.
vyrovnaním z PSV sa izolujú nerozpustené a čiastočne koloidné kontaminanty minerálneho a organického pôvodu. Usadzovaním je možné z odpadových vôd oddeliť častice s mernou hmotnosťou väčšou ako je merná hmotnosť vody (klesanie), ako aj s nižšou mernou hmotnosťou (plávajúce). Usadzovacie nádrže na úpravu VVD môžu byť samostatné zariadenia, kde sa proces úpravy končí, alebo zariadenia určené len na predbežné čistenie. Na izoláciu klesajúcich nerozpustných nečistôt sa používajú horizontálne aj radiálne usadzovacie nádrže, ktoré sa svojou konštrukciou len málo líšia od usadzovacích nádrží používaných na čistenie domových odpadových vôd.
Filtrácia slúži na zadržiavanie suspendovaných látok, ktoré sa pri usadzovaní neusadili. Používajú sa pieskové filtre, diatomitové filtre a sieťové filtre s filtračnou vrstvou.
Pieskové filtre používa sa pre nízky obsah pevných látok. Dobre sa osvedčili dvojvrstvové filtre. Spodná vrstva nákladu je piesčitá so zrnitosťou 1-2 mm a vrchná vrstva je antracitová trieska. Odpadová voda sa privádza zhora, potom sa privádza umývacia voda a špinavá voda sa vypúšťa.
kremelinové filtre. V týchto filtroch sa odpadová kvapalina filtruje cez tenkú vrstvu kremeliny nanesenú na porézne povrchy. Ako porézne materiály sa používa keramika, kovové pletivo a tkanina. Používajú sa aj umelé práškové kompozície diatomitu s vysokou adsorpčnou kapacitou. Takéto filtre poskytujú vysoký čistiaci účinok.
Hydrocyklóny používa sa na čistenie odpadových vôd a zahusťovanie sedimentov. Sú otvorení a dotieraví. Otvorené hydrocyklóny sa používajú na izoláciu štrukturálneho usadzovania a hrubých plávajúcich nečistôt z odpadových vôd. Tlakové hydrocyklóny slúžia na separáciu z odpadových vôd iba usadzujúcich sa kamenivo odolných hrubých konštrukčných nečistôt. Otvorené hydrocyklóny sú dostupné bez vnútorných zariadení, s membránou a valcovou priehradkou a sú viacvrstvové. Posledne menované sa používajú na izoláciu ťažkých nespekavých hrubých nečistôt a ropných produktov.
1.6.2. Fyzikálne a chemické čistenie PSV
Fyzikálne a chemické metódy čistenia zahŕňajú: a) extrakciu; b) sorpcia; c) kryštalizácia; d) flotácia.
A) extrakcia. Podstata extrakčnej metódy na čistenie priemyselných odpadových vôd je nasledovná. Pri zmiešaní vzájomne nerozpustných kvapalín sa v nich obsiahnuté nečistoty rozdelia v týchto kvapalinách podľa ich rozpustnosti.
Ak odpadová voda obsahuje fenol, vodu možno zmiešať s benzénom (rozpúšťadlo), v ktorom sa fenol rozpúšťa v oveľa väčšej miere, aby sa izolovala. Postupným pôsobením benzénu na vodu je teda možné dosiahnuť takmer úplné odstránenie fenolu z vody.
Ako rozpúšťadlá sa zvyčajne používajú rôzne organické látky: benzén, tetrachlórmetán atď.
Extrakcia sa vykonáva v kovových nádržiach-extraktoroch vo forme kolón s dýzami. Zospodu sa privádza rozpúšťadlo, ktorého merná hmotnosť je menšia ako merná hmotnosť vody, v dôsledku čoho rozpúšťadlo stúpa nahor. Znečistené odpadové vody sú privádzané zhora. Vrstvy vody, ktoré sa na svojej ceste stretávajú s rozpúšťadlom, postupne uvoľňujú látky znečisťujúce vodu. Vyčistená voda sa vypúšťa zdola. Táto technika sa môže použiť najmä na čistenie PSV obsahujúceho fenol.
B) Sorpcia. Tento proces spočíva v tom, že nečistoty z odpadovej kvapaliny sú absorbované pevným telesom (adsorpcia), ukladané na jeho aktívne vyvinutom povrchu (adsorpcia) alebo s ním vstupujú do chemickej interakcie (chemisorpcia). Na čistenie PSV sa najčastejšie používa adsorpcia. V tomto prípade sa do odpadovej kvapaliny, ktorá sa má upraviť, pridá drvený sorbent (pevné teleso) a zmieša sa s odpadovou vodou. Potom sa sorbent nasýtený kontaminantmi oddelí od vody sedimentáciou alebo filtráciou. Častejšie sa vyčistená odpadová voda kontinuálne vedie cez filter naplnený sorbentom. Ako sorbenty sa používajú: aktívne uhlie, koksový závan, rašelina, kaolín, piliny, popol atď. Najlepšou, ale najdrahšou látkou je aktívne uhlie.
Sorpčnú metódu možno použiť napríklad na čistenie VKV z plynárenských staníc s obsahom fenolu, ako aj VKV s obsahom arzénu, sírovodíka atď.
c) Kryštalizácia. Tento spôsob čistenia je možné použiť len vtedy, ak je koncentrácia kontaminantov v EPS významná a ich schopnosť vytvárať kryštály. Obvykle je predbežným procesom odparovanie odpadovej vody, aby sa vytvorila zvýšená koncentrácia kontaminantov, pri ktorej je možná ich kryštalizácia. Na urýchlenie procesu kryštalizácie kontaminantov sa odpadová voda ochladzuje a mieša. Odparovanie a kryštalizácia odpadových vôd sa zvyčajne vykonáva v prírodných rybníkoch a nádržiach. Tento spôsob čistenia PSV je neekonomický, preto sa veľmi nepoužíva.
D) flotácia. Proces je založený na plávaní rozptýlených častíc spolu so vzduchovými bublinami. S úspechom sa používa v mnohých odvetviach techniky a na čistenie PSV. Flotačný proces spočíva v tom, že molekuly nerozpustných častíc sa prilepia na vzduchové bubliny a spoločne plávajú na povrch. Úspešnosť flotácie do značnej miery závisí od veľkosti povrchu vzduchových bublín a od oblasti ich kontaktu s pevnými časticami. Na zvýšenie účinku flotácie sa do vody zavádzajú činidlá.
1.6.3 Chemická analýza EPS
Zloženie odpadových vôd, aj keď dobrej kvality, je často ťažké predpovedať. V prvom rade sa to týka odpadových vôd po chemickom a biochemickom čistení, v dôsledku čoho vznikajú nové chemické zlúčeniny. Preto treba spravidla vopred preveriť vhodnosť aj dosť osvedčených metód na stanovenie jednotlivých zložiek a schém analýzy.
Hlavnými požiadavkami na metódy analýzy odpadových vôd sú vysoká selektivita, inak sa môžu vyskytnúť systematické chyby, ktoré úplne skresľujú výsledok štúdie. Menej dôležitá je citlivosť analýzy, pretože je možné odoberať veľké objemy analyzovanej vody alebo sa uchýliť k vhodnej metóde zahustenia analytu.
Na koncentrovanie zložiek určených na stanovenie v odpadovej vode sa používa extrakcia, odparovanie, destilácia, sorpcia, koprecipitácia a zmrazovanie vody.
Tabuľka 2. Schémy separácie zložiek odpadových vôd s vysokým obsahom prchavých organických látok.
| možnosť 1 | Vzorka sa okyslí H2S04 na mierne kyslú reakciu, oddestiluje sa vodnou parou, kým sa nezíska malý zvyšok. |
|
| Destilát 1: prchavé kyseliny a neutrálne látky Alkalický a opäť oddestilovaný vodnou parou, kým sa nezíska malý zvyšok. | Zvyšok 1: neprchavé kyseliny, amínsulfáty, fenoly a neutrálne látky |
|
| | Zvyšok 2: sodné soli prchavých kyselín, fenoly |
|
| Možnosť 2 | Vzorka sa alkalizuje a oddestiluje vodnou parou, kým sa nezíska malý zvyšok. |
|
| Destilát 1: prchavé zásady a neutrálne látky | Zvyšok 1: soli prchavých a neprchavých kyselín |
|
| Okyslí sa a oddestiluje sa s parou, kým sa nezíska malý zvyšok. |
||
| Destilát 2: prchavé neutrálne zlúčeniny | Zvyšok 2: soli prchavých zásad. Mieša sa a extrahuje sa éterom |
|
Tabuľka 3. Schéma separácie zložiek odpadových vôd s nízkym obsahom prchavých organických látok
| Do vzorky (25-100 ml) odpadovej vody sa pridáva, kým NaCl a HCl nie sú nasýtené na koncentráciu ≈ 5 % |
||||
| Extrahuje sa dietyléterom |
||||
| Extrakt 1: neutrálne zlúčeniny, kyseliny. Ošetrené trikrát 5 % roztokom NaOH | Vodná fáza 1: pridávať NaOH do pH ≥ 10, niekoľkokrát extrahovať éterom, extrakty kombinovať |
|||
| Vodná fáza 2: slabé kyseliny (hlavne fenoly). Nasýti sa C02, kým sa nevyzráža NaHC03, spracuje sa niekoľkými dávkami éteru, extrakty sa spoja | Éterová vrstva: neutrálne látky. Vysušte do sucha. Na2S04, éter sa oddestiluje, suchý zvyšok sa odváži, rozpustí v éteri a prenesie na stĺpec silikagélu. Eluujte postupne alifatickým izooktánom, aromatickým benzénom. Z každého eluátu sa odparí rozpúšťadlo, zvyšok sa odváži. | Vodná fáza 3: amfotérne neprchavé zlúčeniny, rozpustné vo vode lepšie: ako v éteri. Neutralizuje sa CH3COOH, extrahuje sa niekoľkými dávkami éteru, extrakty sa spoja | Éterová vrstva: zásadité zlúčeniny. Vysušte Na2S04, oddestilujte éter, odvážte suchý zvyšok |
|
| Éterová vrstva sa vysuší bezvodá. Na2S04, éter sa oddestiluje, suchý zvyšok sa odváži | vodná fáza. Éter sa odstráni, okyslí a spracuje sa niekoľkými dávkami éteru | Kombinované extrakty: amfotérne látky. Vysušte Na2S04, oddestilujte éter, odvážte suchý zvyšok. | vodná fáza. Okyslí sa na pH 3-4, odparí sa do sucha. Zvyšok vhodný na stanovenie uhlíka |
|
| Éterová vrstva sa vysuší Na2S04, éter sa oddestiluje. Zvyšok sa odváži. | Vodná fáza sa vyhodí | |||
1.6.3.1 Stanovenie organických látok chromatografiou
Benzín, petrolej, palivové a mazacie oleje, benzén, toluén, mastné kyseliny, fenoly, pesticídy, syntetické detergenty, organokovové a iné organické zlúčeniny sa do povrchových vôd dostávajú z odtoku. Organické látky vo vzorkách odpadových vôd odobratých na analýzu sa ľahko menia chemickými a biochemickými procesmi, preto by sa zozbierané vzorky mali analyzovať čo najskôr. V tabuľke. Obrázky 2 a 3 znázorňujú schémy separácie organických látok prítomných v odpadových vodách.
Na identifikáciu a kvantifikáciu sa široko používajú rôzne chromatografické metódy – plynová, stĺpcová, kvapalinová chromatografia, papierová chromatografia, chromatografia na tenkej vrstve. Na kvantitatívne stanovenie je najvhodnejšou metódou plynová chromatografia.
Ako príklad zvážte definíciu fenolov. Tieto zlúčeniny vznikajú alebo sa používajú v procese rafinácie ropy, výroby papiera, farbív, liečiv, fotografických materiálov a syntetických živíc. Fyzikálne a chemické vlastnosti fenolov uľahčujú ich stanovenie pomocou plynovej chromatografie.
1.6.3.2 Stanovenie organických zlúčenín hmotnostnou spektrometriou
Pri analýze odpadových vôd sú schopnosti hmotnostnej spektrometrie dôležité najmä z hľadiska identifikácie zlúčenín neznámej štruktúry a analýzy zložitých zmesí, určovania mikrozložiek na pozadí sprievodných látok, ktorých koncentrácia je rádovo vyššia ako koncentrácie komponentov. Vhodné sú tu GLC s MS, tandemová MS, kombinácia HPLC a MS na analýzu neprchavých látok, ako aj metódy "mäkkej ionizácie" a selektívnej ionizácie.
Zvyškové množstvá oktylfenolpolyetoxylátov v odpadových vodách, produkty ich biodegradácie a chlorácie vznikajúce pri biologickom čistení a dezinfekcii odpadových vôd je možné stanoviť pomocou GLC-MS s EI alebo chemickou ionizáciou.
Potreba analyzovať zlúčeniny rôznej prchavosti sa prejavila v schéme analýzy stopových množstiev organických zlúčenín obsiahnutých v odpadovej vode po čistení na čistiarni. Tu sa na kvantitatívne stanovenia použila GLC a kvalitatívna analýza sa uskutočnila pomocou GC-MS. Vysoko prchavé zlúčeniny - halogénované uhľovodíky C 1 - C 2 boli extrahované pentánom z 50 ml vzorky vody; 5 ul extraktu sa vstreklo do 2m x 4 mm kolóny s 10 % skvalánom na Chromosorb W-AW pri 67 °C; nosný plyn - zmes argónu a metánu; detektor elektrónového záchytu s 63 Ni. Ak bolo potrebné stanoviť metylénchlorid, pentán s ním eluovaný bol nahradený oktánom, ktorý sa eluoval neskôr. Ako vnútorný štandard sa použil 1,2-dibrómetán. Aromatické uhľovodíkové skupiny sa určili pomocou headspace analýzy v uzavretej slučke.
Kombinácia rôznych ionizačných metód umožňuje spoľahlivejšie identifikovať rôzne zložky znečistenia odpadových vôd. Na všeobecnú charakterizáciu organických látok prítomných v odpadových vodách a splaškových kaloch sa používa kombinácia GC a MS s ionizáciou EI a CI. Organické zlúčeniny extrahovateľné z odpadovej vody hexánom sa chromatografovali na silikagéli s elúciou hexánom, metylénchloridom a éterom. Výsledné frakcie sa analyzovali na systéme pozostávajúcom z plynového chromatografu s kapilárou dlhou 25 m, pripojenou k iónovému zdroju hmotnostného spektrometra s dvojitým zaostrovaním. Teplota kolóny bola naprogramovaná od 40 do 250 °C pri rýchlosti 8 °C/min. Retenčnými časmi plynovej chromatografie a hmotnostnými spektrami EI a CI sa identifikovalo 66 zlúčenín. Medzi týmito zlúčeninami boli halogénované metoxybenzény, dichlórbenzén, hexachlórbenzén, metylovaný triklosan, oxadiazón atď. Táto metóda tiež umožnila poskytnúť semikvantitatívne hodnotenie koncentrácií týchto zlúčenín.
1.6.3.3 Chemické skúšobné metódy analýzy
Spoločnosť HNU Systems Inc. Vyrábajú testovacie súpravy na stanovenie ropy, horľavých palív, odpadového oleja v pôde a vode. Metóda je založená na Friedel-Craftsovej alkylácii aromatických uhľovodíkov nachádzajúcich sa v ropných produktoch s alkylhalogenidmi za vzniku farebných produktov: 
Ako katalyzátor sa používa bezvodý chlorid hlinitý. Pri analýze vody sa uskutoční extrakcia z 500 ml vzorky. V závislosti od určovanej zložky sa objavia nasledujúce farby extraktu:
Benzén - od žltej po oranžovú;
Toluén, etylbenzén, xylén - od žltooranžovej po jasne oranžovú;
Benzín - od béžovej po červeno-hnedú;
Motorová nafta - od béžovej po zelenú.
Pri testovacej analýze sa fenol a jeho deriváty určujú hlavne tvorbou azofarbiva. Najbežnejší je nasledujúci spôsob: prvým stupňom je diazotizácia primárneho aromatického amínu dusitanom sodným v kyslom prostredí, čo vedie k tvorbe diazóniovej soli:
ArNH2 + NaN02 + 2HCl → + Cl¯ + NaCl + 2H20,
Druhým stupňom je kombinácia diazóniovej soli s fenolmi v alkalickom prostredí, čo vedie k vytvoreniu azozlúčeniny:
+ Cl ¯ + Ph–OH → ArN=N–Ph–OH + HCl
Ak je párová pozícia uzavretá, potom sa vytvorí o- azozlúčenina:
Azo kopulácia s hydroxyzlúčeninami, najaktívnejšie vo forme fenolátových aniónov, sa takmer vždy uskutočňuje pri pH 8 – 11. Diazóniové soli 
Vo vodnom roztoku sú nestabilné a postupne sa rozkladajú na fenoly a dusík, preto hlavný problém pri vytváraní testovacích metód na stanovenie fenolov a amínov spočíva práve v získaní stabilných diazozlúčenín.
Ako činidlo stabilné pri skladovaní na stanovenie fenolu bola navrhnutá komplexná soľ 4-nitrofenyldiazóniumtetrafluórborátu (NDF):
O 2 N–Ph–NH 2 + BF 4 → BF 4
Na stanovenie fenolu sa do 1 ml analyzovanej kvapaliny pridá 1 štvorec filtračného papiera impregnovaného NDP a 1 štvorec papiera impregnovaného zmesou uhličitanu sodného a cetylpyridíniumchloridu (CP).
V prítomnosti CP sa farba prehlbuje v dôsledku tvorby iónového asociácie na disociovanej hydroxyskupine:
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 +
Stanovenie fenolu neinterferuje s 50-násobným množstvom anilínu. Nezasahujte do stanovenia 2,4,6-substituovaného fenolu, 2,4-substituovaného 1-naftolu a 1-substituovaného 2-naftolu. Rozsahy stanovených obsahov pre fenol: 0,05 - 0,1 - 0,3 - 0,5 - 1 - 3 - 5 mg/l. Vyvinuté testy boli použité na stanovenie fenolu v odpadových vodách.
Väčšina testovacích metód používa ako činidlo 4-aminoantipyrín. Fenol a jeho homológy so 4-aminoantipyrínom tvoria farebné zlúčeniny v prítomnosti hexakyanoferátu (III) pri pH 10:
Prakticky nereagujú so 4-aminoantipyrín-n-krezolom a tými para-substituovanými fenolmi, v ktorých sú substitučné skupiny alkyl-, benzoyl-, nitro-, nitrózo- a aldehydové skupiny. Rozsah stanovených obsahov pre NANOCOLOR ® Phenol systems, Hach Co., CHEMetrics je 0,1 – 5,0 mg/l fenolu.
2. Praktická časť
2.1 Teoretické základy metód kontroly kvality čistenia IWW
Na kontrolu kvality čistenia IWW je potrebné vytvoriť špeciálne laboratóriá, napríklad priemyselné sanitárne laboratórium.
Nakoľko je zloženie IWW značne rôznorodé, je potrebné neustále sledovať kvalitu čistenia týchto vôd.
Uvažujme o niektorých metódach na stanovenie organických zlúčenín v prírodných odpadových vodách.
2.1.1 Metóda plynovej chromatografie
Analyzujeme fenol a jeho deriváty.
Analyzovaná odpadová voda sa zriedi rovnakým objemom 1 M roztoku hydroxidu sodného, extrahuje sa zmesou 1:1 dietyl a petroléter, aby sa oddelili všetky ostatné organické látky obsiahnuté v odpadovej vode od sodných solí fenolov zostávajúcich vo vodnom prostredí. fáza. Vodná fáza sa oddelí, okyslí a vstrekne sa do plynového chromatografu. Častejšie sa však fenoly extrahujú benzénom a výsledný benzénový extrakt sa chromatografuje. Obidva fenoly a ich metylestery sa môžu chromatografovať. Na obrázku je plynový chromatogram benzénového extraktu zmesi fenolov získaného na sklenenej kolóne dlhej 180 cm s vonkajším priemerom 6 mm, naplnenej kvapalnou sacharidovou fázou typu apieson L. 70 ml/min. Použil sa plameňový ionizačný detektor. Za týchto podmienok je separácia píkov v chromatograme dostatočne jasná a je možné ju kvantifikovať o- a P-chlórfenoly, fenol a m-krezol.
Na stanovenie malého množstva organických zlúčenín je potrebné ich predkoncentrovať sorpciou na aktívnom uhlí. V závislosti od obsahu organických zlúčenín to môže byť od 10 - 20 g do 1,5 kg uhlia. Po prechode analyzovanej vody cez špeciálne čistené látky sa musí desorbovať. Na tento účel sa drevené uhlie suší na medenej alebo sklenenej tácke v atmosfére čistého vzduchu, sušené uhlie sa vloží do papierovej patróny pokrytej sklenenou vlnou a desorbuje sa vhodným rozpúšťadlom v Soxhletovom prístroji počas 36 alebo viac hodín. .
Žiadne jedno čisté rozpúšťadlo nie je schopné extrahovať všetky sorbované organické látky, takže je potrebné uchýliť sa k postupnému spracovaniu s niekoľkými rozpúšťadlami alebo použiť zmesi rozpúšťadiel. Najuspokojivejšie získavanie sorbovaných organických látok sa dosahuje pri použití zmesi 47 % 1,2-dichlórpropanolu a 53 % metanolu.
Po extrakcii sa rozpúšťadlo oddestiluje, zvyšok sa rozpustí v chloroforme. Ak zostane nerozpustný zvyšok, rozpustí sa v kyseline octovej, odparí sa a suchý zvyšok sa odváži. Chloroformový roztok sa rozpustí v éteri a analýza je uvedená v tabuľke. 3.
R 
je. Obr. 4. Plynový chromatogram benzénového extraktu zmesi fenolov zo vzorky odpadovej vody: 1 – o-chlórfenol; 2 - fenol; 3 - m-krezol; 4-p-chlórfenol.
2.1.2 Metóda hmotnostnej spektroskopie
Vzorka sa umiestnila do extraktora, pridal sa vnútorný štandard, prekryl sa filtrom s aktívnym uhlím a parná fáza sa prefukovala cez filter po dobu 30 s, aby sa zo vzduchu odstránili nečistoty. Potom sa umiestnil čistý filter a prietok sa nastavil na 1,5 l/min. Po 2 hodinách bol filter odstránený a extrahovaný tromi 7 ul dávkami CS2 a analyzovaný kapilárnou GLC s plameňovým ionizačným detektorom. Chlórované uhľovodíky, pesticídy, polychlórované bifenyly, polycyklické aromatické uhľovodíky boli extrahované hexánom 2 × 15 ml v 1 l vzorky vody. Fázy sa oddelili po usadení aspoň 6 hodín Extrakty sa vysušili, zahustili na 1 ml v prúde dusíka a čistili na kolóne floricium. Chlórované uhľovodíky, pesticídy a bifenyly boli eluované 70 ml zmesi hexánu a éteru (85:15) a koncentrované na 1 ml. Koncentrát bol analyzovaný na 50 m dlhej sklenenej kapilárnej kolóne s SE-54 s detektorom elektrónového záchytu, neznáme zlúčeniny boli identifikované pomocou GC–MS.
Chlórované parafínové uhľovodíky v kaloch, sedimentoch a iných objektoch životného prostredia boli stanovené úpravou vzoriek kyselinou sírovou a ich rozdelením na frakcie s minimálnou kontamináciou inými zlúčeninami pomocou adsorpčnej chromatografie na Al 2 O 3 . Tieto frakcie v hexánovom roztoku sa vstrekli do 13 m x 0,30 mm SE-54 chromatografickej kolóny. Počiatočná teplota kolóny bola 60 °C, po 1 minúte sa teplota začala zvyšovať rýchlosťou 10 °C/min na 290 °C. Úplné hmotnostné spektrá boli zaznamenané v hmotnostnom rozsahu od 100 do 600 amu. e. m. každé 2 s. Detekčný limit bol 5 ng, čo zodpovedalo relatívnej koncentrácii 10-9.
závery
Rozvoj environmentálnych štruktúr nemožno uskutočniť bez primeraného environmentálneho zdôvodnenia. Základom takéhoto zdôvodnenia je posúdenie vplyvu vyčistených odpadových vôd na odbery vody. Potreba vykonať práce na posúdenie stavu nádrží a vodných tokov bola formulovaná koncom predminulého storočia.
Systematické rozbory kvality vyčistenej a riečnej vody začalo v roku 1903 laboratórium profesora V. R. Williamsa na Poľnohospodárskej akadémii.
V chemickom priemysle sa plánuje širšie zavedenie nízkoodpadových a bezodpadových technologických procesov, ktoré majú najväčší environmentálny efekt. Veľká pozornosť sa venuje zlepšovaniu účinnosti čistenia priemyselných odpadových vôd.
Znečistenie vody vypúšťanej podnikom je možné výrazne znížiť oddelením cenných nečistôt z odpadových vôd, zložitosť riešenia týchto problémov v podnikoch chemického priemyslu spočíva v rozmanitosti technologických procesov a získaných produktov. Treba tiež poznamenať, že hlavné množstvo vody v priemysle sa vynakladá na chladenie. Prechod z vodného chladenia na chladenie vzduchom zníži spotrebu vody o 70 – 90 % v rôznych priemyselných odvetviach.
Bibliografia
SNiP 2.04.02 - 84. Zásobovanie vodou. Vonkajšie siete stavby - M .: Stroyizdat, 1985
Moskva: Chémia, 1984
3. Novikov Yu. V., Lastochkina K. O., Boldina Z. N. Methods
štúdie kvality vody v nádržiach. Vydanie 2,
revidované a rozšírené. M., "Medicína", 1990, 400 s. s
ilustrácie.
4. Jakovlev S. V., Laskov Yu. M. Kanalizácia. 5. vydanie,
revidované a rozšírené. Učebnica pre technické školy. M.,
Stroyizdat, 1972, 280 s. s ilustráciami.
5. Zolotov Yu.A., Ivanov V.M., Amelin V.G. Chemické testy
analytické metódy. - M.: Úvodník URSS, 2002. - 304 s.
6. Hmotnostná spektrometria znečistenia životného prostredia /
R. A. Khmelnitsky, E. S. Brodinsky. - M.: Chémia, 1990. - 184 s.
7. Morosanova S. A., Prokhorova G. V., Semenovskaya E. N.
Metódy analýzy prírodných a priemyselných objektov:
Proc. príspevok. - M .: Moskovské vydavateľstvo. Univ., 1988. 95 s.
Áno, je to tak: voda je organická látka a v tomto zmysle je základom všetkého. žijúci na zemi. Aforisticky povedané, voda je život a nieobrazne, ale doslova.
Dovoľte mi začať jednoduchým tvrdením: veda nám hovorí, že je to celý organický svet vrátane rastlín a živočíchov, 80-90% vody a všetkých procesovvyskytujú sa opäť za priamej účasti tej istej vody. Toto jedinéskutočnosť nám hovorí, že samotná voda musí byť organickou hmotouV tejto súvislosti hneď vyzdvihnem, že mimoriadne dôležité a zároveňrovnako jednoduché a všetkými bez výnimky uznávané, že narodenie je všetkoorganizmov našej planéty je neoddeliteľne spojená s vodou. Dokonca by som to povedal takto:- ide o špeciálne pretvorenú a organizovanú vodu.
Skutočne, človek nepotrebuje mať sedem siah na čele, aby to niekto videl živý organizmus, voda je nielen nevyhnutnou, ale aj hlavnou zložkoukomponent. Jeho množstvo v živých organizmoch, možno s výnimkousa pohybuje od 70 do 99,7 % hmotn. Už len z tohto faktu, nehovoriac o druhomešte výraznejšie, je zrejmé, že voda zohráva nielen veľkú úlohuživotnú činnosť organizmov, ako každý bez výnimky uznáva, a úlohurozhodujúci, rozhodujúci, zásadný. Ale hrať takú rolu,musí byť sama osebe organickou hmotou.
Zvláštne sa však ukazuje jedna vec: v zásade nikto nespochybňuje primárnu úlohu vody v živote všetkých živých bytostí bez výnimky, a predsaočividný rozpor s takouto úlohou všetci uznávajú aj chemickyzloženie vody vyjadrené vzorcom H2O. Ale tým, že to robíte dobrovoľne alebo nedobrovoľneuznáva sa úplne absurdný fakt, totiž že voda je týmto bezpodmienečným základomvšetok organický život – sám o sebe je anorganická hmota, inými slovami,mŕtva látka
Od samého začiatku sa teda ponúka tvrdá alternatíva: buď mylná predstava vody ako základu všetkých živých vecí alebo mylnásúčasné chápanie chemického zloženia vody. prvé "buď"okamžite vyhodili, pretože pod sebou nemali žiadnu pôdu. Zostáva druhý"buď", teda že vzorec pre vodu H2O je nesprávny. Žiadna tretia možnosťV tomto prípade to nie je dané a v zásade ani nemôže byť. A tu je to už a priori, t.j.pred akoukoľvek skúsenosťou existuje dôvod tvrdiť, že voda sama o sebe je látkaorganické. Práve táto (a len táto!) vlastnosť z nej môže urobiť základ všetkéhonažive. A bez ohľadu na to, aké argumenty proti tomu súčasná dobre živenáuvoľnená veda, aj tieto argumenty sú apriórne, teda zjavne súchybný. Až potom môže byť otázkaPredtým, ako prejdem k tomuto hlavnému problému, rád by som upozornil naďalší pozoruhodný fakt vo všetkých ohľadoch, ktorý, ako uvidíme,ďalej priamo súvisí s vodou. Faktom je, že: chemickyzákladom každej živej látky bez akejkoľvek výnimky jeuhľovodíkové zlúčeniny. Je známe, že živý organizmus pozostáva z kombináciepomerne obmedzený počet chemických prvkov. Takže povedzme 96% hmotyĽudské telo sa skladá z bežných prvkov, ako je uhlík (C)vodík (H), dusík (N) a kyslík (O)Na začiatok si teda zapamätajme: okrem vody je ďalším základom všetkého organickyzlúčeniny na Zemi sú sacharidy. Sú jednoduchézlúčeniny pozostávajúce, opakujem, z uhlíka (C), vodíka (H) a kyslíka (O)rôznymi spôsobmi a sú zvyčajne vyjadrené všeobecným vzorcom CnH2nOn. Pre túto chvíľuVenujem osobitnú pozornosť. Porovnaním týchto dvoch momentov môžeme už a prioriteda pred akoukoľvek skúsenosťou, navyše so stopercentnou istotou povediaže voda ako základ života musí byť aj uhľovodíkzlúčenina. A vo svojej knihe „Večné tajomstvá vedy (očami amatéra)“, naklonený na údajoch dostupných vo vede neustále dokazujem, že voda skutočne jemá vzorec nie H2O, ale CH2O, alebo, inými slovami, je uhľovodíkzlúčeninu, a teda organickú hmotu. Iba v tejto funkcii a nieČo iné, môže slúžiť ako základ všetkého života na Zemi.
Teraz k bielkovinám. Sú tiež exkluzívne komplexné organické zlúčeniny pozostávajúce zo všetkých rovnakých prvkov, ktoré sú nám známemenovite uhlík, kyslík a vodík. Inými slovami, môžete úplnedôvod tvrdiť, že všetky živé veci pozostávajú z rôznych kombinácií toho istéhoprvkov, z ktorých pozostáva samotná voda, ak, samozrejme, na základe jej vzorcovCH20. Táto skutočnosť dáva všetko na svoje miesto bez akéhokoľvek preháňania a dodatočných más.umelé konštrukcie a rekvizity, slúžiace len na to, aby sa nejako viazalinesúvislý. Pointa je teda malá: dokázať, že voda je skutočne prítomnáje organická látka. Začnime týmto.
Netreba dokazovať, že voda nie je len hlavná, ale aj jediná absolútne nevyhnutný substrát všetkého živého. Celá pointa je však opäť v tomaby voda zohrávala takúto úlohu, musí byť sama organickálátka. V tom spočíva celý háčik od modernej vedy a potom niea všetci ľudia, ktorí slepo veria jej záverom, naďalej veria, že voda jeanorganická látka, to všetko s rovnako dobre známe každému školákovi vzorec H2O Práve o tento vzorec si už viac ako dvesto rokov bije na čelo celá svetová veda.čas, keď francúzsky chemik Lavoisier povedal svetu, že voda sa skladá z dvochprvkov - vodíka a kyslíka, z čoho prirodzene vyplynulo, že sa stravujeanorganická látka. Od tej doby nielen všetky nevedecké, ale čoúžasné a celý vedecký svet v to bezvýhradne veril (a navyše verí vteraz), o čom svedčí najmä obrovské množstvo protirečivýchnajfantastickejšie hypotézy a teórie o pôvode života. Čona zvrhnutie tejto „blaženej“ viery je tu potrebný prielom, podobný tomu, ktorýurobil svojho času Copernicus a namiesto toho predložil svoj heliocentrický systémPtolemaiovská geocentrická hypotézaV skutočnosti si pomyslite: nielen úžasné, ale aj priamočiareodrádzajúci fakt je, že najjednoduchšiemyšlienka, a to: ak voda tvorí až 90 % hmotnosti všetkých živých organizmov, ak bez vody všetko živé chradne a umiera, potom z toho s úplnou samozrejmosťou nevyplýva, že voda je základom života, a nie v v nejakom prenesenom, symbolickom zmysle, ale v tom najpriamejšom zmysle. Inými slovami, ako hlavný predpoklad je potrebné uznať, že samotná voda je organická látka a ako taká nie je len hlavným, ale jediným základom všetkého života na Zemi. Ak nie je voda, neexistuje (a nemôže byť!) žiadny život.
Takže ešte raz opakujem: voda je svojou povahou organická látka a jej vzorec nie je H2O, ale CH2O a v tejto funkcii je v skutočnosti (a nie obrazne) základom všetkého života na Zemi. Poviem viac: chemická látka, ktorá v chémii dostala názov dusík (N), je vlastne tiež organická látka (presnejšie rovnaká uhľovodíková skupina CH2, ktorá bude uvedená nižšie)*. Tieto dva závery poskytujú základ pre úplne nový pohľad na vznik života. Život nevznikol v dávnych dobách za nejakých výnimočných podmienok, ako sa vedecký svet stále domnieva. Nie, vzniká nepretržite a doslova pred našimi očami, pretože jej základ, voda, je zachovaná. Opakujem ešte raz: vo všetkých živých systémoch pripadá 98 % hmoty na tieto štyri prvky: vodík, uhlík, kyslík, dusík. Bielkoviny, nukleové kyseliny, skrátka všetko živé, pozostáva najmä z rovnakých prvkov. Tento moment treba brať ako východiskový bod. Proteínový vzorec vo svojej všeobecnej forme vyzerá takto: CnH2nOn, alebo v jeho najjednoduchšej verzii - CH2O. A tu vás žiadam o pozornosť! Ako nás uisťujú vedci, bielkoviny a nukleové kyseliny tvoria až 98 % látky každého živého organizmu. No zároveň tí istí vedci tvrdia, že voda tvorí až 90 % toho istého živého organizmu. Ukazuje sa, že bielkoviny a voda spolu tvoria asi 200 % látky živých organizmov. Ale to nemôže byť: je nemožné, aby ten istý organizmus pozostával na sto percent z jednej látky a na sto percent z inej látky. Z tejto ťažkej, ak nie chúlostivej situácie existuje len jediné východisko, a to: uznať, že samotná voda je organická látka a v tomto zmysle je tiež základom proteínových tiel. V tomto prípade všetko padne na svoje miesto. Tu vyvstáva zásadne dôležitá otázka: existuje na Zemi vo voľnom stave a v objemoch zodpovedajúcich celkovej hmotnosti živých telies taká látka, ktorá sama pozostáva z kombinácie vodíka, uhlíka, kyslíka a dusíka? Jej odpoveďou odpovieme nielen na otázku vzniku života, ale aj na otázku, čo je jeho základom, jeho trvalým základom, umožňujúcim mu nielen existovať, ale aj neustále sa rozmnožovať. Takže: táto látka je voda a jej vzorec nie je H2O, ale CH2O. Z toho prirodzene vyplýva, že práve voda (a nič iné!) je tou látkou, ktorá obsahuje všetky vyššie uvedené zložky života: vodík, kyslík, uhlík a dusík (čo vlastne dusík predstavuje, si rozoberieme nižšie). Voda v tomto zmysle nepatrí len do skupiny uhľohydrátov – tvorí jej základ, hlavnú hmotu a v tejto kapacite predstavuje jediný, navyše prakticky nevyčerpateľný zdroj všetkého života na Zemi. Tým sa eliminuje do očí bijúci rozpor medzi obsahom vody a bielkovín v živých organizmoch, ktorý bol spomenutý vyššie, pretože v tu navrhnutom vzorci voda samotná tvorí prirodzený základ bielkovín aj nukleových kyselín.
Celá intriga je však v tom, že Lavoisierov vzorec vody, H2O, stál v ceste takému uznaniu ako silná a stále neprekonateľná prekážka. Viera v jej pravdivosť, ktorá sa zachovala dodnes, dala zas podnet na vznik množstva rôznych, niekedy najúžasnejších teórií a hypotéz o vzniku života, ktorými sú dejiny vied plné.
