Экология. Рациональное природопользование и безопасность жизнедеятельности. Часть 3
Прозрачность воды характеризует количество
загрязняющих веществ, присутствующих в воде во взвешенном и
коллоидном состояниях.
Наличие в воде мути объясняется недостаточной степенью
удаления грубодиспергированных неорганических и органиче-
ских примесей. Мутность можно определить гравиметрическим
методом, отделив взвеси фильтрованием через плотный фильтр.
Цвет. Качественную оценку цветности воды производят, срав-
нивая ее с дистиллированной водой. Для этого в стаканы из бес-
Цветного стекла наливают исследуемую и дистиллированную воду
и Рассматривают их на фоне белой бумаги при дневном освещении
сбоку и сверху. При наличии окраски указывают цвет воды (на-
пример, слабо-желтый или бурый), а при отсутствии ее воду назы-
вают бесцветной. Количественно цветность воды определяют ме-
ТоДом колориметрии, сравнивая ее со шкалой эталонов, имити-
РУющих эту цветность: платино-кобальтовой и кобальто-дихро-
•«атной.
Сухой остаток характеризует количество нелетучих веществ,
°Держащихся в сточных водах. Его выделяют выпариванием взя-
Ого объема анализируемой воды и определяют гравиметрическим
с ет°Дом. Потери при прокаливании осадка позволяют установить
^еРЖание органических веществ, находящихся в воде во взве-
Ном состоянии. Разность между массой сухого осадка и поте-
й ^и при прокаливании соответствует общей массе содержащихся
минеральных примесей.
189-
Кислотность воды обусловлена присутствием в ней
угольной кислоты, а также других кислот или гидролитически кио
лых солей. Перед сбросом кислых стоков в водоем кислотное/
должна быть нейтрализована. Кислотность сточных вод опредедя
ют титриметрическим методом, используя в качестве индикатор\"
фенолфталеин.
Щелочность воды зависит от присутствия в ней свободных ще_
лочей и гидролитически щелочных солей. Общую щелочность
сточных вод определяют титриметрическим путем титрования
воды соляной кислотой по индикатору метиловому оранжевому.
Степень кислотности или щелочности сточных вод (рН) опреде-
ляют потенциометрически с помощью специальных приборов —
рН-метров. Для этой цели можно применять также колориметри-
ческий метод (метод Михаэлиса), используя для подготовки эта-
лонной шкалы и обработки анализируемой пробы индикаторы
фенолового ряда: р-динитрофенол (интервал рН 2,2—4,0), а-ди-
нитрофенол (рН 2,8—4,5); у-динитрофенол (рН 4,0—5,5), />-нит-
рофенол (рН 5,2—7,0), m-нитрофенол (рН 6,7—8,4).
В случае ионизации воды ее константа диссоциации при 25 °С
Кн 0 очень мала:
Н2О <-> Н+ + ОН\",
*н,о= [Н+][ОН1 = Ю-14 моль2/л2,
Так как [Н+] = [ОН~], концентрация водородных ионов в воде
составляет 10~7 моль/л, значения величины рН колеблются в пре-
делах от 0 до 14. Небольшие значения рН свидетельствуют о нали-
чии кислотной среды. Изменение рН на единицу соответствует
10-кратному изменению [ОН~] и [Н+]; рН = 1, [Н+] = Ю~ ;
рН = 2, [Н+] = 10 и т. д.
Чтобы контролировать реакцию нейтрализации, надо знать,
какое количество кислоты или щелочи надо добавить в раствор 0я
получения необходимого значения рН. Нейтральная вода имеет
РН = 7.
Контроль активной реакции среды сточных вод необходим и
только на выходе из очистных сооружений, но и на входе в них, п°
скольку для обеспечения нормальной жизнедеятельности к
организмов, осуществляющих биохимическую очистку воды,
буется реакция среды, близкая к нейтральной (рН 6,5—8,5). ^
резком отклонении рН от этих значений процесс биохимическ
очистки может нарушиться и даже полностью прекратиться^
190
Окисляемость воды обусловлена наличием в ней органических
ществ и легко окисляющихся неорганических соединений
ff е2+> сульфитов, нитритов, сероводорода и др.) и выражается мас-
оЙ кислорода, потраченного на окисление органических веществ,
держащихся в 1 л воды (мг О2/л). При ее определении в качестве
целителя органических веществ применяют КМпО4 (перманга-
патная окисляемость). Химическая потребность в кислороде
(%Х1К) дает представление о содержании в анализируемой воде ор-
ганических веществ, способных к окислению сильными окисли-
телями, и определяется титриметрически с использованием в ка-
честве окислителя дихромата калия.
Биохимическая потребность в кислороде (БПК) — показатель,
используемый для характеристики степени загрязнения сточных
вод органическими примесями, способными разлагаться микро-
организмами с потреблением кислорода. БПК показывает, какое
количество кислорода (мг О2/л) расходуется аэробными микроор-
ганизмами на окисление органических примесей.
Полное биохимическое окисление органических веществ в
воде требует длительного времени. В лабораторных условиях
обычно определяют биохимическое потребление кислорода за
пять суток (стандартная БПК). Сильнозагрязненные сточные
воды перед определением БПК следует разбавить, чтобы после вы-
держивания пробы в термостате при температуре 20 °С в течение
пять суток еще оставался растворенный кислород (не менее 3—4
мг/л). Сущность метода сводится к тому, что в анализируемой воде
определяют содержание растворенного кислорода до и после тер-
мостатирования. Определение проводят йодометрическим мето-
дом.
Жесткость. Важнейшим показателем качества воды является
Жесткость — содержание в ней хлоридов, сульфатов и гидрокарбо-
Натов кальция и магния. Различают карбонатную жесткость, обу-
словленную присутствием в воде гидрокарбонатов Са и Mg, и не-
КаРбонатную, вызываемую присутствием в воде хлоридов и суль-
фатов Са и Mg. Суммарное содержание в воде всех солей кальция и
Магния составляет общую жесткость. Ее определяют комплексо-
Чометрическим методом, карбонатную — титрованием соляной
Золотой в присутствии метилового оранжевого, некарбонатную
Четкость — по разности результатов этих определений.
Наряду с перечисленными выше показателями в сточных водах
^Ределяют содержание сульфатов, хлоридов, фосфатов, кислоро-
а И свободного хлора, используя стандартные химические мето-
. По содержанию сульфатов судят о минеральном составе
: ¦ ¦:¦ 191
воды: их повышенное количество свидетельствует о попадании
коммунально-бытовые стоки морских вод или промышленнк6
сточных вод. Определение концентрации хлоридов позволяв
контролировать постоянство солевого состава сточной воды ь
процессе очистки ее солевой состав практически не меняется
снижается лишь содержание органических веществ, поэтому nL
кое увеличение концентрации хлоридов свидетельствует о сбоях и
работе очистных сооружений или попадании в сточные воды по-
сторонних загрязняющих веществ.
Для нормального функционирования биохимической очистки
требуется, чтобы содержание фосфатов в сточных водах было не
ниже 3 мг/л в пересчете на Р2О5, так как фосфор необходим для
микроорганизмов. Определение фосфатов в сточных водах позво-
ляет корректировать содержание фосфора и при необходимости
дополнительно подавать необходимое количество его соединений
на сооружения биологической очистки.
Контроль работы очистных сооружений и качества очищенных
вод наряду с определением основных показателей, общих для всех
видов стоков, предусматривает и определение загрязняющих ве-
ществ, специфических для каждого отдельного производства (тяже-
лых металлов, цианидов, фенолов, нефтяных углеводородов). Для
успешного контроля их содержания в сточных водах все чаще нахо-
дят применение современные физико-химические методы анализа,
в том числе: хроматография, включая газовую, жидкостную и тон-
кослойную; полярография; электрохимические методы анализа;
ионометрия; колориметрия; люминесцентный анализ.
Хроматография — метод разделения соединений, основанный
на распределении вещества между двумя фазами: неподвижной с
большой поверхностью и подвижной, протекающей через непод-
вижную фазу. Компоненты смеси селективно задерживаются ста-
ционарной фазой, причем площади пиков хроматограммы про\'
порциональны концентрациям соответствующих компонентов.
Методом газожидкостной хроматографии в сточных водах опреде\'
ляют органические кислоты с длиной углеродных цепей С2 — ^5>
спирты, альдегиды, сложные эфиры, фенолы и другие органичс
ские соединения. Метод тонкослойной хроматографии позволяет
определять в сточных водах нефтепродукты, побочные продув
синтеза изопрена, фенолы.
Полярография — это электрохимический метод анализа, в °с\'
нове которого лежит зависимость между потенциалом изУ6
мого рабочего электрода и силой тока, протекающего через ра
твор.
загрязняющих веществ, присутствующих в воде во взвешенном и
коллоидном состояниях.
Наличие в воде мути объясняется недостаточной степенью
удаления грубодиспергированных неорганических и органиче-
ских примесей. Мутность можно определить гравиметрическим
методом, отделив взвеси фильтрованием через плотный фильтр.
Цвет. Качественную оценку цветности воды производят, срав-
нивая ее с дистиллированной водой. Для этого в стаканы из бес-
Цветного стекла наливают исследуемую и дистиллированную воду
и Рассматривают их на фоне белой бумаги при дневном освещении
сбоку и сверху. При наличии окраски указывают цвет воды (на-
пример, слабо-желтый или бурый), а при отсутствии ее воду назы-
вают бесцветной. Количественно цветность воды определяют ме-
ТоДом колориметрии, сравнивая ее со шкалой эталонов, имити-
РУющих эту цветность: платино-кобальтовой и кобальто-дихро-
•«атной.
Сухой остаток характеризует количество нелетучих веществ,
°Держащихся в сточных водах. Его выделяют выпариванием взя-
Ого объема анализируемой воды и определяют гравиметрическим
с ет°Дом. Потери при прокаливании осадка позволяют установить
^еРЖание органических веществ, находящихся в воде во взве-
Ном состоянии. Разность между массой сухого осадка и поте-
й ^и при прокаливании соответствует общей массе содержащихся
минеральных примесей.
189-
Кислотность воды обусловлена присутствием в ней
угольной кислоты, а также других кислот или гидролитически кио
лых солей. Перед сбросом кислых стоков в водоем кислотное/
должна быть нейтрализована. Кислотность сточных вод опредедя
ют титриметрическим методом, используя в качестве индикатор\"
фенолфталеин.
Щелочность воды зависит от присутствия в ней свободных ще_
лочей и гидролитически щелочных солей. Общую щелочность
сточных вод определяют титриметрическим путем титрования
воды соляной кислотой по индикатору метиловому оранжевому.
Степень кислотности или щелочности сточных вод (рН) опреде-
ляют потенциометрически с помощью специальных приборов —
рН-метров. Для этой цели можно применять также колориметри-
ческий метод (метод Михаэлиса), используя для подготовки эта-
лонной шкалы и обработки анализируемой пробы индикаторы
фенолового ряда: р-динитрофенол (интервал рН 2,2—4,0), а-ди-
нитрофенол (рН 2,8—4,5); у-динитрофенол (рН 4,0—5,5), />-нит-
рофенол (рН 5,2—7,0), m-нитрофенол (рН 6,7—8,4).
В случае ионизации воды ее константа диссоциации при 25 °С
Кн 0 очень мала:
Н2О <-> Н+ + ОН\",
*н,о= [Н+][ОН1 = Ю-14 моль2/л2,
Так как [Н+] = [ОН~], концентрация водородных ионов в воде
составляет 10~7 моль/л, значения величины рН колеблются в пре-
делах от 0 до 14. Небольшие значения рН свидетельствуют о нали-
чии кислотной среды. Изменение рН на единицу соответствует
10-кратному изменению [ОН~] и [Н+]; рН = 1, [Н+] = Ю~ ;
рН = 2, [Н+] = 10 и т. д.
Чтобы контролировать реакцию нейтрализации, надо знать,
какое количество кислоты или щелочи надо добавить в раствор 0я
получения необходимого значения рН. Нейтральная вода имеет
РН = 7.
Контроль активной реакции среды сточных вод необходим и
только на выходе из очистных сооружений, но и на входе в них, п°
скольку для обеспечения нормальной жизнедеятельности к
организмов, осуществляющих биохимическую очистку воды,
буется реакция среды, близкая к нейтральной (рН 6,5—8,5). ^
резком отклонении рН от этих значений процесс биохимическ
очистки может нарушиться и даже полностью прекратиться^
190
Окисляемость воды обусловлена наличием в ней органических
ществ и легко окисляющихся неорганических соединений
ff е2+> сульфитов, нитритов, сероводорода и др.) и выражается мас-
оЙ кислорода, потраченного на окисление органических веществ,
держащихся в 1 л воды (мг О2/л). При ее определении в качестве
целителя органических веществ применяют КМпО4 (перманга-
патная окисляемость). Химическая потребность в кислороде
(%Х1К) дает представление о содержании в анализируемой воде ор-
ганических веществ, способных к окислению сильными окисли-
телями, и определяется титриметрически с использованием в ка-
честве окислителя дихромата калия.
Биохимическая потребность в кислороде (БПК) — показатель,
используемый для характеристики степени загрязнения сточных
вод органическими примесями, способными разлагаться микро-
организмами с потреблением кислорода. БПК показывает, какое
количество кислорода (мг О2/л) расходуется аэробными микроор-
ганизмами на окисление органических примесей.
Полное биохимическое окисление органических веществ в
воде требует длительного времени. В лабораторных условиях
обычно определяют биохимическое потребление кислорода за
пять суток (стандартная БПК). Сильнозагрязненные сточные
воды перед определением БПК следует разбавить, чтобы после вы-
держивания пробы в термостате при температуре 20 °С в течение
пять суток еще оставался растворенный кислород (не менее 3—4
мг/л). Сущность метода сводится к тому, что в анализируемой воде
определяют содержание растворенного кислорода до и после тер-
мостатирования. Определение проводят йодометрическим мето-
дом.
Жесткость. Важнейшим показателем качества воды является
Жесткость — содержание в ней хлоридов, сульфатов и гидрокарбо-
Натов кальция и магния. Различают карбонатную жесткость, обу-
словленную присутствием в воде гидрокарбонатов Са и Mg, и не-
КаРбонатную, вызываемую присутствием в воде хлоридов и суль-
фатов Са и Mg. Суммарное содержание в воде всех солей кальция и
Магния составляет общую жесткость. Ее определяют комплексо-
Чометрическим методом, карбонатную — титрованием соляной
Золотой в присутствии метилового оранжевого, некарбонатную
Четкость — по разности результатов этих определений.
Наряду с перечисленными выше показателями в сточных водах
^Ределяют содержание сульфатов, хлоридов, фосфатов, кислоро-
а И свободного хлора, используя стандартные химические мето-
. По содержанию сульфатов судят о минеральном составе
: ¦ ¦:¦ 191
воды: их повышенное количество свидетельствует о попадании
коммунально-бытовые стоки морских вод или промышленнк6
сточных вод. Определение концентрации хлоридов позволяв
контролировать постоянство солевого состава сточной воды ь
процессе очистки ее солевой состав практически не меняется
снижается лишь содержание органических веществ, поэтому nL
кое увеличение концентрации хлоридов свидетельствует о сбоях и
работе очистных сооружений или попадании в сточные воды по-
сторонних загрязняющих веществ.
Для нормального функционирования биохимической очистки
требуется, чтобы содержание фосфатов в сточных водах было не
ниже 3 мг/л в пересчете на Р2О5, так как фосфор необходим для
микроорганизмов. Определение фосфатов в сточных водах позво-
ляет корректировать содержание фосфора и при необходимости
дополнительно подавать необходимое количество его соединений
на сооружения биологической очистки.
Контроль работы очистных сооружений и качества очищенных
вод наряду с определением основных показателей, общих для всех
видов стоков, предусматривает и определение загрязняющих ве-
ществ, специфических для каждого отдельного производства (тяже-
лых металлов, цианидов, фенолов, нефтяных углеводородов). Для
успешного контроля их содержания в сточных водах все чаще нахо-
дят применение современные физико-химические методы анализа,
в том числе: хроматография, включая газовую, жидкостную и тон-
кослойную; полярография; электрохимические методы анализа;
ионометрия; колориметрия; люминесцентный анализ.
Хроматография — метод разделения соединений, основанный
на распределении вещества между двумя фазами: неподвижной с
большой поверхностью и подвижной, протекающей через непод-
вижную фазу. Компоненты смеси селективно задерживаются ста-
ционарной фазой, причем площади пиков хроматограммы про\'
порциональны концентрациям соответствующих компонентов.
Методом газожидкостной хроматографии в сточных водах опреде\'
ляют органические кислоты с длиной углеродных цепей С2 — ^5>
спирты, альдегиды, сложные эфиры, фенолы и другие органичс
ские соединения. Метод тонкослойной хроматографии позволяет
определять в сточных водах нефтепродукты, побочные продув
синтеза изопрена, фенолы.
Полярография — это электрохимический метод анализа, в °с\'
нове которого лежит зависимость между потенциалом изУ6
мого рабочего электрода и силой тока, протекающего через ра
твор.
