Naturalne zanieczyszczenia organiczne wody. Materia organiczna w ściekach Czym są związki organiczne w wodzie

Losy zanieczyszczeń w wodach naturalnych rozwijają się różnie. Metale ciężkie raz w zbiorniku rozprowadzane są w różnych formach, po czym są stopniowo unoszone z prądem, wychwytywane przez osady denne lub wchłaniane przez organizmy wodne (głównie poprzez wiązanie się z grupami SH), z którymi osadzają się w zbiorniku wodnym. dno i różne formy metali ciężkich wchłaniane w różnym stopniu.

Produkty ropopochodne praktycznie nie mieszają się z wodą i rozlewają się po jej powierzchni w postaci cienkiej warstwy, która jest unoszona przez prądy iz czasem adsorbowana na zawieszonych cząstkach i osiada na dnie. Rozpuszczone produkty ropopochodne są również adsorbowane na zawieszonych cząstkach lub utleniane przez tlen rozpuszczony w wodzie, a węglowodory rozgałęzione utleniają się szybciej niż nierozgałęzione. Również produkty ropopochodne mogą być wchłaniane przez mikroorganizmy wodne, ale tutaj sytuacja jest odwrotna: rozgałęzione są wchłaniane wolniej.

Substancje powierzchniowo czynne są adsorbowane na zawieszonych cząstkach i osadzają się na dnie. Mogą być również rozkładane przez niektóre mikroorganizmy. Niektóre środki powierzchniowo czynne tworzą nierozpuszczalne sole z wapniem i magnezem, ale ponieważ takie środki powierzchniowo czynne nie pienią się dobrze w twardej wodzie, są zastępowane substancjami, które nie tworzą nierozpuszczalnych soli. Zachowanie się środków powierzchniowo czynnych, które nie tworzą nierozpuszczalnych soli, opisują głównie modele kinetyczne wykorzystujące efektywną liniową prędkość przepływu od słupa wody do dna.

Nawozy raz w zbiorniku są zwykle wchłaniane przez organizmy żywe, gwałtownie zwiększając biomasę, ale ostatecznie i tak osiadają na dnie (choć można je częściowo wydobyć z osadów dennych).

Większość substancji organicznych, w tym pestycydy, ulega hydrolizie lub utlenieniu pod wpływem rozpuszczonego tlenu lub (nieco rzadziej) wiąże się z kwasami huminowymi lub jonami Fe 3+. Niektóre mikroorganizmy mogą ułatwiać zarówno utlenianie, jak i hydrolizę. Utlenianiu podlegają substancje zawierające siarkę na niskim stopniu utlenienia, wiązania podwójne, pierścienie aromatyczne z donorowymi podstawnikami. Atomy węgla związane z tlenem i atomy węgla w spolaryzowanych wiązaniach są również utlenione:

Związki zawierające halogen, a także związki aromatyczne z podstawnikami meta-orientującymi (na przykład grupa NO 2) i halogeny utleniają się znacznie wolniej niż niepodstawione analogi. Grupy zawierające tlen w cząsteczce lub podstawniki orientujące o, n (z wyjątkiem halogenów) w pierścieniu aromatycznym, wręcz przeciwnie, przyspieszają utlenianie. Ogólnie rzecz biorąc, względna odporność związków na utlenianie w wodzie jest mniej więcej taka sama jak w atmosferze.

Przede wszystkim związki zawierające polarne wiązania węgiel-halogen ulegają hydrolizie, wiązania estrowe są znacznie wolniejsze, a wiązania C-N są jeszcze wolniejsze.

Zwiększenie polarności wiązania prowadzi do przyspieszenia hydrolizy. Wiązania wielokrotne, jak również wiązania z jądrem aromatycznym, praktycznie nie ulegają hydrolizie. Słabo hydrolizują również związki, w których jeden atom węgla ma kilka atomów halogenu. Jeśli w wyniku hydrolizy powstają kwasy, to wzrost pH z reguły przyczynia się do tego procesu, jeśli powstają zasady, spadek pH przyczynia się do wzrostu hydrolizy. W silnie kwaśnym środowisku proces hydrolizy wiązań C-O jest przyspieszony, ale hydroliza wiązań węgiel-halogen jest spowolniona.

Zarówno utlenianie, jak i hydroliza związków organicznych są opisywane za pomocą modeli kinetycznych i można je scharakteryzować na podstawie okresu półtrwania tych związków. Hydrolizę katalizowaną przez kwasy i zasady opisują bardziej złożone modele, ponieważ jej szybkość jest bardzo zależna od pH (rys.).

Zależność tę zwykle wyraża równanie

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

gdzie k to całkowita stała szybkości hydrolizy, k n to stała szybkości hydrolizy w środowisku obojętnym, k a to stała szybkości hydrolizy katalizowanej kwasem, k b to stała szybkości hydrolizy katalizowanej zasadą.

Produkty utleniania i hydrolizy z reguły są mniej niebezpieczne dla organizmów niż materiały wyjściowe. Ponadto mogą być dalej utleniane do H 2 O i CO 2 lub asymilowane przez mikroorganizmy. W hydrosferze bardziej prawdopodobny jest drugi sposób. Chemicznie stabilne substancje organiczne ostatecznie trafiają do osadów dennych w wyniku adsorpcji na zawiesinach lub absorpcji przez mikroorganizmy.

We wszystkich zbiornikach efektywny liniowy przepływ rozpuszczonych substancji na dno jest zwykle znacznie mniejszy niż 10 cm/dobę, więc ten sposób oczyszczania zbiorników jest raczej powolny, ale bardzo niezawodny. Substancje organiczne, które wpadły do osadów dennych, są zwykle niszczone przez żyjące w nich mikroorganizmy, a metale ciężkie są przekształcane w nierozpuszczalne siarczki.

Jako rękopis

IZVEKOVA Tatiana Waleriewna

WPŁYW ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH ZAWARTYCH W WODACH NATURALNYCH NA JAKOŚĆ WODY PITNEJ (na przykładzie Iwanowa)

Iwanowo - 2003

Praca została wykonana w Państwowej Instytucji Edukacyjnej Wyższego Szkolnictwa Zawodowego „Iwanowski Państwowy Uniwersytet Technologii Chemicznej”.

Opiekun naukowy: doktor nauk chemicznych,

Docent Grinevich Władimir Iwanowicz

Oficjalni przeciwnicy: doktor chemii,

Profesor Bazanow Michaił Iwanowicz Doktor chemii, profesor Jabłoński Oleg Pawłowicz

Organizacja wiodąca: Instytut Chemii Roztworów Rosyjskich

Akademia Nauk (Iwanowo)

Obrona odbędzie się 1 grudnia 2003 r. o godzinie 10.00 na posiedzeniu rady rozprawy D 212.063.03 w Państwowej Szkole Wyższej Szkolnictwa Zawodowego „Iwanowski Państwowy Uniwersytet Technologii Chemicznej” pod adresem: 153460, Iwanowo , F. Engels Ave., 7.

Rozprawa znajduje się w bibliotece Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej „Iwanowski Państwowy Uniwersytet Technologii Chemicznej”.

Sekretarz naukowy

rada doktorska

Bazarow Yu.M.

Znaczenie pracy. Problem związany z obecnością różnych związków organicznych w wodzie pitnej przyciąga uwagę nie tylko badaczy różnych dziedzin nauki i specjalistów od uzdatniania wody, ale także konsumentów.

Zawartość związków organicznych w wodach powierzchniowych jest bardzo zróżnicowana i zależy od wielu czynników. Dominującą z nich jest działalność gospodarcza człowieka, w wyniku której spływy powierzchniowe i opady atmosferyczne są zanieczyszczane różnorodnymi substancjami i związkami, w tym organicznymi, które występują w śladowych ilościach zarówno w wodach powierzchniowych, jak i pitnych. Niektóre substancje, takie jak pestycydy, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), związki chloroorganiczne (OC), w tym dioksyny, są niezwykle niebezpieczne dla zdrowia człowieka nawet w mikrodawkach. To decyduje o ich priorytecie obok innych ekotoksykantów i wymaga odpowiedzialnego podejścia przy wyborze technologii uzdatniania wody, monitoringu i kontroli jakości zarówno wody pitnej, jak i źródeł wody.

Dlatego badanie zawartości CHOS zarówno w wodzie źródła zaopatrzenia w wodę, jak i pojawiania się tej ostatniej w wodzie pitnej; Określenie ryzyka dla zdrowia publicznego wynikającego z krótko- i długoterminowego korzystania z wody jako potencjalnego zagrożenia dla zdrowia oraz dla ulepszenia istniejących systemów uzdatniania wody ma obecnie duże znaczenie. W pracy doktorskiej badania przeprowadzono na przykładzie zbiornika Volsky, podając

80% zużycia wody pitnej przez ludność Iwanowa. __

Praca została wykonana zgodnie z tematycznymi planami badawczymi Państwowego Uniwersytetu Chemii i Technologii w Iwanowie (2000 - 2003), GRANT RFBR nr 03-03-96441 oraz Federalnego Centrum Badań Naukowych.

Głównym celem pracy była identyfikacja zależności między jakością wody w zbiorniku Uvodskoye a wodą pitną, a także ocena ryzyka wystąpienia skutków rakotwórczych i toksyczności ogólnej w populacji. Aby osiągnąć te cele wykonano:

pomiary doświadczalne najważniejszych wskaźników jakości wody: pH, sucha pozostałość, ChZT, stężenia fenoli, lotnych halogenowęglowodorów (chloroform, ludzie" ~ [chloroetan,

Trichloroetylen, tetrachloroetylen, 1,1,2,2-tetrachloroetan), chlorofenole (2,4-dichlorofenol, 2,4,6-trichlorofenol) i pestycydy (gamma HCCH, DDT), zarówno w źródłach zaopatrzenia w wodę, jak iw wodzie pitnej ;

Określono główne źródła i pochłaniacze węglowodorów ropopochodnych i fenolowych w zbiorniku Uvodsk;

Opracowano obliczenia wartości ryzyka wystąpienia skutków rakotwórczych i ogólnie toksycznych oraz zalecenia mające na celu zmniejszenie prawdopodobieństwa ich wystąpienia u konsumentów wody.

Nowość naukowa. Ujawniono prawidłowości czasowych i przestrzennych zmian jakości wody w źródle zaopatrzenia w wodę miasta Iwanowa. Ustalono zależności między zawartością głównych substancji toksycznych w źródle zaopatrzenia w wodę a jakością wody pitnej, które pozwalają, poprzez zmianę dawki chloru lub poprawę systemu uzdatniania wody, zmniejszyć ryzyko rozwoju niekorzystnych czynników rakotwórczych i ogólnych efekty toksyczne. Ustalono zależność między zawartością zawieszonej materii organicznej i chlorofenoli w zbiorniku i wodzie pitnej. Wykazano, że zawartość chloroformu jest determinowana przez wartości pH i utlenialność nadmanganianami (PO) wody naturalnej. Po raz pierwszy zidentyfikowano ryzyko wystąpienia niekorzystnych skutków organoleptycznych, ogólnych toksycznych i rakotwórczych u obywateli, a także związane z tym skrócenie oczekiwanej długości życia i szkody dla zdrowia publicznego.

Praktyczne znaczenie. Po raz pierwszy określono główne źródła (kanał Wołga-Uvod i opad atmosferyczny) oraz pochłaniacze węglowodorów ropopochodnych i fenolowych (usuwanie hydrodynamiczne, przemiany biochemiczne, sedymentacja i parowanie) w zbiorniku Uwodskoje. Ponadto uzyskane dane eksperymentalne mogą posłużyć zarówno do przewidywania zmian jakości wody w zbiorniku, jak i wody pitnej. Przedstawiono zalecenia dotyczące poboru wody z kontrolowanej głębokości w określonych porach roku oraz ekologiczne i ekonomiczne uzasadnienie konieczności modernizacji systemów uzdatniania wody.

Podstawowe przepisy dotyczące obrony. 1. Wzorce przestrzenno-czasowego i międzyfazowego rozkładu COS w zbiorniku wodnym.

2. Korelacja między zawartością COS w zbiorniku Uvod a wodą pitną, która przeszła wszystkie etapy uzdatniania wody.

3. Wyniki obliczeń bilansowych dopływu i odpływu węglowodorów ropopochodnych i fenoli ze złoża.

4. Wyniki obliczeń ryzyka dla zdrowia ludności przy krótkotrwałym i długotrwałym korzystaniu z uzdatnionej wody, skróceniu średniej długości życia (LLE) oraz wyrażonych w pieniądzach szkodach wyrządzonych zdrowie ludności Iwanowa według statystycznych kosztów utrzymania (SLC) i szkód zgodnie z « minimalną kwotą ubezpieczenia odpowiedzialności cywilnej za szkody na życiu, zdrowiu ... ".

Publikacja i zatwierdzenie pracy. Główne wyniki rozprawy zostały przedstawione na III rosyjskim seminarium naukowo-technicznym „Problemy zaopatrzenia w wodę pitną i sposoby ich rozwiązywania”, Moskwa, 1997; Ogólnorosyjska konferencja naukowo-techniczna „Problemy rozwoju i wykorzystania zasobów naturalnych północno-zachodniej Rosji”, Wołogda, 2002; II Międzynarodowa konferencja naukowo-techniczna „Problemy ekologii na drodze do zrównoważonego rozwoju regionów”, Wołogda, 2003.

Tom rozprawy. Rozprawa ma 148 stron, zawiera 50 tabel, 33 ryciny. i składa się ze wstępu, przeglądu literatury, metod badawczych, dyskusji wyników, wniosków oraz wykazu cytowanej literatury, obejmującego 146 tytułów.

W pierwszym rozdziale omówiono główne źródła i pochłaniacze związków organicznych, w tym związków chloroorganicznych w naturalnych wodach powierzchniowych, mechanizmy powstawania i rozkładu związków chloroorganicznych w wodach. Podano analizę porównawczą różnych metod uzdatniania wody (chlorowanie, ozonowanie, promieniowanie UV, ultradźwięki, promieniowanie rentgenowskie), a także wpływ jednej lub drugiej metody dezynfekcji wody na zawartość w niej COS. Wykazano, że obecnie nie ma jednej metody i środka bez pewnych wad, uniwersalnych dla wszystkich rodzajów uzdatniania wody: uzdatniania wody pitnej, dezynfekcji ścieków przemysłowych, bytowych i deszczowych. Dlatego najbardziej skuteczny i opłacalny

Głównym celem jest poprawa jakości wód naturalnych w źródłach wodociągowych. Zatem badanie powstawania i migracji głównych substancji toksycznych w każdym konkretnym przypadku zaopatrzenia w wodę jest nie tylko istotne, ale także obowiązkowe zarówno dla poprawy jakości wody w źródle, jak i dla wyboru metody uzdatniania wody.

W drugim rozdziale przedstawiono obiekty badań: powierzchniowe (zbiornik Uvodskoye, ryc. 1) i podziemne (ujęcie wody Gorinsky) źródła zaopatrzenia w wodę, a także wodę z wodociągu miejskiego.

Analizę wskaźników jakości przeprowadzono według certyfikowanych metod: pH-potencjometryczna; suchą pozostałość i zawiesinę oznaczano metodą wagową; chemiczne (ChZT), biochemiczne (BZT5) zużycie tlenu i tlenu rozpuszczonego - miareczkowo, lotne fenole - fotometrycznie (KFK-2M), produkty ropopochodne oznaczano metodą spektrofotometryczną IR ("Srecors1-80M"), lotne węglowodory (chloroform, tetrachlorek węgla) , chloroetyleny, chloroetany) oznaczano zarówno metodą chromatografii gazowej, jak i metodą chromatografii gazowej

oraz metody fotometryczne, chlorofenole i pestycydy (gamma HCCH, DDT) - metody chromatografii gazowej (chromatograf gazowy marki Biolut z detektorem wychwytu elektronów (ECD)). Błąd losowy pomiaru COS metodami chromatograficznymi (prawdopodobieństwo ufności 0,95) nie przekraczał 25%, a błąd względny pomiaru wszystkich pozostałych wskaźników jakości wody metodami standardowymi nie przekraczał 20%.

Rozdział 3. Jakość wody w zbiorniku Uwodskoje. Rozdział poświęcony jest analizie przestrzenno-czasowego rozkładu związków organicznych i wpływowi na nie wskaźników uogólnionych (rozdział 2). Pomiary wykazały, że zmiana wartości pH nie wykracza poza tolerancję ekosystemu wodnego.

wstępne przechowywanie

My. poza kilkoma pomiarami (stacje: tama, kanał). Zmiany sezonowe – zwiększona jedwabistość, a. w konsekwencji wartości pH wody w okresie letnim związane są głównie z procesami fotosyntezy. Od 1996 r. (wycofanie) istnieje tendencja do wzrostu pH. odpowiednio według lat: 7,8 (1996); 7,9 (1997); 8.1 (1998); 8.4 (2000); 9,0 (2001). co najwyraźniej wiąże się ze wzrostem bioproduktywności zbiornika i akumulacją biomasy w wodzie. Wskazuje to na stopniowy wzrost poziomu troficznego zbiornika.

Analiza zawartości substancji organicznych (ryc. 2) w wodach zbiornika Uvodsk w latach 1993-1995 wykazała wzrost ich zawartości do 210 mg/l, przy rozpuszczonych substancjach organicznych do 174 mg/l, a w zawiesinie formie ich zawartość wzrosła do 84%. Największą ilość rozpuszczonej materii organicznej notuje się na terenie wsi Rozhnovo, a zawieszona materia organiczna jest mniej więcej równomiernie rozłożona na zbiorniku.

Badania zawartości substancji organicznych w składzie form rozpuszczonych i zawieszonych na ujęciach wykazały, że podczas faz stabilnej wymiany wody większość związków organicznych znajduje się w stanie rozpuszczonym lub koloidowo-rozpuszczonym (93-98,5%). .

W czasie powodzi (II kw.) wzrasta zawartość związków organicznych, zarówno w postaci rozpuszczonej, jak i zawieszonej, a formy zawiesinowe stanowią 30-35% ogólnej zawartości substancji organicznych. 01menp jest wymagany. że w fazach stabilnej wymiany wody zawartość związków organicznych w rejonie ujęcia jest wyższa niż w miesiącach zimowych. Najwyraźniej jest to spowodowane intensywniejszymi procesami utleniania, fotosyntezy lub hydrolizy części substancji organicznych (być może produktów ropopochodnych) i ich przechodzenia do stanu rozpuszczonego.

Wartość oprogramowania zmienionego w latach 1995-2001 1. w granicach (mg Oo/l): 6,3-10,5; średnioroczne wartości wynosiły: 6,4-8,5. Zawartość biochemicznie utlenialnych związków organicznych (BZT5) w wodach zbiornika Uvodsk

■ Q1 Q2 QQ Q4 Q4

Nilisha wahała się od 1,1 – 2,7 mg O2/l przy znormalizowanych wartościach 2 mg Og/l wg BZT5, a PO – 15 mg Og/l.

Maksymalna wartość cytotoksyczności roztworów poddawanych utlenianiu (chlorowaniu, ozonowaniu) występuje przy minimalnym stosunku BZT/PO, który świadczy o obecności w roztworze związków biologicznie nieulegających utlenianiu. Dlatego w pewnych warunkach utlenianie podstawionych związków może prowadzić do powstania produktów pośrednich o wyższej cytotoksyczności.

Wyniki pomiarów (tab. 1) wskazują na tendencję do zmniejszania się wskaźnika BZT5/PO, co świadczy o gromadzeniu się w zbiorniku trudno utleniających się substancji organicznych i jest czynnikiem negatywnym dla prawidłowego funkcjonowania zbiornika, w rezultacie wzrasta prawdopodobieństwo powstawania COS podczas chlorowania wody.

Tabela 1

Sezonowa zmiana stosunku BZT5/LD_

Sezonowa wartość BODz/LD

1995 1996-1997 1998 2000-2001

Zima 0,17 0,17 0,15 0,15

Wiosna 0,26 0,23 0,21 0,21

Lato 0,13 0,20 0,20 0,19

Jesień 0,13 0,19 0,19 0,18

Śr. 0,17 0,20 0,19 0,18

Przez cały badany okres ilość rozpuszczonego tlenu w zbiorniku Uwodskoje nigdy nie spadła poniżej normy, a wartości bezwzględne na przestrzeni lat są do siebie zbliżone. Latem, na skutek wzrostu intensywności procesów fotosyntezy, stężenie rozpuszczonego tlenu spada średnio do 8,4 mg/l. Prowadzi to do zmniejszenia intensywności procesów oksydacyjnych zanieczyszczeń, jednak nie obserwuje się odpowiedniego wzrostu zawartości związków organicznych (OC) w III kwartale (ryc. 2). W konsekwencji głównymi kanałami rozkładu OS są albo procesy fotochemiczne, albo reakcje hydrolizy i utleniania biochemicznego, a nie utlenianie chemiczne.

Kontrola zawartości substancji organicznych (ryc. 3) w obszarze wodnym zbiornika wykazała, że średnia zawartość fenoli lotnych i węglowodorów ropopochodnych jest maksymalna w okresie wiosennym i wynosi około 9 i 300 MPC.x. odpowiednio. Szczególnie wysokie stężenia obserwuje się w rejonie wsi Mikshino (14 i 200 MPCr.ch.), wsi Rozhnovo (12 i 93 MPCr.kh.) oraz w pobliżu wsi Ivankovo

ponad 1000 MPC.x. (o produktach naftowych). W konsekwencji nagromadzenie biochemicznie trudnych do utlenienia substancji organicznych w wodach zbiornika Uwodskoje jest konsekwencją zanieczyszczenia zbiornika, co tłumaczy wzrost wartości PO.

1 ćwierć mg/l

druga ćwiartka u-

3 kwartał 5 -

4 ćwiartki O

12 3 4 Produkty naftowe

Ryż. Ryc. 3. Czasoprzestrzenny rozkład lotnych fenoli i produktów ropopochodnych według pór roku według stacji (1995): 1) zapora, 2) Mik|ni1yu, 3) kanał, 4) Rozhnovo, 5) Ivankovo.

W celu wyjaśnienia głównych przyczyn „podwyższonej zawartości fenoli i węglowodorów ropopochodnych (OP) w wodach zbiornika wykonano pomiary ich zawartości w opadzie atmosferycznym (tab. 2), co umożliwiło określenie głównych źródeł i pochłaniaczy tych związków w zbiorniku z równania bilansowego (tab. 3).

Tabela 2

Stężenia fenoli i węglowodorów ropopochodnych w opadzie atmosferycznym

Wskaźnik Pokrywa śnieżna* Opady deszczu

1 2 3 4 15 1 Śr.

Fenole, μg/l 17 12 15 8 19 IV 12

NP. mg/l 0,35 pkt 0,1 pkt 0,05 0,1 0,3

*1) tama, 2) Mnkshino, 3) kanał, 4) Rożnowo, 5) Iwankowo.

Tabela 3

Źródła i pochłaniacze fenoli i węglowodorów ropopochodnych w zbiorniku Uwodskoje

Złożony Źródła dochodu, t/rok 2, t/rok Źródła produkcji, t/rok* A. t/rok

Odpływ wody deszczowej Odpływ R-Uvod Kanał Wołga-Uvod GW, t/rok BT, t/rok U, t/rok

Fenole 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 - usuwanie hydrodynamiczne: BT - przemiana (biochemiczna), I - odparowanie; X - całkowity paragon; D - różnica między pozycjami dochodów i wydatków.

Zanieczyszczenie opadu atmosferycznego NP w porównaniu z ich zawartością w zbiorniku podczas wiosennej powodzi jest niewielkie i wynosi dla śniegu 0,1 mg/l (2 MPCpit), a dla deszczu 0,3 mg/l (6 MPCpit), w związku z czym wzrosło stężenia NP obserwowane wiosną (ryc. 3) w wodach zbiornika Uvodskoye są spowodowane innymi źródłami. Dane tabeli. 3 pokazują, co następuje:

Głównymi źródłami węglowodorów ropopochodnych wpływających do zbiornika Uvodskoye są kanał Wołga-Uvod i odpływ rzeki Uvod (po około 50%), opady atmosferyczne i woda roztopowa nie wpływają znacząco na zawartość OP w wodzie zbiornika;

W przypadku fenoli za główne źródła uważa się wszystkie kanały wejścia: kanał Wołga-Uvod - 36%, odpływ deszczu - 26%, odpływ rzeki. Zabierz - 23%, roztop wodę - 15%;

Określono główne kanały wydalania: dla fenoli - usuwanie hydrodynamiczne (~50%); dla NP - odpowiednio usuwanie hydrodynamiczne, parowanie i przemiana biochemiczna -34,30,29%.

Pomiary zawartości całkowitego chloru organicznego, w tym lotnego, adsorbowalnego i ekstrahowalnego COS (ryc. 4), wykazały, że całkowita zawartość COS w przeliczeniu na chlor w zbiorniku jest maksymalna podczas wymiany wód źródlanych na terenie wieś Ivankovo - 264 i okres letni - 225 μg / l („Mikshi-no”), a jesienią - kanał Ivankovo (odpowiednio 234 i 225 mcg / l).

■ 1 kwartał

□ 2 kwartał

□ Q3 Q4

1 2 3 4 5 wśród tygli.

Należy zauważyć, że jeśli w latach 1995-96. w rejonie ujęcia wody, w ramach czułości metod, nie zawsze wykrywano COS, wówczas w 1998 r. chloroform odnotowano w 85% pomiarów, a czterochlorek węgla w 75%. Zakres wartości zmiennych dla chloroformu wynosił od 0,07 do 20,2 µg/l (średnio 6,7 µg/l), czyli 1,5 razy więcej niż MPC.ch., a dla SCC od 0,04 do 1,4 µg/l ( średnio 0,55 µg/l), przy znormalizowanym jej braku w cieku. Stężenia chloroetylenu w wodach zbiornika nie przekraczały wartości znormalizowanych, jednak latem 1998 roku „zarejestrowano tetrachloroetylen, którego obecność w wodach naturalnych jest niedopuszczalna. Pomiary wykonane w latach 1995 – 1997 wykazały brak 1,2 - dichloroetanu i 1,1,2 ,2-

tetrachloroetan. natomiast w 1998 r. stwierdzono obecność 1,2-dichloroetanu w rejonie ujęcia wody podczas wymiany wody źródlanej.

Chlorofenole w zbiorniku Uwodskoje gromadzą się głównie w dolnych warstwach wody, a podczas powodzi (II kwartał) ich stężenie wzrasta. Podobny rozkład obserwuje się dla zawieszonych i rozpuszczonych substancji organicznych (ryc. 2). Istnieje więc dobra korelacja między wzrostem zawartości zawiesin (współczynnik korelacji 11=0,97), czyli zawiesin organicznych (12,5-krotny) a stężeniem chlorofenoli w wodach zbiornika (ryc. 5).

C, µg/dm* W fazie zrównoważonego zaopatrzenia w wodę

2,4-dichlorofenol/mena zawartość chlorofenoli w

2,4,6-trichlorofenol/. maksymalna powierzchnia ujęcia wody,

co najwyraźniej wiąże się z przemieszczaniem się substancji toksycznych na powierzchnię

ważone warstwami od dolnych warstw, od-

60 70 80% wag.

mający wyższą zawartość

Ryż. Rys. 5. Zależność stężenia chloru wg zawieszonych fenoli organicznych od zawartości zawiesiny

materia organiczna. Substancje.

W całym okresie badań w wodach zbiornika Uvodsk i wodzie pitnej nie stwierdzono obecności γ-HCH, DDT i jego metabolitów. Oczekiwany spadek zawartości OS w wyniku procesu rozcieńczania w próbkach wody pobranych na kolejnych stacjach (Rozhnovo, Mikshino, Ivankovo) nie występuje. Na przykład na stacji Rozhnovo średnie stężenia fenoli, OP. chloroform, trichloroetylen. Oprogramowanie jest w akcjach MPCrx odpowiednio 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.

Nieco odmienna sytuacja występuje na stacjach „Kanał” i „Zapora”. Procesy rozcieńczania przedstawiono tutaj dla wszystkich mierzalnych związków.

Średnie stężenia fenoli, NP, chloroformu, trichloroetylenu, PO na stacji "Kanał" wynoszą odpowiednio w akcjach MPCrx - 7,4; trzydzieści; 0,7; 0,04, 0,55; średnie stężenia na stacji Plotina wynoszą 4,8; dziesięć;<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.

Rozdział 4. Związek jakości wody w źródle zaopatrzenia w wodę i wody pitnej. W całym okresie obserwacji istnieje zależność między zawartością związków chloroorganicznych w zbiorniku Uwodskoje iw wodzie pitnej po procesie chlorowania. Sumaryczna zawartość związków chloroorganicznych w przeliczeniu na chlor jest maksymalna w zbiorniku wody czystej na wejściu do kolektora górniczego we wszystkich obserwowanych okresach (ryc. 4). Należy zauważyć, że wzrost tego wskaźnika po chlorowaniu wody ze źródła podziemnego jest nieznaczny (1,3-krotny), a maksymalna wartość wynosi 88 µg/l.

Tabela 4

Roczna dynamika zawartości COS w zbiorniku Uwodskoje

■ Wskaźnik ■ -■■ ......- Wartość średnia, 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-dichloroetan___<6 <6 <0,2-1,7/0,6 100

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

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

1,1,2,2-tetrachloroetan - -<0,1 отс.

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

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

♦min - wstrząs/(średnia roczna); ** - przeciętny dane z 6 stacji obserwacyjnych.

W ekosystemie zbiornika występuje korzystna tendencja do zmniejszania zawartości wszystkich kontrolowanych COS (tab. 4), ale średnioroczne stężenia chloroformu, tetrachlorku węgla, tetrachloroetylenu, 2,4-dichlorofenolu i 2,4,6-trichlorofenolu przekraczają odpowiedni

MPK, tj. ekosystemy wodne doświadczają zwiększonego obciążenia tymi związkami.

Po chlorowaniu stężenie COS w wodzie pitnej wzrasta, ale nie przekracza odpowiednich norm ustalonych dla wody pitnej, z wyjątkiem 2,4-dichlorofenolu (tab. 5).

Tabela 5

Roczna dynamika zawartości CHOS w wodzie pitnej

Indeks Średnia wartość, mcg/dm"1 *

1995 1996-1997 1998 2000 2001 MPKp**

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-dichloroetan<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

trichloroetylen<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

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

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

2,4-dichlorofenol - 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-trichlorofenol -<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 / (wartości średnioroczne); **MAC" - standardy RF/ - standardy WHO.

C1 Okresowo (w poszczególnych miesiącach) na-

I-S-S-S! oJ-C-O "+ SNCH, zaobserwowano podwyższoną zawartość chloro-O C1 O roformu w stosunku do zalecanych norm

WHO łazienki. Ilość utworzonego chloroformu zależy od wartości pH i PO wody naturalnej (ryc. 7), co nie jest sprzeczne z danymi literaturowymi.

Okresowo (w niektórych miesiącach) stwierdzano podwyższoną zawartość chloroformu w stosunku do norm zalecanych przez WHO. Ilość utworzonego chloroformu zależy od wartości pH i PO wody naturalnej (ryc. 7), co nie jest sprzeczne z danymi literaturowymi.

Stężenie 2,4-dichlorofenolu przekraczało wartość znormalizowaną (MPC -2 µg/l) w 30% pomiarów średnio o 40-5-50% w całym okresie

obserwacje. Należy zaznaczyć, że maksymalne stężenia chlorofenoli w wodzie pitnej obserwowano latem (Q3), co koreluje z ich zawartością w rejonie ujęcia wody.

C HF, µg/dm3

Ryż. Rys. 7. Zależność zawartości chloru. Ryc. 8. Zależność między zawartością chloroformu w wodzie pitnej z pH (1) chlorofenoli w wodzie pitnej a chlorfe-iChZT (2) w wodach naturalnych (1), zawiesina organiczna

(I = 0,88; = 0,83). związki (2) w wodzie naturalnej

(K| - 0,79; K2 - 0,83).

Występuje tendencja do wzrostu chlorofenoli w wodzie pitnej: 2,4-dichlorofenolu średnio 2-krotnie, a 2,4,6-trichlorofenolu - 1,3-krotnie w okresie letnim. Istnieje dobra korelacja (ryc. 8) pomiędzy stężeniem chlorofenoli w wodzie pitnej, a także ich stężeniem i zawartością zawieszonych związków organicznych w wodzie naturalnej.

Ze względu na to, że stężenia chlorofenoli w warstwach przydennych są wyższe i występują głównie w postaci zawiesiny, konieczne jest usprawnienie procesu filtracji wody, a także prowadzenie poboru wody z kontrolowanej głębokości. zwłaszcza wiosną i latem.

Rozdział 5. Ocena wpływu wody pitnej na zdrowie publiczne. Używając

program komputerowy „Czysta woda”. opracowanym przez stowarzyszenie badawczo-produkcyjne „POTOK” w Petersburgu, dokonano oceny zgodności wody pitnej według wskaźników koshrolir>emy\1 oraz oceny ryzyka zakłócenia funkcjonowania narządów i układów człowieka w przypadku przeprowadzono uzdatnianie wody pitnej (1 tabela 6).

Wyniki obliczeń wskazują na zmniejszenie ryzyka wystąpienia niekorzystnych skutków organoleptycznych po spożyciu wody pitnej, zarówno natychmiastowej, jak i przewlekłej, w stosunku do wody naturalnej w rejonie ujęcia wody. Znaczną jej część stanowią takie wskaźniki, jak fenole i ich chlorowe pochodne (2,4-dichlorofenol i 2,4,6-trichlorofenol). Z drugiej strony,

rona po procesie uzdatniania wody zwiększa (1,4-krotnie) ryzyko działania rakotwórczego (chloroform, tetrachlorek węgla i trichloroetylen) oraz ogólne ryzyko toksyczności: działanie przewlekłe 4-5-krotnie i łącznie 2-3-krotnie, z których tworzą się fenole, chloroform, tetrachlorek węgla, 1,2-dichloroetan i trichloroetylen.

Tabela 6

Wyniki kalkulacji ryzyka za rok 1998_

Wskaźniki Ryzyko

Powierzchnia Picie dna

Ryzyko wystąpienia niepożądanych efektów organoleptycznych (efekt natychmiastowy) 0,971 0,999 0,461

Ryzyko wystąpienia niepożądanych skutków organoleptycznych (przewlekłe zatrucie) 0,911 0,943 0,401

Ryzyko działania rakotwórczego 0,018 0,016 0,21

Ogólne ryzyko toksyczne (rozwój przewlekłego zatrucia) 0,001 0,001 0,005

Ogólne ryzyko toksyczne (ogółem) 0,003 0,003 0,008

Uzyskane dane pozwoliły zidentyfikować priorytetowe zanieczyszczenia spośród tzw

la, takich jak chloroform, tetrachlorek węgla i trichloroetylen, 1,2-dichloroetan, 2,4-dichlorofenol i 2,4,6-trichlorofenol, które w znacznym stopniu przyczyniają się do całkowitego ogólnego ryzyka toksycznego.

Stwierdzone wartości prawdopodobieństwa wystąpienia ogólnych skutków toksycznych i rakotwórczych znacznie przekraczają znormalizowaną wartość ryzyka. Akceptowalne (akceptowalne ryzyko) ze strony substancji o właściwościach rakotwórczych mieści się w przedziale od 1 (G4 do 10-6 osób/osobo-rok, czyli wartości zagrożenia zachorowaniem i śmiercią przy braku picia wody do przyjęcia.

Wykazano, że obecny stan wody pitnej spożywanej przez ludność Iwanowa prowadzi do pogorszenia jego stanu zdrowia, aw efekcie do skrócenia średniej długości życia: mężczyźni - 5,2; kobiety – 7,8 lat (tab. 7).

Tabela 7

Skrócenie oczekiwanego czasu trwania dla populacji___

Nazwa ryzyka (R), udział wzgl. jednostki 1XE \u003d b x K, rok

Mężczyźni Kobiety

Średnia długość życia 56 71

Średni wiek ludności 37 42,3

Oczekiwana reszta I<изни 19 28.7

Ryzyko wystąpienia niepożądanych skutków organoleptycznych (działanie natychmiastowe) 0,157 Wskaźnik charakteryzujący występowanie niestabilnych negatywnych reakcji organizmu na spożywaną wodę pitną (reakcje alergiczne itp.). Organolep. natychmiastowe wskaźniki. działania w większości przypadków nie prowadzą do BE.

Kontynuacja tabeli. 7

Ryzyko wystąpienia niekorzystnych skutków organoleptycznych (przewlekłe zatrucie) 0,09 Wskaźnik charakteryzujący występowanie trwałych negatywnych reakcji organizmu na spożywaną wodę pitną (nabyta „globalna” alergia, choroby układu oddechowego, niedokrwistość itp.)

Ryzyko działania rakotwórczego 0,02 Wskaźnik charakteryzujący występowanie skutków mutagennych i rakotwórczych w organizmie człowieka (rak, zmiany DNA itp.)

Ogólne ryzyko toksyczne (rozwój przewlekłego zatrucia) 0,006 Wskaźnik charakteryzujący rozwój ludzkich chorób układu oddechowego, układu hormonalnego, dróg moczowych itp.

le 0,11 0,17

1XE £, rok 5,2 7,8

Wyniki obliczeń pokazują, że największe skrócenie czasu trwania

O oczekiwanej długości życia decydują czynniki tworzące niekorzystne efekty organoleptyczne, których wielkość determinuje zawartość fenoli i ich chlorowych pochodnych (tab. 6).

W praktyce stosuje się ekonomiczną ocenę wpływu środowiska na zdrowie, która opiera się na kosztach utrzymania i wysokości opłat za przywrócenie zdrowia. W związku z tym szkoda (Y) dla zdrowia ludności Iwanowa (450 tys. osób) wynikająca ze spożycia przygotowanej wody pitnej została obliczona na podstawie statystycznych kosztów utrzymania (Tabela 8), a szkoda na „minimalną kwotę ubezpieczenia odpowiedzialności cywilnej za spowodowanie szkody dla życia, zdrowia lub mienia innych osób oraz środowiska naturalnego w razie wypadku na obiekcie niebezpiecznym” (Tabela 9).

Tabela 8

Obliczenie wysokości szkody na podstawie statystycznego kosztu utrzymania (CVL)*

Ludność Iwanowo, osoby Mężczyźni (164000) Kobiety (197250)

BE z tytułu spożycia wody pitnej złej jakości na osobę, lata 5,2 7,8

Średnia (przewidywana) długość życia, lata 56 71

Szkody wynikające ze skrócenia oczekiwanej długości życia 1 osoby, wyrażone w wartościach pieniężnych, 3496,6 4407,4 EUR

Całkowite szkody, 0,96 miliarda euro

* SCV = PKB х Тср / N. gdzie PKB - produkt krajowy brutto, rub; T^, - średnia długość życia, lata; N - liczba ludności, ludzie.

Tabela 9

Obliczenie wysokości szkody na podstawie „minimalnej sumy ubezpieczenia”

Szkody wynikające ze skrócenia oczekiwanej długości życia pierwszej osoby, wyrażone w wartościach pieniężnych, € Mężczyźni Kobiety

Całkowite szkody, ** 0,3 miliarda euro

**podstawa art. 15 ustawy Federacji Rosyjskiej „O bezpieczeństwie przemysłowym obiektów niebezpiecznych” nr 116-FZ (klauzula 2)

Z uzyskanych wartości (Tabele 7-9) wynika, że na terenie Iwanowa znajduje się obszar o niedopuszczalnym zagrożeniu środowiskowym (Yu.-.Yu"4), wymagający działań w zakresie ochrony środowiska, niezależnie od skali kosztów finansowych Należy zauważyć, że obliczony poziom zagrożenia dla środowiska nie może wynikać wyłącznie ze spożycia wody pitnej.

Ponieważ głównym problemem w systemie uzdatniania wody jest powstawanie COS podczas chlorowania wody, a ze względu na dużą długość rurociągów w mieście nie można całkowicie wykluczyć chlorowania z procesu uzdatniania wody, można to zrobić poprzez wymianę chloru na W I etapie proponuje się chlorowanie innym utleniaczem jakim jest ozon, a w II etapie - chlorowanie.

Główne wyniki i wnioski

1. Ustalono, że zmiana zawartości związków organicznych w zbiorniku Uvodskoye w czasie ma tendencję do zmniejszania się, chociaż stężenia produktów ropopochodnych i fenoli lotnych są nadal znacznie wyższe niż wartości znormalizowane do 42 i 4 MPC .x. odpowiednio.

2. Wykazano brak spadku zawartości związków organicznych w wyniku procesu rozcieńczania na kolejnych stacjach (Rozhnovo, Mikshino, Ivankovo). Zjawisko rozcieńczania jest charakterystyczne tylko dla fenoli, natomiast dla produktów ropopochodnych, chloroformu i trichloroetylenu następuje wyraźny wzrost stężeń, co wiąże się z dodatkowymi źródłami dochodów (dyfuzja z wód śródmiąższowych, spływ powierzchniowy).

Głównymi źródłami węglowodorów ropopochodnych wpływających do zbiornika Uvodskoye są kanał Wołga-Uvod i odpływ rzeki Uvod (o godz.

po około 50%), opady atmosferyczne i wody roztopowe nie mają większego wpływu na zawartość produktów ropopochodnych w wodach zbiornika;

Określono główne kanały wydalania: dla fenoli - usuwanie hydrodynamiczne (~50%); dla produktów ropopochodnych - usuwanie hydrodynamiczne, odparowanie i przemiana biochemiczna - odpowiednio 34,30,29%.

4. Wykazano, że stężenia COS w wodzie pitnej są powiązane zarówno z procesami zachodzącymi wewnątrz zbiornika, jak iz procesem dezynfekcji wody – chlorowania.

7. Obecny stan wody pitnej spożywanej przez ludność Iwanowa prowadzi do pogorszenia jego stanu zdrowia, aw efekcie do skrócenia średniej długości życia (mężczyźni - 5 lat, kobiety - 8 lat, 2001). Kwota strat finansowych szacowana jest na 0,3 mld €/rok, a na podstawie statystycznych kosztów utrzymania na 0,96 mld €/rok.----

8. Wykazano, że chlorofenole w wodach zbiornika Uwodskoje występują głównie w zawiesinie, dlatego zaleca się usprawnienie procesu filtracji w celu zmniejszenia ich stężenia w wodzie pitnej, a także przeprowadzenie poboru z kontrolowanej głębokości, zwłaszcza w okresie wiosenno-letnim.

1. Grinevich VI, Izvekova T.V., Kostrov V.V., Chesnokova T.A. Korelacje między jakością wody w cieku a zaopatrzeniem w wodę pitną // Tez. raport na III rosyjskim seminarium naukowo-technicznym „Problemy zaopatrzenia w wodę pitną i sposoby ich rozwiązywania”, Moskwa. -1997.-S. 123-125.

2. Grinevich VI, Izvekova T.V., Kostrov V.V., Chesnokova T.A. Źródła związków chloroorganicznych w wodzie pitnej w Iwanowie // Journal "Engineering Ecology" nr 2,1998. - S. 44-47.

3. Grinevich VI, Kostrov V.V., Chesnokova TA, Izvekova T.V. Jakość wody pitnej w Iwanowo. // Zbiór prac naukowych „Środowisko i zdrowie człowieka” // Iwanowo, 1998. - S. 26-29.

4. Izvekova TV, Grinevich VI, Kostrov V.V. Związki chloroorganiczne w wodzie pitnej // Tez. raport „Problemy rozwoju i wykorzystania zasobów naturalnych północno-zachodniej Rosji: materiały ogólnorosyjskiej konferencji naukowo-technicznej” - Wołogda: VoGTU, 2002. - s. 85-88.

5. Izvekova TV, Grinevich VI, Kostrov V.V. Zanieczyszczenia chloroorganiczne w naturalnym źródle zaopatrzenia w wodę iw wodzie pitnej miasta Iwanow // Czasopismo „Engineering Ecology” nr 3,2003. - S. 49-54.

6. Izvekova TV, Grinevich V.I. Związki organiczne w wodzie zbiornika Uvodskoye // Tez. raport Na II Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej „Problemy ekologii na drodze do zrównoważonego rozwoju regionów”. - Wołogda: VoGTU, 2003. - S. 212 - 214.

Licencja LR nr 020459 z dnia 10.04.97. Podpisano do druku 27.10.2003 Format papieru 60x84 1/16. Nakład 90 egzemplarzy. Zamówienie 2 "¡> $. Iwanowski Państwowy Uniwersytet Technologii Chemicznej. 153460, Iwanowo, pr. F. Engels, 7.

Zwolnij odpowiedzialny

Izvekova TV

Wstęp.

Rozdział 1 Przegląd literacki.

§ 1-1 Charakterystyka sanitarno-higieniczna zanieczyszczeń organicznych wody pitnej.

§1.2 Źródła powstawania związków chloroorganicznych.

§ 1.3 Podstawowe metody przygotowania wody pitnej.

Rozdział 2. Metody i przedmiot badań eksperymentalnych.

§2.1 Charakterystyka fizyczna i geograficzna obszaru zbiornika Uwodskoje.

§ 2.2 ONVS - 1 (m. Avdotino).

§ 2.3 Metody oznaczania stężeń związków organicznych i nieorganicznych.

§ 2.3.1 Pobieranie próbek wody i przygotowywanie do analizy.

§2.3.2 Instrumentalne metody badania HOS.

§ 2.4 Oznaczanie lotnych związków halogenoorganicznych w wodzie

§2.4.1 Definicja chloroformu.

§ 2.4.2 Oznaczanie tetrachlorku węgla.

§2.4.3 Definicja 1,2-dichloroetanu.

§ 2.4.4 Oznaczanie trichloroetylenu.

§ 2.5 Oznaczanie pestycydów chloroorganicznych (y-HCCH, DCT).

§2.5.1 Oznaczanie chlorofenoli (CP).

§ 2.6 Ocena jakości i przetwarzanie wyników pomiarów.

§ 2.7 Definicja uogólnionych wskaźników jakości wody.

Rozdział 3. Jakość wody w zbiorniku Uwodskoje.

§ 3.1 Główne wskaźniki jakości wody w zbiorniku Uvod.

§3.1.1 Wpływ zmiany pH.

§ 3.1.2 Stosunek substancji zawieszonych i rozpuszczonych w zbiorniku.

§3.1.3 Rozpuszczony tlen.

§3.1.4 Zmiany w BOD5, COD.

§ 3.2 Substancje toksyczne (fenol, produkty ropopochodne).

§3.2.1 Wpływ opadów atmosferycznych.

§ 3.2.2 Główne źródła i pochłaniacze węglowodorów ropopochodnych i fenolowych w zbiorniku Uwodskoje.

§ 3.3 Węglowodory chlorowane w wodzie zbiornika Uvodsk.

Rozdział 4 Zależności jakości wody w źródle zaopatrzenia w wodę i wody pitnej.

§ 4.1 Jakość wody pitnej w Iwanowie.

§ 4.2 Wpływ jakości wody w źródle zaopatrzenia w wodę na wodę pitną.

§ 4.3 Jakość słodkich wód podziemnych.

Rozdział 5 Ocena wpływu wody pitnej na zdrowie publiczne.

§5.1 Porównawcza ocena ryzyka dla zdrowia publicznego.

§ 5.2 Ocena ryzyka skrócenia oczekiwanej długości życia. Obliczanie szkód zdrowotnych ludności według statystycznych kosztów utrzymania.

§ 5.4 Uzasadnienie konieczności przebudowy systemu uzdatniania wody w ONVS - 1.

Wstęp Praca magisterska z biologii, na temat: „Wpływ związków organicznych zawartych w wodach naturalnych na jakość wody pitnej”

Zagadnienie zawartości różnych związków organicznych w wodzie pitnej przyciąga uwagę nie tylko badaczy różnych dziedzin nauki i specjalistów od uzdatniania wody, ale także konsumentów. C Zawartość związków organicznych w wodach powierzchniowych jest bardzo zróżnicowana i zależy od wielu czynników, z których głównym jest działalność gospodarcza człowieka, w wyniku której spływy powierzchniowe i opady atmosferyczne są zanieczyszczane różnymi substancjami i związkami, w tym organicznymi. Pewną rolę w zanieczyszczeniu naturalnych wód powierzchniowych odgrywają ścieki rolnicze, które pod względem skali lokalnych wpływów ekotoksykantów ustępują ściekom przemysłowym, ale ze względu na to, że są one rozprowadzane niemal wszędzie, nie należy ich bagatelizować. . Zanieczyszczenia rolnicze wiążą się z pogorszeniem jakości wód powierzchniowych małych rzek, a także w pewnym stopniu wód podziemnych związanych z naturalnymi ciekami na poziomie górnych warstw wodonośnych.

Złożoność problemu polega na tym, że zbiór zanieczyszczeń organicznych zawartych w mikroilościach, zarówno w wodach powierzchniowych, jak i wodach pitnych, jest bardzo szeroki i specyficzny. Niektóre substancje, takie jak pestycydy, WWA, związki chloroorganiczne (OC), w tym dioksyny, są niezwykle niebezpieczne dla zdrowia człowieka nawet w mikrodawkach. Jedną z głównych przyczyn niezadowalającej jakości wody pitnej jest wysoka zawartość w niej węglowodorów chlorowanych. To decyduje o ich priorytecie obok innych niebezpiecznych ekotoksykantów i wymaga odpowiedzialnego podejścia przy wyborze technologii uzdatniania wody, monitoringu i kontroli jakości zarówno wody pitnej, jak i źródeł wody.

Większość badaczy już dawno doszła do wniosku, że w celu ustalenia konkretnych przyczyn i źródeł powstawania węglowodorów zawierających chlor niezbędna jest znajomość składu związków organicznych zawartych w wodach naturalnych wykorzystywanych jako źródło zaopatrzenia w wodę. Dlatego jako przedmiot badań wybrano zbiornik Uvodskoye, który jest głównym źródłem zaopatrzenia w wodę miasta Iwanowo (80% całkowitego zużycia wody), a także wody pitnej po procesie uzdatniania wody.

Dla większości COS maksymalne dopuszczalne stężenia (MAC) są ustalane na poziomie mikrogramów na litr, a nawet mniej, co powoduje pewne trudności w doborze metod ich kontroli. Podwyższone stężenia tych związków w wodzie pitnej są niezwykle niebezpieczne dla konsumentów. Czterochlorek węgla, chloroform i trichloroetylen podejrzewa się o działanie rakotwórcze, a podwyższona zawartość tych związków w wodzie, a co za tym idzie w organizmie człowieka, powoduje zniszczenie wątroby i nerek.

Dlatego badanie przyczyn pojawiania się chlorowanych węglowodorów w wodzie pitnej w zależności od źródła zaopatrzenia w wodę, oznaczanie ich stężeń oraz opracowanie zaleceń zmniejszających ryzyko wystąpienia działań rakotwórczych i nierakotwórczych u konsumentów wody pitnej jest istotnych. Taki był właśnie główny cel tego badania.

1. PRZEGLĄD LITERATURY

§ 1.1. Właściwości sanitarno-higieniczne zanieczyszczeń organicznych wody pitnej

Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) spośród 750 zidentyfikowanych zanieczyszczeń chemicznych w wodzie pitnej 600 to związki organiczne, które są pogrupowane w następujący sposób:

Naturalne substancje organiczne, w tym związki humusowe, wydzieliny drobnoustrojów i inne odpady pochodzenia zwierzęcego i roślinnego rozpuszczone w wodzie;

Zanieczyszczenia syntetyczne, w tym pestycydy, dioksyny i inne substancje wytwarzane przez przemysł;

Związki dodawane lub powstające podczas uzdatniania wody, w szczególności chlorowania.

Grupy te logicznie wyznaczają sposoby, w jakie zanieczyszczenia organiczne dostają się do wody pitnej. W tej samej pracy zauważono, że te 600 substancji stanowi tylko niewielką część całkowitego materiału organicznego obecnego w wodzie pitnej. Rzeczywiście, postęp dokonany w doskonaleniu metod analitycznych pozwolił w ostatnim czasie zidentyfikować i wprowadzić do pamięci komputera około 300 związków organicznych występujących w wodach podziemnych, powierzchniowych i pitnych.

na ryc. 1 przedstawia niektóre drogi przenikania i możliwe przemiany zanieczyszczeń w wodach powierzchniowych. Zanieczyszczenie źródeł wód podziemnych następuje głównie przez glebę. Zatem kumulacja celowo wprowadzonych pestycydów chloroorganicznych w glebie prowadzi do ich stopniowego przenikania do wód gruntowych podziemnych źródeł pitnych. Według pracy, jedna trzecia studni artezyjskich przeznaczonych do zaopatrzenia w wodę pitną w samych Stanach Zjednoczonych została zamknięta z tego powodu. Związki chloroorganiczne najczęściej występują w wodach gruntowych. Zgodnie z ogólnie przyjętą terminologią międzynarodową nazywane są one DNAPL (dense non-aqueous phase liquids), tj. ciężkie ciecze niewodne (TNVZH). Niewodne oznacza, że tworzą oddzielną fazę ciekłą w wodzie, podobnie jak węglowodory ropopochodne. W przeciwieństwie do węglowodorów ropopochodnych są gęstsze niż woda. Substancje te nazywane są również gęstymi cieczami niemieszającymi się z wodą. Jednocześnie ich rozpuszczalność jest wystarczająca, aby spowodować zanieczyszczenie wód gruntowych. Raz w wodach gruntowych, COS może pozostać tam przez dziesięciolecia, a nawet stulecia. Są one usuwane z warstw wodonośnych z dużym trudem i dlatego stanowią długotrwałe źródło zanieczyszczenia wód podziemnych i ogólnie środowiska.

Ryż. 1. Schemat migracji COS w zbiorniku wód stojących

Wytyczne WHO zauważają, że zalecane wartości mają tendencję do nadmiernej ostrożności ze względu na niewystarczające dane i niepewność w ich interpretacji. Zatem zalecane wartości dopuszczalnych stężeń wskazują dopuszczalne stężenia, ale nie służą jako wartości regulacyjne określające jakość wody. Dlatego Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych dla zawartości chloroformu w wodzie pitnej zaproponowała jako normę nie 30, ale 100 µg/l. Norma dla trichloroetylenu jest 5 razy niższa niż zalecana przez WHO, a dla 1,2 dichloroetanu jest 2 razy niższa. Jednocześnie normy przyjęte w USA dla tetrachlorku węgla są 2-krotnie, a dla 1,1-dichloroetylenu 23-krotnie wyższe od zalecanych przez WHO. Takie podejście wydaje się również zasadne z punktu widzenia ekspertów WHO, którzy podkreślają, że proponowane przez nich wartości mają charakter wyłącznie doradczy.

Chloroform 30

1,2 - Dichloroetan 10

1,1-dichloroetylen 0,3

Pentachlorofenol 10

2,4,6 - Trichlorofenol 10

Heksachlorobenzen 0,01

w tabeli. W tabeli 1.1 przedstawiono zalecane stężenia zanieczyszczeń w wodzie, ustalone na podstawie danych toksykologicznych oraz danych dotyczących rakotwórczości, z uwzględnieniem średniej masy ciała człowieka (70 kg) oraz średniego dziennego spożycia wody (2 l).

Dopuszczalna zawartość związków chloroorganicznych (OC) w wodzie naturalnej i pitnej według Ministerstwa Zdrowia Federacji Rosyjskiej oraz ich właściwości toksykologiczne podsumowano w tabeli. 1.2.

Spośród wielu zanieczyszczeń organicznych wody pitnej, uwagę higienistów zwracają szczególnie te związki, które są rakotwórcze. Są to głównie zanieczyszczenia antropogeniczne, a mianowicie: chlorowane węglowodory alifatyczne i aromatyczne, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, pestycydy, dioksyny. Jednocześnie należy zauważyć, że zanieczyszczenia chemiczne w wodach mogą ulegać różnym przemianom chemicznym pod wpływem zespołu czynników fizykochemicznych i biologicznych, prowadząc zarówno do ich całkowitego rozpadu, jak i częściowej przemiany. Efektem tych procesów może być nie tylko zmniejszenie niekorzystnego wpływu zanieczyszczeń organicznych na jakość wody, ale niekiedy nawet jej wzmocnienie. Na przykład bardziej toksyczne produkty mogą pojawić się podczas rozkładu i transformacji niektórych pestycydów (chlorofosu, malationu, 2,4-D), polichlorowanych bifenyli, fenoli i innych związków.

Tabela 1.2.

Dopuszczalne stężenia i właściwości toksykologiczne niektórych

Związek MPC, µg/l Klasa zagrożenia Charakter oddziaływania na organizm ludzki

Woda pitna Wody naturalne (względna) TAC*

Czynnik szkodliwości ***

Chloroform 200/30** 5/60 2 Social-T. Lek toksyczny dla metabolizmu i narządów wewnętrznych (zwłaszcza wątroby). Powoduje działanie rakotwórcze i mutagenne, podrażnia błony śluzowe.

Czterochlorek węgla 6/3** ots / 6 2 Social-T. Lek. Wpływa na ośrodkowy układ nerwowy, wątrobę, nerki. Ma miejscowe działanie drażniące. Powoduje działanie mutagenne, rakotwórcze. Wysoce kumulatywny związek.

1,2-dichloroetan 20/10** 100/20 2 Social-T. trucizna politropowa. Wpływa na obszary korowo-podkorowe mózgu. Lek. Powoduje zmiany dystroficzne w wątrobie, nerkach oraz zaburza funkcje układu sercowo-naczyniowego i oddechowego. Działa drażniąco. Czynnik rakotwórczy.

1,1,2,2-tetrachloroetan 200 ots / 200 4 org. Lek. Uszkadza narządy miąższowe. Działa drażniąco.

Grichloroetylen 70/3** 10/60 2 Social-T. Lek ma działanie neurotoksyczne i kardiotoksyczne. Czynnik rakotwórczy.

Pentachlorofenol 10** ots /10 2 Social-T. Ma wysoką lipofilowość, gromadzi się w złogach tłuszczowych i jest bardzo wolno wydalany z organizmu

Tetrachloroetylen 2/1** ots / 20 2 Social-T. Działa podobnie do trichloroetylenu, działa depresyjnie na ośrodkowy i obwodowy układ nerwowy. Efekt hipnotyczny jest silniejszy niż SCS. Atakuje wątrobę i nerki. Działa drażniąco.

Kontynuacja tabeli. 1.2.

2-chlorofenol 1 cz. / 1 4 org. Mają umiarkowane właściwości kumulatywne. Naruszyć funkcję nerek i wątroby.

2,4-dichlorofenol 2 cz. /2 4 org.

2,4,6-trichlorofenol 4/10** cz./4 4 org.

Gamma HCCH 2 / ots** ots /4 1 s.-t. Wysoce toksyczna trucizna neurotropowa o działaniu embriotoksycznym i drażniącym. Wpływa na układ krwiotwórczy. Powoduje działanie rakotwórcze i mutagenne.

DDT 2 / ots* * ots /100 2 social-t. - Przybliżone dopuszczalne poziomy substancji szkodliwych w wodach zbiorników do celów gospodarczych i wody pitnej. - standardy „orientujące” ustalone zgodnie z zaleceniami WHO

15] oraz Dyrektywa UE 80/778 w sprawie jakości wody pitnej. - znak ograniczający szkodliwość substancji, dla której ustanowiono normę:

S.-t. - sanitarny i toksykologiczny wskaźnik szkodliwości; org. - organoleptyczny wskaźnik szkodliwości.

Za najpowszechniejsze mechanizmy niszczenia COS w środowisku można uznać reakcje fotochemiczne, a przede wszystkim procesy rozkładu metabolicznego z udziałem mikroorganizmów. Fotochemiczny rozkład COS w cząsteczkach zawierających pierścienie aromatyczne i nienasycone wiązania chemiczne zachodzi w wyniku absorpcji energii słonecznej w ultrafiolecie i widzialnym obszarze widma. Jednak nie wszystkie substancje są podatne na interakcje fotochemiczne, na przykład lindan (y-HCH) pod wpływem promieniowania UV izomeryzuje tylko do a-HCH. Schemat proponowanego mechanizmu fotochemicznej konwersji DDT przedstawiono na rys. 2a.

Szybkość rozkładu fotochemicznego, a także skład końcowych produktów tej reakcji zależą od środowiska, w którym ten proces zachodzi. Badania laboratoryjne wykazały, że po napromieniowaniu promieniowaniem UV (A. = 254 nm) przez 48 godzin rozkłada się do 80% DDT, a wśród produktów znajdowały się DDE (główna ilość), DCD i ketony. Dalsze eksperymenty wykazały, że DDD jest bardzo odporny na promieniowanie UV, a DDE stopniowo przekształca się w szereg związków, wśród których znaleziono PCB. Metabolizm COS przez mikroorganizmy, oparty na wykorzystaniu przez nie węgla organicznego jako pożywienia, jest prawie zawsze katalizowany przez enzymy biologiczne.

DDE sg! a-chooschOjo-

dnchlorobenzofenon

С1- С - С1 I n ddd a) b)

Ryż. Ryc. 2. Schemat proponowanego mechanizmu (a) fotochemicznej i (b) metabolicznej konwersji DDT.

W wyniku dość złożonych następujących po sobie reakcji chemicznych powstają różne metabolity, które mogą okazać się albo substancjami nieszkodliwymi, albo bardziej niebezpiecznymi dla organizmów żywych niż ich poprzednicy. Wspólny schemat metabolicznej transformacji DDT, który w zasadzie jest również prawdziwy dla innych COS, pokazano na ryc. 26 .

Konieczność wprowadzenia w każdym kraju standardów monitorowania zawartości zanieczyszczeń nieorganicznych i organicznych w wodzie pitnej jest często determinowana charakterystyką użytkowania gruntów w zlewni, charakterem źródła wody (wody powierzchniowe i podziemne) oraz obecnością substancji toksycznych. w nich związki pochodzenia przemysłowego. Dlatego konieczne jest uwzględnienie wielu różnych lokalnych czynników geograficznych, społeczno-ekonomicznych, przemysłowych i żywieniowych. Wszystko to może spowodować znaczne odchylenie norm krajowych od wartości zalecanych przez WHO dla stężeń różnych substancji toksycznych.

Wniosek Praca na temat „Ekologia”, Izvekova, Tatyana Valerievna

Główne wyniki i wnioski

2. Wykazano brak spadku zawartości związków organicznych w wyniku procesu rozcieńczania na kolejnych stacjach (Rozhnovo, Mikshino, Ivankovo). Zjawisko rozcieńczania jest typowe tylko dla fenoli, a dla produktów ropopochodnych, chloroformu i trichloroetylenu, notuje się wyraźny wzrost stężeń, co wiąże się z dodatkowymi źródłami dochodu (dyfuzja z wód mułowych, spływ powierzchniowy).

3. Po raz pierwszy z równania bilansowego ustalono główne źródła i pochłaniacze węglowodorów ropopochodnych i fenolowych w zbiorniku, a mianowicie:

Głównymi źródłami węglowodorów ropopochodnych wpływających do zbiornika Uvodskoye są kanał Wołga-Uvod i odpływ rzeki Uvod (po około 50%), opady atmosferyczne i woda topniejąca nie mają dużego wpływu na zawartość produktów ropopochodnych w wodzie zbiornika;

W przypadku fenoli za główne źródła uważa się wszystkie kanały wejścia: kanał Wołga-Uvod - 36%, odpływ deszczu - 26%, odpływ rzeki. Zabierz - 23%, roztop wodę -15%;

Określono główne kanały wydalania: dla fenoli - usuwanie hydrodynamiczne (~50%); dla produktów naftowych - usuwanie hydrodynamiczne, odparowanie i przemiana biochemiczna - odpowiednio 34, 30, 29%.

4. Wykazano, że stężenia COS w wodzie pitnej są powiązane zarówno z procesami zachodzącymi wewnątrz zbiornika, jak iz procesem dezynfekcji wody – chlorowania.

5. Całkowita zawartość związków chloroorganicznych (w przeliczeniu na SG) po chlorowaniu wody ze zbiornika Uvodsk wzrasta średnio 7 razy, a po chlorowaniu wody ze źródła podziemnego (ujęcie wody Gorinsky) tylko 1,3 razy.

6. Stwierdzono korelację między zawartością chlorofenoli i zawiesin organicznych w wodach zbiornika Uvodsk a stężeniami 2,4-dichlorofenolu i 2,4,6-trichlorofenolu po chlorowaniu wody pitnej.

7. Obecny stan wody pitnej spożywanej przez ludność Iwanowa prowadzi do pogorszenia jego stanu zdrowia, aw efekcie do skrócenia średniej długości życia (mężczyźni - 5 lat, kobiety - 8 lat, 2001). Wielkość strat finansowych szacuje się na 0,3 mld €/rok, a na podstawie statystycznych kosztów utrzymania na 0,96 mld €/rok.

8. Wykazano, że chlorofenole w wodach zbiornika Uvodskoe występują głównie w zawiesinie, dlatego zaleca się usprawnienie procesu ich filtracji w celu zmniejszenia ich stężenia w wodzie pitnej, a także przeprowadzenie pobór wody z kontrolowanej głębokości, szczególnie w okresie wiosenno-letnim.

9. Stwierdzono, że główny udział w wartości ryzyka środowiskowego mają czynniki chemiczne, dlatego zaleca się zastąpienie pierwszego etapu chlorowania (ONVS-1) ozonowaniem.

Bibliografia Teza z biologii, kandydat nauk chemicznych, Izvekova, Tatyana Valerievna, Ivanovo

1. Kuzubova LI, Morozov C.V. Zanieczyszczenia organiczne wody pitnej: Analit. Przegląd / Państwowa Publiczna Biblioteka Naukowo-Techniczna Oddziału Syberyjskiego Rosyjskiej Akademii Nauk, NIOCH Oddziału Syberyjskiego Rosyjskiej Akademii Nauk. Nowosybirsk, 1993. -167 s.

2. Isajewa L.K. Kontrola parametrów chemicznych i biologicznych środowiska. Petersburg: „Centrum informacji ekologicznej i analitycznej„ Sojuz ”, 1998.-869 s.

3. Randtke SJ Usuwanie zanieczyszczeń organicznych przez koagulację i kombinacje procesów pokrewnych // JAWWA. 1988. - Cz. 80, nr 5. - s. 40 - 56.

4. Wytyczne kontroli jakości wody pitnej. T.1. Zalecenia, WHO. -Genewa, 1986.- 125 s.

5. Warthington P. Mikrozanieczyszczenia organiczne w środowisku wodnym // Proc. 5 Int. konf. „Chem. Ochrona środowiska”. 1985. Zakwas 9-13 września. 1985. Amsterdam, 1986.

6. Judanowa L.A. Pestycydy w środowisku. Nowosybirsk: Państwowa Publiczna Biblioteka Naukowo-Techniczna Oddziału Syberyjskiego Akademii Nauk ZSRR, 1989.-140 s.

7. Elpiner LI, Wasiliew p.n.e. Problemy zaopatrzenia w wodę pitną w USA. -M., 1984.

8. SanPiN 2.1.2.1074-01. Zasady i normy sanitarne „Woda pitna. Wymagania higieniczne dotyczące jakości wody w scentralizowanych systemach zaopatrzenia w wodę pitną. Kontrola jakości.”, zatwierdzone przez Państwowy Komitet Nadzoru Sanitarno-Epidemiologicznego Rosji. M., 2000

9. Substancje szkodliwe w przemyśle. 4.1 Wyd. 6, reż. L., Wydawnictwo „Chemia”, 1971, 832 s.

10. Substancje rakotwórcze: Podręcznik / Per. z angielskiego / wyd. PNE. Turusow. M., 1987, 333 s.

11. Szkodliwe chemikalia. Węglowodory. Halogenowe pochodne węglowodorów. Racja, wyd. / wyd. VA Filova-L.: Chemia, 1989.-732 s.

12. G. Fellenberg Zanieczyszczenie środowiska. Wprowadzenie do chemii środowiska; Za. z nim. M.: Mir, 1997. - 232 s.

Wiele rodzajów ścieków zawiera substancje gnijące, z wyjątkiem niektórych ścieków przemysłowych, które składają się głównie z chemicznie toksycznych składników. Gnijąca substancja, taka jak mięso czy krew, ma charakter organiczny i podlega uniwersalnemu prawu natury – rozkładowi, prowadzącemu ostatecznie do mineralizacji. Ponieważ, podobnie jak w przypadku psucia się mięsa opisanego powyżej, proces rozkładu jest stymulowany i podtrzymywany przez enzymy autolityczne, wiele z powyższego dotyczy zarówno ścieków, jak i mięsa. Różnica, na którą należy zwrócić uwagę już ze względu na nierówne stężenie substancji ulegającej rozkładowi – w pierwszym przypadku zbitego mięsa, w drugim – emulsji itp., nie dotyczy charakteru procesu rozkładu. , nawet jeśli te ostatnie występują w ściekach zakładów recyklingu, gdzie wcześniej w sumie obróbka cieplna odbywa się poprzez fizyczne działanie przegrzanej pary (rozkład przez gotowanie). Część mikroorganizmów tworzących przetrwalniki przeżywa podczas sterylizacji i bierze udział w procesie rozkładu. W tym przypadku następuje procentowy spadek biochemicznego zapotrzebowania na tlen.

W przeciwieństwie do wysiłków podejmowanych w określonym momencie w celu przerwania procesu rozkładu surowców w przedsiębiorstwach zajmujących się recyklingiem w celu zachowania paszy, wszystkie wysiłki w oczyszczaniu ścieków mają na celu osiągnięcie, poprzez dostarczanie tlenu, szybka i całkowita mineralizacja składników organicznych. Jeśli proces mineralizacji jest hamowany, na przykład przez zwiększoną zawartość tłuszczu w ściekach, temu niepożądanemu efektowi przypominającemu konserwację należy przeciwdziałać ze szczególną energią (Randolph, 1977).

Oczyszczanie ścieków to przede wszystkim sedymentacja z tworzeniem osadu gnilnego, a także rozkładowa aktywność mikroorganizmów podczas aerobiozy (osad czynny). Osad gnilny w czasie beztlenowej ekspozycji na działanie mikroorganizmów ulega odwodnieniu, natomiast płatki osadu czynnego wspomagają wszystkie biologiczne procesy oczyszczania ścieków. ( zbiornik metanu, sedymentacja, studnia Emschera), a następnie do utrzymania aerobiozy przez długi czas, wręcz przeciwnie, potrzebne są złożone struktury techniczne (biofiltry, stawy utleniające, obwody aktywujące, kaskady).

Dostarczanie tlenu jest istotnym warunkiem namnażania się drobnoustrojów rozkładających materię organiczną zawartą w ściekach. Ponadto zmniejsza się liczba drobnoustrojów (chęć do beztlenowców), jeśli zużyty tlen nie jest stale i regularnie zastępowany nowym (bakterie i grzyby są C-heterotroficzne). Na tym polega ich zdolność do rozkładania materii organicznej. Ta funkcja drobnoustrojów jest ważną częścią systemu ekologicznego, w ramach którego należy rozpatrywać ścieki i ich oczyszczanie, a także biologiczne samooczyszczanie rzek i jezior. Bakterie w naturalnych zbiornikach wodnych i ściekach są „zaspokojone” niewielkimi stężeniami składników odżywczych. 39 z 47 rodzin bakterii ma swoich przedstawicieli w mikroflorze zbiorników wodnych i ścieków (Reinheimer, 1975). Występują tu również grzyby, które również absorbują materię organiczną, ponieważ są C-heterotroficzne. Większość grzybów potrzebuje również wolnego tlenu. Pieczarki charakteryzują się dużą tolerancją pH i często stosunkowo dużym zakresem temperatur, w których mogą istnieć (pH 3,2-9,6; temperatura 1-33°C). Grzyby rozkładają białko, cukier, tłuszcz, skrobię, pektyny, hemicelulozę, celulozę, chitynę i ligninę. Liczba saprofitów w stosunku do ogólnej liczby drobnoustrojów w ujęciach silnie zanieczyszczonych waha się od 1:5 do 1:100, natomiast w zbiornikach oligotroficznych od 1:100 do 1:1000. Temperatura ścieków i ich wysycenie białkami mają silny wpływ na okres regeneracji bakterii heterotroficznych oraz na skład flory bakteryjnej. Najpierw w ściekach pojawiają się saprofity, potem drobnoustroje rozkładające celulozę, a na końcu bakterie nitryfikacyjne, których jest najwięcej. Każdy mililitr ścieków bytowych może zawierać od 3 do 16 milionów bakterii, w tym dziesiątki, a nawet setki tysięcy bakterii coli. Takie ścieki zawierają szeroki zakres Enterobakterie. Zanieczyszczone ścieki, bogate w materię organiczną, łatwo wzbogacają się zwłaszcza w chlamydobakterie Sphaerotilus natans, co może następnie prowadzić do zjawiska zwanego wymuszaniem grzybów. Saprofity różnią się od drobnoustrojów chorobotwórczych w szczególności tym, że te pierwsze rozkładają tylko nieożywioną materię organiczną, podczas gdy te drugie rozkładają także żywe tkanki. W tym przypadku patogeny przygotowują pole działania dla saprofitów, niszcząc żywe tkanki w całości lub w części. Biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT) to ilość tlenu, jakiej mikroorganizmy wymienionych gatunków potrzebują do rozkładu szkodliwych substancji organicznych w ściekach pochodzących zarówno z recyklingu, jak i innych przedsiębiorstw. Oczywiste jest, że zwiększone zapotrzebowanie mikroorganizmów na tlen świadczy o zanieczyszczeniu ścieków. Mierząc biochemiczne zapotrzebowanie na tlen w okresie pięciodniowym (BZTb), można określić lub w przybliżeniu oszacować zarówno stopień zanieczyszczenia ścieków szkodliwymi substancjami organicznymi, jak i jakość funkcjonowania samego systemu oczyszczania. Uzyskane w ten sposób dane można uzupełnić o określenie chemicznego zapotrzebowania substancji na tlen, danych o ilości wytrąconych substancji oraz ich zdolności do rozpadu. Wskazane jest, aby zawsze określić wartość pH oraz, jeśli to konieczne, także liczbę i rodzaj najczęściej reprezentowanych bakterii (patrz strona 193 i nast.).

DONIECKI NARODOWY UNIWERSYTET

WYDZIAŁ CHEMICZNY

KATEDRA CHEMII ORGANICZNEJ

Wstęp………………………………...3

Przegląd literatury. Klasyfikacja i właściwości

ścieki………………………..……5

Stan skupienia ścieków…………………………….8

Skład ścieków……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………..10 Zanieczyszczenie bakteryjne ścieków………………………..11

Zbiornik jako odbiornik ścieków……………………………..11

Metody czyszczenia styropianu…………………………………12

Mechaniczne czyszczenie PSV……………………………………..13

Czyszczenie fizyczne i chemiczne PSV…………………………14

Analiza chemiczna PSV………………………………………..16

Oznaczanie substancji organicznych

metoda chromatograficzna………………………..18

Oznaczanie związków organicznych

metoda spektrometrii masowej………………………….……….19

Chemiczne metody badań analitycznych ………………………………20

Część praktyczna.

Metoda chromatografii gazowej……………………………..24

Metoda spektroskopii masowej……………..26

Wnioski ……………………………...27

Referencje………………………..28

Wstęp

Woda to najcenniejszy zasób naturalny. Odgrywa wyjątkową rolę w procesach metabolicznych, które stanowią podstawę życia. Woda ma ogromne znaczenie w produkcji przemysłowej i rolnej. Powszechnie wiadomo, że jest niezbędna dla codziennych potrzeb człowieka, wszystkich roślin i zwierząt. Dla wielu żywych istot służy jako siedlisko. Rozwój miast, szybki rozwój przemysłu, intensyfikacja rolnictwa, znaczna ekspansja gruntów nawadnianych, poprawa warunków kulturowych i życia oraz szereg innych czynników w coraz większym stopniu komplikuje problemy zaopatrzenia w wodę.

Zapotrzebowanie na wodę jest ogromne i z roku na rok wzrasta. Roczne zużycie wody na świecie dla wszystkich rodzajów zaopatrzenia w wodę wynosi 3300-3500 km3. Jednocześnie 70% całkowitego zużycia wody zużywane jest w rolnictwie. Dużo wody zużywa przemysł chemiczny, celulozowo-papierniczy, hutnictwo żelaza i metali nieżelaznych. Rozwój energetyki prowadzi również do gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na wodę. Znaczna ilość wody zużywana jest na potrzeby przemysłu hodowlanego, a także na potrzeby bytowe ludności. Większość wody po jej zużyciu na potrzeby gospodarstw domowych wraca do rzek w postaci ścieków.

Niedobór słodkiej wody już staje się problemem globalnym. Stale rosnące zapotrzebowanie przemysłu i rolnictwa na wodę zmusza wszystkie kraje, naukowców świata do poszukiwania różnych sposobów rozwiązania tego problemu.

Na obecnym etapie określa się następujące obszary racjonalnego wykorzystania zasobów wodnych: pełniejsze wykorzystanie i rozszerzona reprodukcja zasobów słodkiej wody; opracowanie nowych procesów technologicznych zapobiegających zanieczyszczeniu zbiorników wodnych i minimalizujących zużycie słodkiej wody.

Szybki rozwój przemysłu powoduje konieczność przeciwdziałania negatywnemu wpływowi ścieków przemysłowych (ISW) na zbiorniki wodne. Ze względu na skrajne zróżnicowanie składu, właściwości i natężenia przepływu ścieków z zakładów przemysłowych konieczne jest zastosowanie specyficznych metod oraz urządzeń do miejscowego, wstępnego i całkowitego oczyszczania tych wód. Jednym z głównych kierunków postępu naukowo-technicznego jest tworzenie niskoodpadowych i bezodpadowych procesów technologicznych.

Celem pracy jest zapoznanie się z danymi literaturowymi dotyczącymi metod oczyszczania ścieków.

Przegląd literatury
1.1.Klasyfikacja i właściwości ścieków
Zanieczyszczone ścieki pochodzenia mineralnego, organicznego i bakteryjnego dostają się do sieci kanalizacyjnej.

Zanieczyszczenia mineralne obejmują: piasek; cząsteczki gliny; cząstki rudy i żużla; sole, kwasy, zasady i inne substancje rozpuszczone w wodzie.

Zanieczyszczenia organiczne są pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Do warzyw obejmują pozostałości roślin, owoców, warzyw i zbóż, papier, oleje roślinne, substancje humusowe i inne. Głównym pierwiastkiem chemicznym, który jest częścią tych zanieczyszczeń, jest węgiel. Do zanieczyszczeń pochodzenia zwierzęcego obejmują fizjologiczne wydzieliny zwierząt i ludzi, pozostałości tkanki mięśniowej i tłuszczowej zwierząt, kwasy organiczne i inne. Głównym pierwiastkiem chemicznym tych zanieczyszczeń jest azot. Woda użytkowa zawiera około 60% zanieczyszczeń organicznych i 40% substancji mineralnych. W PSV proporcje te mogą być różne i różnić się w zależności od rodzaju przetwarzanych surowców i procesu produkcyjnego.

na zanieczyszczenie bakteryjne obejmują żywe mikroorganizmy - drożdże i grzyby pleśniowe oraz różne bakterie. Ścieki domowe zawierają takie chorobotwórcze bakterie (patogenne) - patogeny duru brzusznego, paratyfusu, czerwonki, wąglika itp., A także jaja robaków (robaki), które dostają się do ścieków z wydzielinami ludzkimi i zwierzęcymi. Patogeny są również zawarte w niektórych PSV. Na przykład w ściekach z garbarni, zakładów wstępnej obróbki wełny itp.

W zależności od pochodzenia, składu i cech jakościowych zanieczyszczeń (zanieczyszczeń), ścieki dzielą się na 3 główne kategorie: domowe (gospodarcze i fekalia), przemysłowe (przemysłowe) i atmosferyczne.
Ścieki bytowe obejmują wodę usuwaną z toalet, łazienek, pryszniców, kuchni, łaźni, pralni, stołówek, szpitali. Zanieczyszczone są głównie ściekami fizjologicznymi i odpadami z gospodarstw domowych.
Ścieki przemysłowe to wody wykorzystywane w różnych procesach technologicznych (np. do mycia surowców i wyrobów gotowych, chłodzenia agregatów cieplnych itp.), a także wody wypompowywane na powierzchnię ziemi podczas wydobycia. Ścieki przemysłowe z wielu gałęzi przemysłu są zanieczyszczane głównie odpadami produkcyjnymi, które mogą zawierać substancje toksyczne (np. elementy; niektóre odpady mają określoną wartość (jako surowce wtórne). W zależności od ilości zanieczyszczeń ścieki przemysłowe dzieli się na zanieczyszczone, poddawane wstępnemu oczyszczeniu przed wpuszczeniem do zbiornika (lub przed ponownym użyciem) oraz warunkowo oczyszczone (lekko zanieczyszczone), wprowadzane do zbiornika (lub ponownie wykorzystane w produkcji) bez oczyszczania .
Ścieki atmosferyczne - woda deszczowa i roztopowa (powstająca w wyniku topnienia lodu i śniegu). Zgodnie z jakościową charakterystyką zanieczyszczeń do tej kategorii zalicza się również wody pochodzące z podlewania ulic i terenów zielonych. Ścieki atmosferyczne zawierające głównie zanieczyszczenia mineralne są mniej niebezpieczne pod względem sanitarnym niż ścieki bytowe i przemysłowe.
Stopień zanieczyszczenia ścieków ocenia się na podstawie stężenia zanieczyszczeń, czyli ich masy na jednostkę objętości (w mg/l lub g/m3).
Skład ścieków bytowych jest mniej więcej jednolity; stężenie zanieczyszczeń w nich zależy od ilości zużywanej wody wodociągowej (na mieszkańca), czyli od tempa zużycia wody. Zanieczyszczenia ścieków bytowych dzieli się zazwyczaj na: nierozpuszczalne, tworzące duże zawiesiny (w których wielkość cząstek przekracza 0,1 mm) lub zawiesiny, emulsje i pianki (w których wielkość cząstek mieści się w zakresie od 0,1 mm do 0,1 μm), koloidalne (o wielkości cząstek od 0,1 μm do 1 nm), rozpuszczalne (w postaci molekularnie rozproszonych cząstek o wielkości poniżej 1 nm).
Występują zanieczyszczenia ścieków bytowych: mineralne, organiczne i biologiczne. Zanieczyszczenia mineralne obejmują piasek, cząstki żużla, cząsteczki gliny, roztwory soli mineralnych, kwasy, zasady i wiele innych substancji. Zanieczyszczenia organiczne są pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Pozostałości roślinne obejmują pozostałości roślin, owoców, warzyw, papieru, olejów roślinnych itp. Głównym pierwiastkiem chemicznym zanieczyszczeń roślin jest węgiel.
Zanieczyszczenia pochodzenia zwierzęcego to fizjologiczne wydzieliny ludzi i zwierząt, pozostałości tkanek zwierzęcych, substancje klejące itp. Charakteryzują się znaczną zawartością azotu. Zanieczyszczenia biologiczne obejmują różne mikroorganizmy, drożdże i pleśnie, drobne algi, bakterie, w tym patogeny (czynniki sprawcze duru brzusznego, paratyfusu, czerwonki, wąglika itp.). Ten rodzaj zanieczyszczeń jest charakterystyczny nie tylko dla ścieków bytowych, ale także dla niektórych rodzajów ścieków przemysłowych powstających np. w zakładach mięsnych, rzeźniach, garbarniach, biofabrykach itp. Ze względu na swój skład chemiczny są zanieczyszczeniami organicznymi, ale ze względu na zagrożenie sanitarne, jakie stwarzają przedostając się do zbiorników wodnych, wyodrębniono je w osobną grupę.
W ściekach bytowych substancje mineralne zawierają około 42% (całkowitej ilości zanieczyszczeń), organiczne - około 58%; osadzone zawiesiny stanowią 20%, zawiesiny - 20%, koloidy - 10%, substancje rozpuszczalne - 50%.
Skład i stopień zanieczyszczenia ścieków przemysłowych jest bardzo zróżnicowany i zależy głównie od charakteru produkcji oraz warunków wykorzystania wody w procesach technologicznych.
Ilość wody atmosferycznej jest bardzo zróżnicowana w zależności od warunków klimatycznych, ukształtowania terenu, charakteru zabudowy miejskiej, rodzaju nawierzchni drogowej itp. 1 ha. Roczny odpływ wód opadowych z terenów zabudowanych jest 7-15 razy mniejszy niż z gospodarstw domowych.

1.2 Stan fizyczny ścieków
Stan fizyczny ścieków jest dwojakiego rodzaju:

nierozpuszczony wygląd;

wygląd koloidalny;

rozpuszczone spojrzenie.

nierozwiązany substancje znajdują się w ściekach w postaci gruboziarnistej zawiesiny o wielkości cząstek powyżej 100 mikronów oraz w postaci drobnej zawiesiny (emulsji) o wielkości cząstek od 100 do 0,1 mikrona. Z badań wynika, że w ściekach bytowych ilość nierozpuszczonych zawiesin pozostaje mniej więcej stała i wynosi 65 g/dobę na osobę korzystającą z kanalizacji; z nich 40 g może wytrącić się podczas sedymentacji.

Koloidalny substancje w wodzie mają wielkość cząstek w zakresie od 0,1 do 0,001 mikrona. Na skład fazy koloidalnej ścieków bytowych mają wpływ jej składniki organiczne – białka, tłuszcze i węglowodany oraz produkty ich fizjologicznego oczyszczania. Duży wpływ ma również jakość wody wodociągowej, która zawiera pewną ilość węglanów, siarczanów i żelaza.

Oprócz azotu i węgla ścieki zawierają również duże ilości siarki, fosforu, potasu, sodu, chloru i żelaza. Te pierwiastki chemiczne są częścią substancji organicznych lub mineralnych, które znajdują się w ściekach w stanie nierozpuszczonym, koloidalnym lub rozpuszczonym. Ilość tych substancji wprowadzanych wraz z zanieczyszczeniami do ścieków może być różna i zależy od charakteru formacji.

Jednak w przypadku ścieków bytowych ilość chemikaliów wprowadzanych wraz z zanieczyszczeniem na osobę pozostaje mniej więcej stała. Tak więc na osobę na dzień przypada (g):

Tabela 1. Chemikalia spowodowane przez zanieczyszczenia na osobę

Stężenie tych substancji w ściekach (mg/l) zmienia się w zależności od stopnia rozcieńczenia zanieczyszczeń wodą: im wyższy wskaźnik odprowadzania wody, tym niższe stężenie. Zawartość żelaza i siarczanów w ściekach zależy głównie od ich obecności w wodzie wodociągowej.

Ilość ww., jak i innych składników, które dostają się do OŚ wraz z zanieczyszczeniami, jest bardzo zróżnicowana i zależy nie tylko od ich zawartości w rozcieńczonej wodzie wodociągowej i przetworzonym produkcie, ale także od procesu produkcyjnego, sposobu wprowadzania wody do sieć produkcyjna i inne powody. W związku z tym dla danego rodzaju produkcji możliwe jest ustalenie jedynie przybliżonej ilości zanieczyszczeń zawartych w odprowadzanym EPS. Przy projektowaniu kanalizacji przemysłowej niezbędne jest posiadanie danych z analizy PSV i dopiero w przypadku braku takiej możliwości można wykorzystać dane z podobnych branż.

Skład ścieków

Skład i ilość PSV są różne. Nawet przedsiębiorstwa tego samego typu, takie jak garbarnie, w zależności od charakteru procesu technologicznego, mogą odprowadzać ścieki o różnym składzie iw różnych ilościach.

Niektóre EPS zawierają nie więcej niż domowe zanieczyszczenia, ale inne znacznie więcej. I tak woda z zakładów przeróbki rudy zawiera do 25 000 mg/l cząstek zawieszonych, z pralni wełny – do 20 000 mg/l.

EPS dzielą się na warunkowo czyste i zanieczyszczone. Wody warunkowo czyste to częściej te, które były używane do chłodzenia; prawie się nie zmieniają, a jedynie nagrzewają.

Zanieczyszczone wody przemysłowe dzieli się na grupy zawierające określone zanieczyszczenia: a) głównie mineralne; b) głównie organiczny, mineralny; c) substancje organiczne, toksyczne.

EPS, w zależności od stężenia zanieczyszczeń, może być silnie skoncentrowany i słabo skoncentrowany. W zależności od czynnego odczynu wody, wody przemysłowe dzielą się ze względu na stopień agresywności na lekko agresywne (lekko kwaśne o pH = 6–6,6 i lekko zasadowe o pH = 8–9) oraz wysoce agresywne (o pH 9).

Zanieczyszczenie bakteryjne ścieków

Florę i faunę ścieków reprezentują bakterie, wirusy, bakteriofagi, robaki i grzyby. W ściekach znajduje się ogromna ilość bakterii: w 1 ml ścieków może ich być nawet 1 miliard.

Większość z tych bakterii należy do kategorii bakterii nieszkodliwych (bakterie saprofityczne), które namnażają się na martwej pożywce organicznej, ale są też takie, które namnażają się i żyją na żywej materii (bakterie chorobotwórcze), niszcząc organizm żywy w ciągu swojego życia. Mikroorganizmy chorobotwórcze występujące w ściekach miejskich to patogeny duru brzusznego, paratyfusu, czerwonki, gorączki wodnej, tularemii itp.

Obecność w niej szczególnego rodzaju bakterii – grupy Escherichia coli – świadczy o zanieczyszczeniu wody bakteriami chorobotwórczymi. Bakterie te nie są chorobotwórcze, jednak ich obecność świadczy o tym, że w wodzie mogą znajdować się również bakterie chorobotwórcze. Aby ocenić stopień zanieczyszczenia wody bakteriami chorobotwórczymi należy określić czy – miano, tj. najmniejsza ilość wody na ml, która zawiera jedną Escherichia coli. Tak więc, jeśli miano Escherichia coli wynosi 100, oznacza to, że 10 ml badanej wody zawiera jedną Escherichia coli. Przy mianie 0,1 liczba bakterii w 1 ml wynosi 10 i tak dalej. W przypadku ścieków komunalnych miano Escherichia coli zwykle nie przekracza 0,000001. Czasami określają, czy - indeks, czy liczba E. coli w 1 litrze wody.

Akwen jako odbiornik ścieków

Większość ścieków trafia do zbiorników wodnych. Ścieki muszą być częściowo lub całkowicie oczyszczone przed odprowadzeniem do zbiornika. W zbiorniku jest jednak pewien zapas tlenu, który można częściowo wykorzystać do utleniania materii organicznej, która trafia do niego wraz ze ściekami; zbiornik ma pewne właściwości oczyszczające, tj. w nim przy pomocy mikroorganizmów - mineralizatorów substancje organiczne mogą ulec utlenieniu, ale zawartość rozpuszczonego tlenu w wodzie spadnie. Wiedząc o tym, możliwe jest zmniejszenie stopnia oczyszczenia ścieków na oczyszczalniach przed ich odprowadzeniem do zbiornika.

Nie należy przeceniać zdolności zbiorników wodnych, w szczególności rzek, do przyjmowania dużych mas ścieków, nawet jeśli bilans tlenowy pozwala na taki zrzut bez końcowego oczyszczania. Każdy, nawet niewielki zbiornik wodny służy do kąpieli masowych i ma znaczenie architektoniczne, dekoracyjne i sanitarne.

Metody czyszczenia EPS

PSV są zwykle podzielone na 3 główne grupy:

Czysta woda, zwykle używana do chłodzenia;
Woda lekko zanieczyszczona lub warunkowo czysta, pochodząca z mycia wyrobów gotowych;
Brudne wody.

Czyste i mało zanieczyszczone wody mogą być kierowane do systemu recyklingu wody lub wykorzystywane do rozcieńczania zanieczyszczonych wód w celu zmniejszenia stężenia zanieczyszczeń. Często przed zejściem do zbiornika stosuje się oddzielne odprowadzanie PSV i oddzielne oczyszczanie tych wód tą lub inną metodą. Jest to uzasadnione ekonomicznie.

Do czyszczenia PSV stosuje się następujące metody:

czyszczenie mechaniczne.
Czyszczenie fizyczne i chemiczne.
Czyszczenie chemiczne.
Czyszczenie biologiczne.

Gdy są stosowane razem, metoda oczyszczania i usuwania ścieków nazywana jest kombinacją. Zastosowanie określonej metody w każdym konkretnym przypadku jest uwarunkowane charakterem zanieczyszczenia i stopniem szkodliwości zanieczyszczeń.
1.6.1. Mechaniczne czyszczenie PSV
Mechaniczne oczyszczanie PSV ma na celu wyizolowanie z nich nierozpuszczonych i częściowo koloidalnych zanieczyszczeń. Mechaniczne metody oczyszczania obejmują: a) filtrowanie; b) podtrzymywanie; c) filtrowanie; d) usuwanie nierozpuszczonych zanieczyszczeń w hydrocyklonach i wirówkach.

Naciągnięcie służy do izolowania dużych substancji pływających i mniejszych, głównie zanieczyszczeń włóknistych z cieczy odpadowej. Siatki służą do oddzielania dużych substancji, a sita do mniejszych. We wszystkich oczyszczalniach należy zamontować kratki do wstępnego oczyszczania. Jako niezależne urządzenia stosowane są sita, po przejściu przez które PSV może być zrzucane do zbiornika lub do miejskiej sieci kanalizacyjnej.

osiedlając się nierozpuszczone i częściowo koloidalne zanieczyszczenia pochodzenia mineralnego i organicznego są izolowane z PSV. Dzięki sedymentacji możliwe jest oddzielenie ze ścieków zarówno cząstek o ciężarze właściwym większym od ciężaru właściwego wody (tonące), jak i o mniejszym ciężarze właściwym (pływające). Osadniki do oczyszczania ścieków ściekowych mogą być samodzielnymi obiektami, w których kończy się proces oczyszczania lub przeznaczone wyłącznie do wstępnego oczyszczania. Do izolowania tonących nierozpuszczalnych zanieczyszczeń stosuje się osadniki poziome i promieniowe, które swoją konstrukcją niewiele różnią się od osadników stosowanych do klarowania ścieków bytowych.

Filtrowanie służy do zatrzymania materii zawieszonej, która nie osiadła podczas osadzania. Stosowane są filtry piaskowe, filtry diatomitowe oraz filtry siatkowe z warstwą filtracyjną.

Filtry piaskowe stosowany przy niskiej zawartości ciał stałych. Dobrze sprawdziły się filtry dwuwarstwowe. Dolna warstwa wsadu to piasek o uziarnieniu 1-2 mm, a górna warstwa to wióry antracytowe. Ścieki są doprowadzane od góry, następnie dostarczana jest woda do mycia i odprowadzana brudna woda.

filtry z ziemi okrzemkowej. W filtrach tych ścieki są filtrowane przez cienką warstwę ziemi okrzemkowej nakładanej na porowate powierzchnie. Jako materiały porowate stosuje się ceramikę, metalową siatkę i tkaninę. Stosowane są również sztuczne kompozycje proszkowe ziemi okrzemkowej o dużej zdolności adsorpcyjnej. Takie filtry zapewniają wysoki efekt czyszczenia.

Hydrocyklony służy do klarowania ścieków i zagęszczania osadów. Są otwarci i natarczywi. Otwarte hydrocyklony służą do izolacji osadów strukturalnych i gruboziarnistych zanieczyszczeń pływających ze ścieków. Hydrocyklony ciśnieniowe służą do oddzielania od ścieków tylko i wyłącznie odpornych na kruszywo gruboziarnistych zanieczyszczeń strukturalnych. Hydrocyklony otwarte są dostępne bez urządzeń wewnętrznych, z membraną i cylindryczną przegrodą oraz są wielopoziomowe. Te ostatnie służą do izolowania ciężkich, niezbrylających się zanieczyszczeń gruboziarnistych i produktów ropopochodnych.
1.6.2. Czyszczenie fizyczne i chemiczne PSV

Fizyczne i chemiczne metody czyszczenia obejmują: a) ekstrakcję; b) sorpcja; c) krystalizacja; d) flotacja.

A) ekstrakcja. Istota metody ekstrakcji do oczyszczania ścieków przemysłowych jest następująca. Gdy miesza się wzajemnie nierozpuszczalne ciecze, zawarte w nich zanieczyszczenia są rozprowadzane w tych cieczach zgodnie z ich rozpuszczalnością.

Jeśli ścieki zawierają fenol, wodę można zmieszać z benzenem (rozpuszczalnikiem), w którym fenol rozpuszcza się w znacznie większym stopniu, aby go wyizolować. W ten sposób, sukcesywnie działając benzenem na wodę, można uzyskać prawie całkowite usunięcie fenolu z wody.

Jako rozpuszczalniki zwykle stosuje się różne substancje organiczne: benzen, czterochlorek węgla itp.

Ekstrakcja prowadzona jest w metalowych zbiornikach-odciągach mających postać kolumn z dyszami. Rozpuszczalnik jest dostarczany od dołu, którego ciężar właściwy jest mniejszy niż ciężar właściwy wody, w wyniku czego rozpuszczalnik unosi się. Zanieczyszczone ścieki są podawane od góry. Warstwy wody, napotykając na swojej drodze rozpuszczalnik, stopniowo wydzielają zanieczyszczenia wody. Oczyszczona woda jest odprowadzana od dołu. W szczególności tę technikę można zastosować do oczyszczania PSV zawierającego fenol.

B) Sorpcja. Proces ten polega na tym, że zanieczyszczenia z cieczy odpadowej są absorbowane przez ciało stałe (adsorpcja), osadzane na jego aktywnie rozwijanej powierzchni (adsorpcja) lub wchodzą z nim w interakcje chemiczne (chemisorpcja). Do oczyszczania PSV najczęściej stosuje się adsorpcję. W takim przypadku do oczyszczanych ścieków dodaje się pokruszony sorbent (ciało stałe) i miesza ze ściekami. Następnie sorbent nasycony zanieczyszczeniami jest oddzielany od wody przez sedymentację lub filtrację. Częściej oczyszczone ścieki przepuszczane są w sposób ciągły przez filtr wypełniony sorbentem. Jako sorbenty stosuje się: węgiel aktywny, koksik, torf, kaolin, trociny, popiół itp. Najlepszą, ale najdroższą substancją jest węgiel aktywny.

Metodę sorpcyjną można wykorzystać np. do oczyszczania ściekowych ścieków z gazowni zawierających fenol, jak również ZUŚ zawierających arsen, siarkowodór itp.

c) Krystalizacja. Ta metoda czyszczenia może być stosowana tylko wtedy, gdy stężenie zanieczyszczeń w EPS jest znaczne i ich zdolność do tworzenia kryształów. Zwykle wstępnym procesem jest odparowanie ścieków w celu wytworzenia podwyższonego stężenia zanieczyszczeń, przy którym możliwa jest ich krystalizacja. Aby przyspieszyć proces krystalizacji zanieczyszczeń, ścieki są schładzane i mieszane. Odparowanie i krystalizacja ścieków odbywa się zwykle w naturalnych stawach i zbiornikach wodnych. Ta metoda oczyszczania PSV jest nieekonomiczna, dlatego nie była szeroko stosowana.

D) flotacja. Proces polega na unoszeniu się rozproszonych cząstek wraz z pęcherzykami powietrza. Jest z powodzeniem stosowany w wielu gałęziach techniki oraz do oczyszczania PSV. Proces flotacji polega na tym, że cząsteczki nierozpuszczalnych cząstek przywierają do pęcherzyków powietrza i wspólnie unoszą się na powierzchnię. Powodzenie flotacji w dużej mierze zależy od wielkości powierzchni pęcherzyków powietrza oraz od obszaru ich kontaktu z cząstkami stałymi. Aby zwiększyć efekt flotacji, do wody wprowadza się odczynniki.
1.6.3 Analiza chemiczna EPS
Skład ścieków, nawet dobrej jakości, często jest trudny do przewidzenia. Przede wszystkim dotyczy to ścieków po oczyszczaniu chemicznym i biochemicznym, w wyniku którego powstają nowe związki chemiczne. Dlatego co do zasady należy wcześniej sprawdzić przydatność nawet dość dobrze sprawdzonych metod oznaczania poszczególnych składników i schematów analizy.

Główne wymagania dotyczące metod analizy ścieków to wysoka selektywność, w przeciwnym razie mogą wystąpić błędy systematyczne, które całkowicie zniekształcają wynik badania. Mniejsze znaczenie ma czułość analizy, ponieważ możliwe jest pobranie dużych objętości analizowanej wody lub zastosowanie odpowiedniej metody zatężania analitu.

W celu zatężenia oznaczanych składników w ściekach stosuje się ekstrakcję, odparowanie, destylację, sorpcję, współstrącanie oraz zamrażanie wody.

Tabela 2. Schematy separacji składników ścieków o wysokiej zawartości lotnych substancji organicznych.

opcja 1	Próbkę zakwasza się H 2 SO 4 do lekko kwaśnego odczynu, oddestylowuje z parą wodną do uzyskania niewielkiej pozostałości.
	Destylat 1: kwasy lotne i obojętne Zalkalizowano i ponownie oddestylowano z parą wodną do uzyskania małej pozostałości.	Pozostałość 1: nielotne kwasy, aminosiarczany, fenole i substancje obojętne
		Pozostałość 2: sole sodowe lotnych kwasów, fenole
Opcja 2	Próbkę alkalizuje się i oddestylowuje z parą wodną do uzyskania niewielkiej pozostałości.
	Destylat 1: zasady lotne i neutralne	Pozostałość 1: sole lotnych i nielotnych kwasów
	Zakwaszono i oddestylowano z parą wodną aż do uzyskania małej pozostałości.
	Destylat 2: lotne związki obojętne	Pozostałość 2: sole lotnych zasad. Wymieszać i ekstrahować eterem

Tabela 3. Schemat separacji składników ścieków o niskiej zawartości lotnych substancji organicznych

Do próbki (25-100 ml) ścieków dodaje się do nasycenia NaCl i HCl do stężenia ≈ 5%
Ekstrahowano eterem dietylowym
Ekstrakt 1: związki obojętne, kwasy. Potraktowano trzykrotnie 5% roztworem NaOH			Faza wodna 1: dodawać NaOH do pH ≥ 10, ekstrahować kilkakrotnie eterem, ekstrakty połączyć
Faza wodna 2: słabe kwasy (głównie fenole). Nasycać CO2 aż do wytrącenia się NaHCO3, potraktować kilkoma porcjami eteru, ekstrakty połączyć	Warstwa eterowa: substancje obojętne. Suchy suchy. Na2SO4, oddestylowuje się eter, waży suchą pozostałość, rozpuszcza w eterze i przenosi na kolumnę z żelem krzemionkowym. Eluować kolejno alifatycznym izooktanem, aromatycznym benzenem. Z każdego eluatu odparowuje się rozpuszczalnik, waży się pozostałość.		Faza wodna 3: amfoteryczne związki nielotne, lepiej rozpuszczalne w wodzie: niż w eterze. Zobojętnić CH3COOH, ekstrahować kilkoma porcjami eteru, ekstrakty połączyć	Warstwa eterowa: związki zasadowe. Wysuszyć Na2SO4, oddestylować eter, zważyć suchą pozostałość
Warstwę eterową suszy się bezwodnie. Na2SO4, oddestylowuje się eter, waży suchą pozostałość	faza wodna. Eter usuwa się, zakwasza, traktuje kilkoma porcjami eteru		Ekstrakty łączone: substancje amfoteryczne. Wysuszyć Na2SO4, oddestylować eter, zważyć suchą pozostałość.	faza wodna. Zakwaszono do pH 3-4, odparowano do sucha. Pozostałość odpowiednia do oznaczania węgla
	Warstwę eterową suszy się Na2SO4, eter oddestylowuje się. Reszta jest ważona.	Fazę wodną odrzuca się

1.6.3.1 Oznaczanie substancji organicznych metodą chromatograficzną
Benzyna, nafta, oleje opałowe i smarowe, benzen, toluen, kwasy tłuszczowe, fenole, pestycydy, syntetyczne detergenty, metaloorganiczne i inne związki organiczne dostają się do wód powierzchniowych ze spływu. Materia organiczna w próbkach ścieków pobranych do analizy jest łatwo zmieniana przez procesy chemiczne i biochemiczne, dlatego pobrane próbki powinny być analizowane jak najszybciej. w tabeli. Na rysunkach 2 i 3 przedstawiono schematy separacji substancji organicznych obecnych w ściekach.

Do identyfikacji i oznaczania ilościowego szeroko stosowane są różne metody chromatograficzne - chromatografia gazowa, kolumnowa, cieczowa, chromatografia bibułowa, chromatografia cienkowarstwowa. Do oznaczania ilościowego najbardziej odpowiednią metodą jest chromatografia gazowa.

Jako przykład rozważ definicję fenoli. Związki te powstają lub są wykorzystywane w procesach rafinacji ropy naftowej, produkcji papieru, barwników, leków, materiałów fotograficznych i żywic syntetycznych. Fizyczne i chemiczne właściwości fenoli sprawiają, że stosunkowo łatwo jest je oznaczać metodą chromatografii gazowej.
1.6.3.2 Oznaczanie związków organicznych metodą spektrometrii mas
W analizie ścieków możliwości spektrometrii mas są szczególnie istotne w zakresie identyfikacji związków o nieznanej budowie oraz analizy złożonych mieszanin, oznaczania mikroskładników na tle substancji towarzyszących, których stężenie jest o rzędy wielkości wyższe od stężeń ustalane są składniki. Odpowiednie są tutaj GLC z MS, tandem MS, kombinacja HPLC i MS do analizy substancji nielotnych, a także metody „miękkiej jonizacji” i selektywnej jonizacji.

Resztkowe ilości polietoksylatów oktylofenolu w ściekach, produkty ich biodegradacji oraz produkty chlorowania powstające podczas biologicznego oczyszczania i dezynfekcji ścieków można oznaczać metodą GLC-MS z EI lub jonizacją chemiczną.

Potrzeba analizy związków o różnej lotności znalazła odzwierciedlenie w schemacie analizy śladowych ilości związków organicznych zawartych w ściekach po oczyszczeniu na oczyszczalni. W tym przypadku GLC zastosowano do oznaczeń ilościowych, a analizę jakościową przeprowadzono przy użyciu GC-MS. Związki wysoce lotne - halowęglowodory C 1 - C 2 ekstrahowano pentanem z 50 ml próbki wody; 5 µl ekstraktu wstrzyknięto do kolumny 2mx4 mm z 10% skwalanem na Chromosorb W-AW w 67°C; gaz nośny - mieszanina argonu i metanu; detektor wychwytu elektronów z 63 Ni. Jeśli konieczne było oznaczenie chlorku metylenu, wówczas eluujący nim pentan zastępowano oktanem, który eluował później. Jako wzorzec wewnętrzny zastosowano 1,2-dibromoetan. Aromatyczną grupę węglowodorową określono za pomocą analizy przestrzeni nad roztworem w pętli zamkniętej.

Połączenie różnych metod jonizacji umożliwia bardziej wiarygodną identyfikację różnych składników zanieczyszczenia ścieków. Do ogólnej charakterystyki substancji organicznych obecnych w ściekach i osadach ściekowych stosuje się połączenie GC i MS z jonizacją EI i CI. Związki organiczne dające się ekstrahować ze ścieków heksanem poddano chromatografii na żelu krzemionkowym, eluując heksanem, chlorkiem metylenu i eterem. Otrzymane frakcje analizowano na układzie składającym się z chromatografu gazowego z rurką kapilarną o długości 25 m, połączonego ze źródłem jonów w postaci dwuogniskowego spektrometru mas. Temperaturę kolumny zaprogramowano od 40 do 250°C z szybkością 8°C/min. Na podstawie czasów retencji metodą chromatografii gazowej oraz widm masowych EI i CI zidentyfikowano 66 związków. Wśród tych związków były chlorowcowane metoksybenzeny, dichlorobenzen, heksachlorobenzen, metylowany triklosan, oksadiazon itp. Metoda ta umożliwiła również półilościową ocenę stężeń tych związków.
1.6.3.3 Badania chemiczne metody analizy
HNU Systems Inc. Produkują zestawy testowe do oznaczania ropy naftowej, paliw palnych, olejów odpadowych w glebie i wodzie. Metoda opiera się na alkilowaniu Friedela-Craftsa węglowodorów aromatycznych występujących w produktach naftowych halogenkami alkilowymi z wytworzeniem produktów barwnych:

Jako katalizator stosuje się bezwodny chlorek glinu. Podczas analizy wody ekstrakcję przeprowadza się z 500 ml próbki. W zależności od oznaczanego składnika pojawiają się następujące kolory ekstraktu:

Benzen - od żółtego do pomarańczowego;
Toluen, etylobenzen, ksylen - od żółto-pomarańczowego do jasnopomarańczowego;
Benzyna - od beżowego do czerwono-brązowego;
Olej napędowy - od beżowego do zielonego.

Skale barw sporządza się dla wody w przedziałach 0,1 - 1 - 5 - 10 - 20 - 50 - 100 mg/l.

W analizie testowej fenol i jego pochodne są określane głównie przez tworzenie barwnika azowego. Najbardziej powszechna jest następująca metoda: pierwszym etapem jest diazowanie pierwszorzędowej aminy aromatycznej azotynem sodu w środowisku kwaśnym, co prowadzi do powstania soli diazoniowej:
ArNH 2 + NaNO 2 + 2HCl → + Cl ¯ + NaCl + 2H 2 O,
Drugim etapem jest połączenie soli diazoniowej z fenolami w środowisku alkalicznym, prowadzące do powstania związku azowego:
+ Cl ¯ + Ph–OH → ArN=N–Ph–OH + HCl
Jeśli pozycja pary jest zamknięta, to utworzona o- związek azowy:

Sprzęganie azowe ze związkami hydroksylowymi, najbardziej aktywnymi w postaci anionów fenolanowych, prawie zawsze przeprowadza się przy pH 8–11. Sole diazoniowe

W roztworze wodnym są one niestabilne i stopniowo rozkładają się do fenoli i azotu, dlatego główna trudność w tworzeniu metod badawczych do oznaczania fenoli i amin polega właśnie na uzyskaniu stabilnych związków diazowych.

Jako stabilny podczas przechowywania odczynnik do oznaczania fenolu zaproponowano złożoną sól tetrafluoroboranu 4-nitrofenylodiazoniowego (NDF):
O 2 N – Ph – NH 2 + BF 4 → BF 4
W celu oznaczenia fenolu do 1 ml analizowanej cieczy dodaje się 1 kwadrat bibuły nasączonej NDP i 1 kwadrat bibuły nasączonej mieszaniną węglanu sodu i chlorku cetylopirydyniowego (CP).

W obecności CP kolor pogłębia się w wyniku tworzenia asocjatu jonowego na zdysocjowanej grupie hydroksylowej:
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 +
Oznaczanie fenolu nie koliduje z 50-krotną ilością aniliny. Nie ingerować w oznaczanie 2,4,6-podstawionego fenolu, 2,4-podstawionego 1-naftolu i 1-podstawionego 2-naftolu. Zakresy oznaczonych zawartości fenolu: 0,05 - 0,1 - 0,3 - 0,5 - 1 - 3 - 5 mg/l. Opracowane testy posłużyły do oznaczania fenolu w ściekach.

Większość metod testowych wykorzystuje 4-aminoantypirynę jako odczynnik. Fenol i jego homologi z 4-aminoantypiryną tworzą barwne związki w obecności heksacyjanożelazianu (III) przy pH 10:

Praktycznie nie reagują z n-krezolem 4-aminoantypiryny i para-podstawionymi fenolami, w których grupami podstawnikowymi są grupy alkilowe, benzoilowe, nitro-, nitrozo- i aldehydowe. Zakres oznaczonych zawartości dla systemów NANOCOLOR ® Phenol, Hach Co., CHEMetrics wynosi 0,1 – 5,0 mg/l fenolu.

2. Część praktyczna
2.1 Teoretyczne podstawy metod kontroli jakości czyszczenia IWW
Aby kontrolować jakość czyszczenia IWW, konieczne jest stworzenie specjalnych laboratoriów, na przykład przemysłowego laboratorium sanitarnego.

Ponieważ skład MDW jest dość zróżnicowany, konieczne jest stałe monitorowanie jakości oczyszczania tych wód.

Rozważmy kilka metod oznaczania związków organicznych w ściekach naturalnych.
2.1.1 Metoda chromatografii gazowej
Analizujemy fenol i jego pochodne.

Analizowane ścieki rozcieńcza się równą objętością 1 M roztworu wodorotlenku sodu, ekstrahuje mieszaniną 1:1 eteru dietylowego i naftowego w celu oddzielenia wszystkich innych substancji organicznych zawartych w ściekach od soli sodowych fenoli pozostających w wodzie faza. Fazę wodną oddziela się, zakwasza i wstrzykuje do chromatografu gazowego. Częściej jednak fenole ekstrahuje się benzenem, a otrzymany ekstrakt benzenowy poddaje się chromatografii. Chromatografii można poddać zarówno fenole, jak i ich estry metylowe. Na rysunku przedstawiono chromatogram gazowy ekstraktu benzenowego mieszaniny fenoli otrzymany na szklanej kolumnie o długości 180 cm i średnicy zewnętrznej 6 mm, wypełnionej ciekłą fazą węglowodanową typu apieson L. 70 ml/min. Zastosowano detektor płomieniowo-jonizacyjny. W tych warunkach rozdział pików na chromatogramie jest wystarczająco wyraźny i można go określić ilościowo o- oraz P-chlorofenole, fenol i m-krezol.

Aby oznaczyć niewielką ilość związków organicznych konieczne jest ich wstępne zatężanie metodą sorpcji na węglu aktywnym. W zależności od zawartości związków organicznych może to być od 10 - 20 g do 1,5 kg węgla. Po przepuszczeniu analizowanej wody przez specjalnie oczyszczone substancje musi ona zostać zdesorbowana. W tym celu węgiel drzewny suszy się na miedzianej lub szklanej tacy w atmosferze czystego powietrza, wysuszony węgiel drzewny umieszcza się w kartridżu papierowym pokrytym wełną szklaną i desorbuje odpowiednim rozpuszczalnikiem w aparacie Soxhleta przez 36 lub więcej godzin .

Żaden pojedynczy czysty rozpuszczalnik nie jest w stanie wyekstrahować wszystkich zaabsorbowanych substancji organicznych, dlatego należy stosować sekwencyjne oczyszczanie kilkoma rozpuszczalnikami lub stosować mieszaniny rozpuszczalników. Najbardziej zadowalający odzysk zasorbowanych substancji organicznych uzyskuje się stosując mieszaninę 47% 1,2-dichloropropanolu i 53% metanolu.

Po ekstrakcji rozpuszczalnik oddestylowuje się, pozostałość rozpuszcza się w chloroformie. Jeżeli pozostaje nierozpuszczalna pozostałość, rozpuszcza się ją w kwasie octowym, odparowuje i waży suchą pozostałość. Roztwór chloroformowy rozpuszcza się w eterze, a następnie wyniki analizy przedstawiono w tabeli. 3.
R jest. Rys. 4. Chromatogram gazowy ekstraktu benzenowego mieszaniny fenoli z próbki ścieków: 1 – o-chlorofenol; 2 - fenol; 3 - m-krezol; 4 - p-chlorofenol.
2.1.2 Metoda spektroskopii masowej

Próbkę umieszczono w ekstraktorze, dodano standard wewnętrzny, przykryto filtrem z węglem aktywnym i przedmuchano fazę parową przez filtr przez 30 s w celu usunięcia zanieczyszczeń z powietrza. Następnie umieszczono czysty filtr i ustawiono szybkość przepływu na 1,5 l/min. Po 2 godzinach filtr usunięto i ekstrahowano trzema 7 ul porcjami CS2 i analizowano metodą kapilarnej GLC z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym. Węglowodory chlorowane, pestycydy, polichlorowane bifenyle, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne ekstrahowano heksanem 2 × 15 ml w 1 litrze wody. Fazy rozdzielono po osadzeniu przez co najmniej 6 h. Ekstrakty wysuszono, zatężono do objętości 1 ml w strumieniu azotu i oczyszczono na kolumnie Floricium. Chlorowane węglowodory, pestycydy i bifenyle eluowano 70 ml mieszaniny heksanu i eteru (85:15) i zatężono do 1 ml. Koncentrat analizowano na szklanej kolumnie kapilarnej o długości 50 m z SE-54 z detektorem wychwytu elektronów, nieznane związki identyfikowano metodą GC-MS.

Chlorowane węglowodory parafinowe w szlamach, osadach i innych obiektach środowiskowych oznaczano przez traktowanie próbek kwasem siarkowym i rozdzielanie ich na frakcje o minimalnym zanieczyszczeniu innymi związkami za pomocą chromatografii adsorpcyjnej na Al 2 O 3 . Te frakcje w roztworze heksanu wstrzyknięto na kolumnę chromatograficzną SE-54 o wymiarach 13 m x 0,30 mm. Początkowa temperatura kolumny wynosiła 60°C, po 1 minucie temperatura zaczęła rosnąć z szybkością 10°C/min do 290°C. Pełne widma masowe rejestrowano w zakresie mas od 100 do 600 amu. e. m. co 2s. Granica wykrywalności wynosiła 5 ng, co odpowiadało względnemu stężeniu 10-9.
wnioski
Rozwój struktur środowiskowych nie może być prowadzony bez odpowiedniego uzasadnienia środowiskowego. Podstawą takiego uzasadnienia jest ocena wpływu oczyszczonych ścieków na ujęcia wody. Konieczność prowadzenia prac nad oceną stanu zbiorników i cieków została sformułowana pod koniec ubiegłego stulecia.

Systematyczne analizy jakości wód oczyszczonych i rzecznych rozpoczęło w 1903 r. laboratorium prof. V. R. Williamsa Akademii Rolniczej.

W przemyśle chemicznym planuje się szersze wprowadzenie niskoodpadowych i bezodpadowych procesów technologicznych, które dają największy efekt ekologiczny. Wiele uwagi poświęca się poprawie efektywności oczyszczania ścieków przemysłowych.

Możliwe jest znaczne zmniejszenie zanieczyszczenia wód odprowadzanych przez przedsiębiorstwo poprzez oddzielenie cennych zanieczyszczeń od ścieków, złożoność rozwiązywania tych problemów w przedsiębiorstwach przemysłu chemicznego polega na różnorodności procesów technologicznych i uzyskiwanych produktów. Należy również zauważyć, że główna ilość wody w przemyśle jest wydawana na chłodzenie. Przejście z chłodzenia wodą na chłodzenie powietrzem zmniejszy zużycie wody o 70-90% w różnych gałęziach przemysłu.

Bibliografia

SNiP 2.04.02 - 84. Zaopatrzenie w wodę. Zewnętrzne sieci struktury - M.: Stroyizdat, 1985

2. Lur'e Yu Yu Chemia analityczna ścieków przemysłowych.

Moskwa: Chemia, 1984

3. Novikov Yu. V., Lastochkina K. O., Boldina Z. N. Methods

badania jakości wody w zbiornikach. Wydanie 2,

poprawione i rozszerzone. M., "Medycyna", 1990, 400 s. Z

ilustracje.

4. Yakovlev S. V., Laskov Yu. M. Kanalizacja. wydanie 5.,

poprawione i rozszerzone. Podręcznik dla szkół technicznych. M.,

Strojizdat, 1972, 280 s. z ilustracjami.

5. Zolotov Yu.A., Ivanov VM, Amelin V.G. Testy chemiczne

metody analizy. - M.: Redakcja URSS, 2002. - 304 s.

6. Spektrometria mas zanieczyszczeń środowiska /

RA Chmielnicki, ES Brodinsky. - M.: Chemia, 1990. - 184 s.

7. Morosanova SA, Prokhorova G.V., Semenovskaya E.N.

Metody analizy obiektów przyrodniczych i przemysłowych:

proc. dodatek. - M .: Wydawnictwo Moskwy. Uniw., 1988. 95 s.

Tak, to prawda: woda jest substancją organiczną iw tym sensie jest podstawą wszystkiego. żyjący na ziemi. Mówiąc bardziej aforystycznie, woda to życie, a nie życiew przenośni, ale dosłownie.

Zacznę od prostego stwierdzenia: nauka mówi nam, że istnieje cały świat organiczny w tym zarówno rośliny, jak i zwierzęta, składają się w 80-90% z wody i wszystkich procesówwystępują ponownie przy bezpośrednim udziale tej samej wody. to samofakt niejako mówi nam, że sama woda musi być materią organicznąW związku z tym od razu podkreślę to niezwykle ważne i jednocześnierównie prosty i uznany przez wszystkich bez wyjątku fakt, że narodziny są wszystkimorganizmów naszej planety jest nierozerwalnie związana z wodą. Ja bym to nawet ujął tak:- to specjalnie przekształcona i zorganizowana woda.

Rzeczywiście, nie trzeba mieć siedmiu przęseł czoła, aby zobaczyć to dla każdego żywego organizmu woda jest nie tylko niezbędnym, ale także głównym składnikiemskładnik. Jego ilość w organizmach żywych, z możliwym wyjątkiemmieści się w zakresie od 70 do 99,7% wagowych. Z samego tego faktu, nie mówiąc już o drugimco ważniejsze, oczywiste jest, że woda odgrywa nie tylko dużą rolężywotna aktywność organizmów, co wszyscy bez wyjątku uznają, i roladecydujący, decydujący, fundamentalny. Ale grać taką rolę,sama musi być materią organiczną.

Dziwne jednak okazuje się rzecz: w zasadzie nikt nie kwestionuje nadrzędną rolę wody w życiu wszystkich istot żywych bez wyjątku, a jednakrażąca sprzeczność z taką rolą jest również uznawana przez wszystkich chemicznieskład wody wyrażony wzorem H2O. Ale robiąc to, dobrowolnie lub mimowolnieuznaje się całkowicie absurdalny fakt, a mianowicie, że woda jest tym bezwarunkowym fundamentemcałe życie organiczne — samo w sobie jest materią nieorganiczną, innymi słowy,martwa substancja

Stąd od samego początku nasuwa się twarda alternatywa: albo błędna koncepcja wody jako podstawy wszystkich żywych istot lub błędnaaktualne rozumienie składu chemicznego wody. Pierwsze „albo”natychmiast odrzucić jako pozbawione ziemi pod spodem. Pozostaje drugi„albo”, a mianowicie, że wzór na wodę H2O jest błędny. Brak trzeciej opcjiW tym przypadku nie jest dane i nie może być w zasadzie. A tu już a priori, tj.przed jakimkolwiek doświadczeniem istnieją wszelkie powody, by twierdzić, że woda sama w sobie jest substancjąorganiczny. To właśnie ta (i tylko ta!) jakość może sprawić, że stanie się podstawą wszystkiegożywy. I bez względu na to, jakie argumenty przemawiają przeciwko temu, obecny jest dobrze odżywionyzrelaksowanej nauki, te argumenty są również a priori, to znaczy, oczywiście, sąbłędny. Dopiero wtedy można zadać pytanieZanim przejdę do tego głównego zagadnienia, chciałbym zwrócić uwagęinny niezwykły fakt pod każdym względem, który, jak zobaczymy,ponadto jest bezpośrednio związany z wodą. Fakt jest taki: chemiczniepodstawą każdej żywej substancji, bez wyjątku, jestzwiązki węglowodorowe. Wiadomo, że żywy organizm składa się z kombinacjidość ograniczona liczba pierwiastków chemicznych. Powiedzmy 96% masyLudzkie ciało składa się z wspólnych pierwiastków, takich jak węgiel (C)wodór (H), azot (N) i tlen (O)Tak więc, na początek, pamiętajmy: oprócz wody, inne podstawy wszystkich organicznychzwiązków na ziemi to węglowodany. Są prostezwiązki składające się, powtarzam, z węgla (C), wodoru (H) i tlenu (O)na różne sposoby i są zwykle wyrażane ogólnym wzorem CnH2nOn. Dla tego momentuZwracam szczególną uwagę. Porównując te dwa momenty, możemy już a priorito znaczy przed jakimkolwiek doświadczeniem zresztą ze stuprocentową pewnością powiedząże woda, jako podstawa życia, musi być także węglowodoremmieszanina. A w swojej książce „Odwieczne tajemnice nauki (oczami amatora)”, pochylony na danych dostępnych w nauce konsekwentnie udowadniam, że woda rzeczywiście istniejema wzór nie H2O, ale CH2O, czyli innymi słowy, jest węglowodoremzwiązek chemiczny, a więc materię organiczną. Tylko w tym charakterze, a nieCo innego, może służyć jako podstawa wszelkiego życia na Ziemi.

Teraz o białkach. Są też wyłączne złożone związki organiczne, składające się z tych samych znanych nam pierwiastkówmianowicie węgiel, tlen i wodór. Innymi słowy, możesz całkowiciepowód, by twierdzić, że wszystkie żywe istoty składają się z różnych kombinacji tego samegoelementy, z których składa się sama woda, jeśli oczywiście opierają się na jej formułachCH2O. Fakt ten stawia wszystko na swoim miejscu bez przesady i dodatkowych mas.sztuczne konstrukcje i rekwizyty, służące jedynie do niejako wiązanianiespójny. A więc sprawa jest niewielka: udowodnić, że woda jest naprawdę obecnajest substancją organiczną. Zacznijmy od tego.

Nie trzeba udowadniać, że woda jest nie tylko głównym, ale i jedynym absolutnie niezbędnym podłożem wszystkich żywych istot. Jednak cały sens znowu polega na tymaby woda spełniała taką rolę, sama musi być organicznasubstancja. W tym tkwi cały szkopuł, od czasów współczesnej nauki i późnieja wszyscy ludzie, którzy ślepo wierzą w jej wnioski, nadal wierzą, że woda jestsubstancja nieorganiczna, wszystkie z tą samą dobrze znaną każdemu uczniowi formuła H2O O tę formułę bije się czołem cała światowa nauka od ponad dwustu lat.czas, kiedy francuski chemik Lavoisier powiedział światu, że woda składa się z dwóchpierwiastki - wodór i tlen, z których naturalnie wynikało, że jesubstancja nieorganiczna. Od tego czasu nie tylko wszystkie nienaukowe, ale i coniesamowite, a cały świat naukowy bezwarunkowo w to wierzył (a ponadto wierzy wteraz), o czym w szczególności świadczy ogromna liczba sprzecznychnajbardziej fantastyczne hipotezy i teorie dotyczące pochodzenia życia. Coaby obalić ową "szczęśliwą" wiarę, wymagany jest tutaj przełom, podobny do tego jakidokonał swego czasu Kopernik, wysuwając zamiast niego swój system heliocentrycznyPtolemejska hipoteza geocentrycznaW rzeczywistości pomyśl sam: nie tylko niesamowity, ale wręcz wręczzniechęcający jest fakt, że najprostszymyśl, a mianowicie: jeśli woda stanowi do 90% masy wszystkich żywych organizmów, jeśli bez wody wszystko, co żyje, więdnie i umiera, to czy z tego nie wynika z całą oczywistością, że woda jest podstawą życia, a nie w w jakimś przenośnym, symbolicznym sensie, ale w sensie najbardziej bezpośrednim. Innymi słowy, jako główną przesłankę należy uznać, że sama woda jest substancją organiczną i jako taka jest nie tylko główną, ale jedyną podstawą wszelkiego życia na Ziemi. Jeśli nie ma wody, nie ma (i nie może być!) żadnego życia.

Powtarzam więc jeszcze raz: woda ze swej natury jest substancją organiczną, a jej formuła to nie H2O, ale CH2O, iw tym charakterze jest faktycznie (a nie w przenośni) podstawą wszelkiego życia na Ziemi. Powiem więcej: substancja chemiczna, która w chemii otrzymała nazwę azot (N), jest w rzeczywistości również substancją organiczną (dokładniej ta sama grupa węglowodorowa CH2, która zostanie pokazana poniżej)*. Te dwa wnioski dają podstawy do zupełnie nowego spojrzenia na pochodzenie życia. Życie nie powstało w jakiejś starożytności w jakichś wyjątkowych warunkach, jak nadal uważa świat naukowy. Nie, powstaje nieustannie i dosłownie na naszych oczach, ponieważ jej podstawa, woda, jest zachowana. Powtarzam jeszcze raz: we wszystkich żywych systemach 98% masy przypada na następujące cztery pierwiastki: wodór, węgiel, tlen, azot. Białka, kwasy nukleinowe, krótko mówiąc, wszystkie żywe istoty składają się głównie z tych samych elementów. Ten moment należy traktować jako punkt wyjścia. Formuła białka w ogólnej postaci wygląda następująco: CnH2nOn, czyli w najprostszej wersji – CH2O. I tutaj proszę o uwagę! Jak zapewniają naukowcy, białka i kwasy nukleinowe stanowią aż 98% substancji każdego żywego organizmu. Ale jednocześnie ci sami naukowcy twierdzą, że woda to aż 90% tego samego żywego organizmu. Okazuje się, że białka i woda razem stanowią około 200% substancji żywych organizmów. Ale tak nie może być: niemożliwe jest, aby ten sam organizm składał się w stu procentach z jednej substancji iw stu procentach z innej substancji. Jest tylko jedno wyjście z tej trudnej, jeśli nie delikatnej sytuacji, a mianowicie: uznanie, że sama woda jest substancją organiczną iw tym charakterze jest również podstawą ciał białkowych. W tym przypadku wszystko się układa. Tu pojawia się fundamentalnie ważne pytanie: czy istnieje na Ziemi w stanie wolnym iw objętościach odpowiadających całkowitej masie organizmów żywych taka substancja, która sama składa się z połączenia wodoru, węgla, tlenu i azotu? Odpowiadając na nie, odpowiemy nie tylko na pytanie o pochodzenie życia, ale także na pytanie, jaka jest jego podstawa, jego trwały fundament, pozwalający nie tylko istnieć, ale także nieustannie się reprodukować. A więc: tą substancją jest woda, a jej wzór to nie H2O, ale CH2O. Naturalnie wynika z tego, że to właśnie woda (i nic więcej!) jest substancją zawierającą wszystkie powyższe składniki życia: wodór, tlen, węgiel i azot (to, co właściwie reprezentuje azot, zostanie omówione poniżej). W tym sensie woda nie należy tylko do grupy węglowodanów - stanowi jej podstawę, jej główną masę iw tym charakterze stanowi jedyne zresztą praktycznie niewyczerpane źródło wszelkiego życia na Ziemi. Eliminuje to rażącą sprzeczność między zawartością wody i białek w organizmach żywych, o której była mowa powyżej, ponieważ w proponowanym tutaj wzorze sama woda stanowi naturalną podstawę zarówno białek, jak i kwasów nukleinowych.

Jednak cała intryga polega na tym, że formuła wody Lavoisiera, H2O, stanęła na drodze takiego uznania jako potężna i wciąż nie do pokonania przeszkoda. Z kolei wiara w jego prawdziwość, która przetrwała do dziś, dała początek wielu różnym, czasem najbardziej fantastycznym teoriom i hipotezom dotyczącym powstania życia, którymi pełna jest historia nauk.

Kategorie

Wybór redaktorów

Naturalne zanieczyszczenia organiczne wody. Materia organiczna w ściekach Czym są związki organiczne w wodzie

Wstęp Praca magisterska z biologii, na temat: „Wpływ związków organicznych zawartych w wodach naturalnych na jakość wody pitnej”

Wniosek Praca na temat „Ekologia”, Izvekova, Tatyana Valerievna

Bibliografia Teza z biologii, kandydat nauk chemicznych, Izvekova, Tatyana Valerievna, Ivanovo

Tabela 1. Chemikalia spowodowane przez zanieczyszczenia na osobę

Szukaj

Subskrypcja

Popularne wpisy

Ostatnie notatki