Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Определение биогенных элементов в воде

Читайте также:
  1. A) представляется в виде мозаики из квадратных элементов, каждый из которых имеет свой цвет
  2. D) определение стратегии развития общества.
  3. D.определение стратегии
  4. I. Определение состава общего имущества
  5. II. Влияние начальной концентрации Н2О2 на период полупревращения. Определение порядка реакции.
  6. II. Определение модуля сдвига при помощи крутильных колебаний
  7. III. Определение константы равновесия и константы скорости реакции разложения перекиси водорода.
  8. III.Определение перерасчета индексация и корректировка размера пенсии.
  9. PR: понятие и определение.
  10. S-локус – определение белых пятен

 

К биогенным элементам относятся азот, фосфор, сера, железо, кальций, магний, калий и другие – это элементы, входящие в значительных количествах в состав живых организмов.

К биогенным элементам воды относят соединения (точнее, компоненты воды), которые, во-первых, являются продуктами жизнедеятельности различных организмов, и, во-вторых, являются «строительным материалом» для живых организмов. Это, в первую очередь, соединения азота (нитраты, нитриты, органические и неорганические аммонийные соединения) и фосфора (ортофосфаты, полифосфаты, органические эфиры фосфорной кислоты и др.). Соединения серы – сульфаты рассматриваются в минеральном составе воды, а сульфиды и гидросульфиды присутствуют в природных водах в очень малых концентрациях и обнаруживаются по запаху.

 

3.10.1. Нитраты

 

Повышенное содержание нитрат-ионов в воде может служить индикатором загрязнения водоема в результате распространения фекальных либо химических загрязнений (сельскохозяйственных, промышленных). Богатые нитратными водами сточные канавы ухудшают качество воды в водоеме, стимулируя массовое развитие водной растительности (сине-зеленых водорослей) и ускоряя эвтрофикацию водоемов.

Смертельная доза нитрат-ионов для человека составляет 5-18 г, допустимое суточное потребление согласно ФАО/ВОЗ – 5 мг/кг массы тела. ПДКв нитрат-ионов составляет 45 мг/л или 9,1 мг/л (по азоту), лимитирующий показатель вредности – санитарно-токсикологический.

На территории РФ для анализа нитрат-ионов в основном применяют ПНД Ф 14.1:2.4-95 (издание 2004 г.) «Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрат-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с салициловой кислотой».

Определению мешают хлорид-анионы при массовой концентрации более 200 мг/л, взвешенные вещества, окраска воды, соединения железа при массовой концентрации более 5 мг/л, нитрит-ионы при массовой концентрации более 2 мг/л. Основные методы устранения мешающих влияний приведены в табл. 12.

 


Таблица 12. Устранение мешающих влияний

при определении нитрат-ионов в воде

Факторы пробы Устранение
Взвешенные вещества, окраска, же-лезо (> 5 мг/л) К 150 мл пробы добавить 3 мл гидроксида алюминия, пробу перемешивают, дают отстояться и фильтруют через фильтр «белая лента», отбрасывая первую порцию фильтрата
Хлориды (> 200 мг/л) В ходе анализа добавляют сернокислое серебро в количестве, эквивалентном содержанию хлорид-иона. Осадок хлорида серебра отфильтровывают через фильтр «белая лента»
Нитриты (> 2 мг/л) К 20 мл пробы добавляют 0,05 г сернокислого аммония и упаривают досуха на водяной бане, доводят до первоначального объема дистиллированной водой

 



3.10.2. Фосфаты и общий фосфор

 

В природных и сточных водах фосфор может присутствовать в разных видах. В растворенном состоянии в виде ортофосфорной кислоты Н3РО4 и ее анионов (Н2РО4-, НРО42-, РО43-), в виде мета-, пиро- и полифосфатов, которые входят в состав моющих средств и средств от накипи, в виде фосфороорганических соединений – нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов и др., которые являются продуктами жизнедеятельности и разложения организмов.

Фосфор может содержаться и в нерастворенном состоянии (в твердой фазе воды) в виде взвешенных труднорастворимых фосфатов (природные минералы, белковые, органические фосфорсодержащие соединения, останки умерших организмов и т.д.).



Определение проводят, как правило, колориметрическим методом согласно ПНД Ф 14.1:2.112-97 (издание 2004 г.) «Методика выполнения измерений массовой концентрации фосфат-ионов в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом восстановления аскорбиновой кислотой», ГОСТ 1839 «Вода питьевая. Метод определения содержания полифосфатов» и ИСО 6898-2004 «Качество воды. Спектрометрический метод определения содержания фосфора с применением молибдата аммония» по реакции с молибдатом аммония в кислой среде:

 

НРО42- + 3NH4+ + 12MoO42- + 23H+ ® (NH4)3[PMo12O40] + 12H2O

желтый

 

Образующийся комплекс, продукт желтого цвета, далее под действием восстановителя хлорида олова (II) превращается в интенсивно окрашенный синий краситель сложного состава «молибденовую синь».

Концентрацию ортофосфатов в анализируемой воде определяют по окраске пробы визуально, сравнивая ее с окраской образцов на контрольной шкале, или фотометрически, измеряя оптическую плотность проб.

В данную реакцию из всех фосфатов вступают только ортофосфаты. Для определения полифосфатов их необходимо предварительно перевести в ортофосфаты путем кислотного гидролиза в присутствии серной кислоты. Сложные эфиры фосфорной кислоты также могут быть определены после кислотного гидролиза. Реакция кислотного гидролиза на примере пирофосфата:

 

Na4P2O7 + 2H2SO4 + H2O ® 2Н3РО4 + 4Na+ + 2SO42-

 

Некоторые фосфорсодержащие органические соединения могут быть определены только после их минерализации, называемой мокрым сжиганием. Минерализация проводится при кипячении пробы с добавлением кислоты и сильного окислителя – персульфата или перекиси водорода. При использовании персульфата реакция протекает по уравнению

 

O

R-O-P-O-R1 + K2S2O8 + H2SO4 ® Н3РО4 + 2Na+ + 3SO42- + R + R1,

½

OH

 

где R и R1 – органические фрагменты.

Минерализация превращает в ортофосфаты все, даже труднорастворимые, формы фосфатов в воде.

Таким образом, определяется содержание общего фосфора в любой воде. Но для природных вод, не содержащих или содержащих незначительное количество трудногидролизуемых фосфатов в твердой фазе, минерализация обычно не требуется, и полученный при анализе гидролизрованной пробы результат может с хорошим приближением быть принят за содержание общего фосфора.

Влияние мешающих примесей в сточных водах - силикатов (> 50 мг/л), соединений железа (III) (> 1 мг/л), сульфидов и сероводорода (> 3 мг/л) – устраняют добавлением к пробе специальных реагентов или изменением операций по обработке пробы.

Влияние нитрат-ионов (до 25 мг/л) устраняют прибавлением к пробе раствора сульфаниловой кислоты для их связывания.

Проведению анализа также мешают значительные количества хлорид-ионов, нитрит-ионов, хроматов, арсенатов, танина.

При анализе фосфатов в гидролизованной пробе непосредственно определяется сумма ортофосфатов и полифосфатов. Концентрация полифосфатов рассчитывается как разность между результатами анализа гидролизованной и негидролизованной проб. Гидролиз полифосфатов также происходит и при проведении минерализации, поскольку ее проводят в сильнокислой среде.

ПДК полифосфатов (триполифосфат и гексаметафосфат) в воде водоемов составляет 3,5 мг/л в пересчете на ортофосфат-анион РО43-, лимитирующий показатель вредности – органолептический.

Диапазон определяемых концентраций ортофосфатов в воде при визуально-колориметрическом определении составляет от 0,2 до 7,0 мг/л, при фотометрическом определении – 0,01 - 0,04 мг/л.

 

3.10.3. Аммоний

 

Катионы аммония являются продуктом микробиологического разложения белков животного и растительного происхождения. Образующийся таким образом аммоний вовлекается в процесс синтеза белков – биологический круговорот веществ (цикл азота). Поэтому аммоний и его соединения в небольшом количестве обычно присутствуют в природных водах.

Существуют 2 основных источника загрязнения вод аммонийными соединениями:

1) в больших количествах входят в состав минеральных и органических удобрений;

2) в значительных количествах присутствуют в нечистотах (фекалиях).

Повышенное содержание аммонийного азота в поверхностных водах обычно является признаком хозяйственно-фекальных загрязнений.

Массовую концентрацию аммония обычно определяют согласно ПНД Ф 14.1:2.1-95 (издание 2004 г.) «Методика выполнения измерений массовой концентрации ионов аммония в очищенных сточных водах фотометрическим методом с реактивом Несслера», ПНД Ф 14.2:4.209-2005 «Методика выполнения измерений массовой концентрации аммоний-ионов в пробах питьевых и природных вод фотометрическим методом в виде индофенолового синего», ГОСТ 4192-2003 «Вода питьевая. Методы определения минеральных азотсодержащих веществ».

Основной метод основан на реакции аммония с реактивом Несслера с образованием окрашенного в щелочной среде в желтый цвет соединения:

 

2K2HgI4 + NH3 + 3KOH ® NH2Hg2I3 + 7KI + 2H2O

желтый

 

Мешающее влияние железа устраняют добавлением к пробе сегнетовой соли KCOO(CHOH)COONa.

Концентрацию аммония определяют визуально-колориметрическим или фотометрическим методом.

ПДК аммония и ионов аммония в воде водоемов составляет 2,6 мн/л (или 2,0 мг/л по аммонийному азоту), лимитирующий показатель вредности – общесанитарный.

 

3.10.4. Нитриты

 

Благодаря способности превращаться в нитрат-ионы, нитрит-ионы, как правило, отсутствуют в поверхностных водах. Поэтому их повышенное содержание в анализируемой воде свидетельствует о загрязнении.

Массовую концентрацию нитрит-ионов обычно определяют согласно ГОСТ 4192-2003 «Вода питьевая. Методы определения минеральных азотсодержащих веществ» и ПНД Ф 14.1:2.3-95(издание 2004 г.) «Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрит-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Грисса».

Метод основан на реакции нитрит-аниона в среде азотистой кислоты с реактивом Грисса (смесью сульфаниловой кислоты и 1-нафтиламина). При этом протекают реакции диазотирования и азосочетания, в результате которых образуется азосоединение (азокраситель) пурпурной окраски:

 

пурпурный

Концентрации нитрит-анионов определяют визуально-колориметрическим и фотометрическим методом.

ПДК нитрит-ионов по (NO2-) в воде водоемов составляет 3,3 мг/л (или 1 мг/л нитритного азота), лимитирующий показатель вредности – санитарно-токсикологический.

 


Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 41; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Определение биохимического потребления кислорода | Определение фтора
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2018 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты