organskih jedinjenja u vodi. Organske nečistoće prirodne vode. Otopljene mineralne soli

Mnoge vrste otpadnih voda sadrže tvari sklone truljenju, osim nekih industrijskih otpadnih voda, koje se uglavnom sastoje od kemijski toksičnih komponenti. Tvarna tvar, kao što je meso ili krv, je organske prirode i podliježe univerzalnom zakonu prirode - raspadanju, što na kraju dovodi do mineralizacije. Budući da, kao iu gore opisanom slučaju raspadanja mesa, proces razgradnje stimuliraju i održavaju autolitički enzimi, mnogo od navedenog vrijedi i za otpadne vode i za meso. Razlika, koja se mora uočiti već s obzirom na nejednaku koncentraciju truleži - u prvom slučaju kompaktno meso, a u drugom - emulzija i sl., ne odnosi se čak ni na prirodu procesa raspadanja ako se potonji javljaju u otpadnim vodama reciklažnih preduzeća gdje se prije ukupno termička obrada vrši fizičkim djelovanjem pregrijane pare (razgradnja ključanjem). Dio mikroorganizama koji stvaraju spore opstaje tokom sterilizacije i također se uključuje u proces razgradnje. U ovom slučaju dolazi do postotnog smanjenja biohemijske potrebe za kiseonikom.

Za razliku od napora koji se u određenom trenutku ulažu da se prekine proces razgradnje sirovina reciklažnih preduzeća u cilju očuvanja stočne hrane, svi napori u prečišćavanju otpadnih voda usmjereni su na postizanje, putem opskrbe kisikom, brza i potpuna mineralizacija organskih komponenti. Ako je proces mineralizacije inhibiran, na primjer povećanim sadržajem masti u otpadnoj vodi, ovaj neželjeni efekat sličan očuvanju mora se suzbiti s posebnom snagom (Randolph, 1977).

Prečišćavanje otpadnih voda je u suštini taloženje sa stvaranjem truležnog mulja, kao i razgradna aktivnost mikroorganizama tokom aerobioze (aktivni mulj). Gnojni mulj tokom anaerobioze, izložen dejstvu mikroorganizama, dehidrira, dok pahuljice aktivnog mulja podržavaju sve biološke procese prečišćavanja otpadnih voda.bez ljudskog napora ( rezervoar za metan, sedimentacija, Emscher bunar), zatim za dugotrajno održavanje aerobioze, naprotiv, potrebne su složene tehničke strukture (biofilteri, oksidaciona jezera, aktivacioni krugovi, kaskade).

Opskrba kisikom važan je preduvjet za razmnožavanje mikroba koji razgrađuju organske tvari sadržane u otpadnoj vodi. Štaviše, smanjuje se broj mikroba (želja za anaerobiozom), ako se korišteni kisik ne zamjenjuje stalno i redovno novim (bakterije i gljive su C-heterotrofne). To je osnova njihove sposobnosti da razgrađuju organsku materiju. Ova funkcija mikroba je važan dio ekološkog sistema, u okviru kojeg treba uzeti u obzir otpadne vode i njihov tretman, kao i biološko samočišćenje rijeka i jezera. Bakterije u prirodnim vodnim tijelima i otpadnim vodama su "zadovoljne" beznačajnim koncentracijama nutrijenata. 39 od 47 porodica bakterija ima svoje predstavnike u mikroflori vodnih tijela i otpadnih voda (Reinheimer, 1975). Ovdje se nalaze i gljive koje apsorbuju i organsku materiju, jer su C-heterotrofne. Većina gljiva takođe treba slobodan kiseonik. Gljive se odlikuju visokom tolerancijom u smislu pH i često relativno velikim rasponom temperatura na kojima mogu postojati (pH 3,2-9,6; temperatura 1-33°C). Pečurke razgrađuju proteine, šećer, masti, skrob, pektine, hemicelulozu, celulozu, hitin i lignin. Broj saprofita u odnosu na ukupan broj mikroba u jako zagađenim vodozahvatima kreće se od 1:5 do 1:100, dok u oligotrofnim vodnim tijelima ovaj broj varira između 1:100 i 1:1000. Temperatura otpadne vode i njena zasićenost proteinima imaju snažan uticaj na period regeneracije heterotrofnih bakterija i na sastav mikrobne flore. Prvo se u otpadnim vodama pojavljuju saprofiti, zatim mikrobi koji razgrađuju celulozu i na kraju nitrificirajuće bakterije, kojih je u najvećem broju. Svaki mililitar kućne otpadne vode može sadržavati između 3 i 16 miliona bakterija, uključujući desetine ili čak stotine hiljada bakterija coli. Takve otpadne vode sadrže širok spektar Enterobacteriacetae. Zagađena otpadna voda, bogata organskim materijama, lako se obogaćuje klamidobakterijama, posebno Sphaerotilus natans,što kasnije može dovesti do pojave zvane gljivično forsiranje. Saprofiti se razlikuju od patogenih mikroba, posebno po tome što prvi razgrađuju samo nežive organske tvari, a drugi razgrađuju i živa tkiva. U ovom slučaju, patogeni pripremaju polje djelovanja za saprofite, uništavajući živa tkiva u cijelosti ili djelomično. Biohemijska potreba za kiseonikom (BPK) je količina kiseonika koja je neophodna mikroorganizmima pomenute vrste da razgrade štetne organske materije u otpadnim vodama iz reciklažnih i drugih preduzeća. Jasno je da povećana potražnja mikroorganizama za kiseonikom ukazuje na kontaminaciju otpadnih voda. Mjerenjem biohemijske potražnje kisika u periodu od pet dana (BODb) moguće je odrediti ili približno procijeniti kako stepen zagađenosti otpadnih voda štetnim organskim materijama, tako i kvalitet funkcionisanja samog sistema za prečišćavanje. Podaci dobijeni na ovaj način mogu se dopuniti određivanjem hemijske potrebe supstanci za kiseonikom, podacima o količini istaloženih supstanci i njihovoj sposobnosti raspadanja. Preporučljivo je uvijek odrediti pH vrijednost, a po potrebi i broj i vrstu najzastupljenijih bakterija (vidi str. 193 i dalje).

Organske materije. U vodi vodoopskrbnih izvora pronađeno je nekoliko hiljada organskih supstanci različitih hemijskih klasa i grupa. Organska jedinjenja prirodnog porekla - huminske supstance, razni amini i dr. - mogu da promene organoleptička svojstva vode, pa je iz tog razloga verovatnoća njihovih toksičnih svojstava u vodi za piće centralizovanih sistema za snabdevanje vodom za piće mala, jer moraju se ukloniti tokom tretmana vode.

Nema sumnje da organske materije tehnogenog porekla, kada uđu sa vodom za piće, mogu štetno uticati na organizam. Analitička kontrola njihovog sadržaja u vodi za piće otežana je ne samo zbog njihovog ogromnog broja, već i zbog toga što su mnoge od njih vrlo nestabilne i njihova kontinuirana transformacija se odvija u vodi. Stoga se analitičkom kontrolom ne mogu identificirati svi organski spojevi prisutni u vodi za piće. Međutim, mnoge organske tvari imaju izražena organoleptička svojstva (miris, okus, boja, sposobnost pjene), što omogućava njihovu identifikaciju i ograničavanje njihovog sadržaja u vodi za piće. Primjeri takvih supstanci su: sintetički surfaktanti (tenzidi) koji stvaraju pjenu u niskim (netoksičnim) koncentracijama; fenoli, koji vodi daju specifičan miris; mnoga organofosforna jedinjenja. U prirodnoj vodi akumulacija uvijek su prisutne organske tvari. Njihove koncentracije ponekad mogu biti vrlo niske (na primjer, u izvorskim i otopljenim vodama). Prirodni izvori organskih supstanci su raspadnuti ostaci organizama biljnog i životinjskog porijekla, koji žive u vodi i padaju u rezervoar iz lišća, kroz zrak, sa obala itd. Osim prirodnih izvora, postoje i tehnogeni izvori organskih materija: transportna preduzeća (naftni proizvodi), postrojenja za preradu celuloze i papira i drveta (lignini), pogoni za preradu mesa (proteinska jedinjenja), poljoprivredne i fekalne efluente itd. Organsko zagađenje ulazi u rezervoar na različite načine, uglavnom kanalizacijom i kišnim površinskim ispiranjem iz tla. Sadržaj organskih supstanci se procjenjuje indikatorima BPK i COD. Biohemijska i hemijska potreba za kiseonikom - BPK i COD - integralni indikatori usvojeni u higijeni, hidrohemiji i ekologiji, koji karakterišu sadržaj nestabilnih (nekonzervativnih) organskih supstanci u vodi, koje se u vodi transformišu hidrolizom, oksidacijom i drugim procesima. Sadržaj takvih tvari izražava se u količini kisika potrebnoj za njihovu oksidaciju u jako kiseloj sredini sa permanganatom (BOD) ili dihromatom (COD). Ove supstance uključuju alifatične kiseline, neke estre, amine, alkohole. Dakle, analitička kontrola vode za piće treba da ima za cilj određivanje dovoljno stabilnih (konzervativnih) supstanci koje nemaju izražena organoleptička svojstva, ali predstavljaju veliku opasnost po zdravlje zbog izražene toksičnosti, kumulativnosti ili sposobnosti izazivanja dugotrajnih efekata koji se nepovoljno za zdravlje pojedinca ili narednih generacija (mutageno - mijenja nasljedne strukture, kancerogeno, embriotoksično, gonadotoksično). Među ovim jedinjenjima od velikog su higijenskog značaja sljedeće grupe: poljoprivredni pesticidi, poliaromatični ugljovodonici, trihalometani. U posljednje vrijeme u literaturi se naširoko raspravlja o higijenskom značaju dioksina, dibenzofurana i bifenila - tehnogenih proizvoda.

U prirodnim uvjetima, organske tvari u vodi uništavaju bakterije, prolazeći kroz aerobnu biohemijsku oksidaciju sa stvaranjem ugljičnog dioksida. U tom slučaju kisik otopljen u vodi se troši za oksidaciju. U vodnim tijelima s visokim sadržajem organske tvari, većina DO se troši na biohemijsku oksidaciju, čime se drugim organizmima oduzima kisik. Stoga se povećava broj organizama otpornijih na nizak sadržaj RA, nestaju vrste koje vole kisik i pojavljuju se vrste tolerantne na nedostatak kisika. Dakle, u procesu biohemijske oksidacije organskih materija u vodi, koncentracija DO opada, a ovo smanjenje je indirektno mera sadržaja organskih materija u vodi. Odgovarajući pokazatelj kvaliteta vode, koji karakteriše ukupan sadržaj organskih materija u vodi, naziva se biohemijska potreba za kiseonikom (BPK).

BPK je količina kiseonika u (mg) potrebna za oksidaciju organske materije u 1 litru vode u aerobnim uslovima, bez pristupa svetlosti, na 20°C, tokom određenog perioda kao rezultat biohemijskih procesa koji se odvijaju u vodi. Određivanje BPK se zasniva na mjerenju koncentracije RA u uzorku vode neposredno nakon uzorkovanja, kao i nakon inkubacije uzorka. Inkubacija uzorka se provodi bez pristupa zraka u tikvici s kisikom (tj. u istoj posudi u kojoj je određena vrijednost RK) za vrijeme potrebno da se odvija reakcija biohemijske oksidacije. Kako brzina biohemijske reakcije zavisi od temperature, inkubacija se vrši u režimu konstantne temperature (20 ± 1) °C, a tačnost BPK analize zavisi od tačnosti održavanja vrednosti temperature. Obično odredite BPK za 5 dana inkubacije (BPK5). Također se može odrediti BPK10 za 10 dana i BPK ukupno za 20 dana (u ovom slučaju se oksidira oko 90 odnosno 99% organskih tvari). Provizorno se pretpostavlja da je BPK5 oko 70% BODFULL, ali može biti od 10 do 90% u zavisnosti od oksidirajuće supstance. Greška u određivanju BPK može biti unesena i osvjetljenjem uzorka, što utiče na vitalnu aktivnost mikroorganizama i može, u nekim slučajevima, uzrokovati fotohemijsku oksidaciju. Stoga se inkubacija uzorka provodi bez pristupa svjetlu (na tamnom mjestu).

Karakteristika biohemijske oksidacije organskih materija u vodi je prateći proces nitrifikacije, koji narušava prirodu potrošnje RK. Dok i prirodne i kućne otpadne vode sadrže veliki broj mikroorganizama koji se mogu razviti zbog organskih tvari sadržanih u vodi, mnoge vrste industrijskih otpadnih voda su sterilne, odnosno sadrže mikroorganizme koji nisu sposobni za aerobnu obradu organskih tvari. Međutim, mikrobi se mogu prilagoditi (prilagoditi) prisutnosti različitih spojeva, uključujući i otrovne. Stoga se u analizi ovakvih otpadnih voda (obično ih karakteriše povećan sadržaj organskih materija) najčešće koristi razrjeđivanje vodom zasićenom kisikom i koja sadrži aditive adaptiranih mikroorganizama. sastav takvih voda često uključuje tvari koje uvelike usporavaju proces biokemijske oksidacije, a ponekad i toksično djeluju na bakterijsku mikrofloru.

Štetno djelovanje organskih tvari na vodno tijelo može biti uzrokovano:

1. Pojedinačne organske supstance zbog njihove toksičnosti;

2. Ukupnost organskih supstanci prisutnih u vodnom tijelu. Ovaj posljednji uticaj može biti dvostruk:

2.1. Organska tvar nije nužno toksična. Mnogi od njih, ako su prisutni u malim koncentracijama, mogu se smatrati korisnim, jer. služe kao hrana za mikroorganizme. Međutim, češće se susrećemo sa štetnim djelovanjem organskih tvari. Aerobni mikroorganizmi koji se hrane organskom tvari troše kisik otopljen u vodi. Ako ova potrošnja premašuje dopunu svježim kisikom zbog fotosinteze ili apsorpcije iz zraka na površini rezervoara (reaeracija), uvjeti su štetni za aerobne žive organizme. Ali ako organsko zagađenje i povezana potrošnja kisika ne prelaze umjerene granice, tj. aerobni mikroorganizmi se čuvaju, zatim se organske nečistoće djelimično oksidiraju (disimilacija), djelomično koriste za stvaranje biomase (asimilacija) i postepeno uklanjaju iz vode.

2.2. Osim toga, organski zagađivači u svojoj cjelini mogu imati niz drugih negativnih učinaka. Njihovo prisustvo se ogleda u boji i providnosti vode; često pod njihovim uticajem nespecifični mirisi i ukusi postaju uočljiviji; kod pripreme vode za piće hlorisanjem ili ozoniranjem povećava se potrošnja oksidacionog sredstva, što dovodi do pogoršanja ukusa vode za piće.

Iz navedenog proizilazi da su prije svega interesantni oni organski zagađivači koji su podložni brzoj oksidaciji od strane mikroorganizama, zatim se pažnja poklanja svim ostalim organskim nečistoćama, jer je u svakom slučaju njihovo prisustvo u vodi nepoželjno.

Prilikom analize vode, prije svega, utvrđuje se ukupan sadržaj organskih nečistoća. Svrha takve definicije može biti drugačija. Dakle, analiza izvorskih i podzemnih voda sa niskim sadržajem organskih zagađivača treba da potvrdi mogućnost njihove upotrebe kao vode za piće; analiza površinskih voda omogućava da se otkriju načini održavanja njihovog budžeta kiseonika, kao i mogućnost njihovog korišćenja; u proučavanju jako zagađenih kućanskih i otpadnih voda rješava se pitanje mogućnosti kontaminacije jame njima ili metoda njihovog prečišćavanja.

Jednostavne metode za određivanje ukupnog sadržaja organskih supstanci su odavno poznate, ali ne daju potpune i tačne informacije, na primjer, određivanje gubitka pri paljenju. Gubitak pri paljenju prikazuje masu organskih i anorganskih tvari koje se isparavaju ili razgrađuju kada se kalciniraju (600 ° C) s stvaranjem isparljivih proizvoda.

Boja prirodnih voda povezan sa sadržajem organskih supstanci - fulvo kiselina, koje daju boju vodi.

Integralne metode kontrole uključuju procjenu sadržaja organskih zagađivača prema ukupnom ugljiku.

Ukupni organski ugljik (C org.)

Određivanje organskog ugljika zasniva se na određivanju CO 2 koji se oslobađa prilikom njegove oksidacije.Oksidacija organskog ugljika se može izvesti na jedan od dva načina:

1. Suvo sagorevanje organskih materija u struji kiseonika preko katalizatora (bakar oksid) na 900 o C.

2. Vlažna oksidacija, na primjer, sa kalijum bihromatom K 2 Cr 2 O 7 u kiseloj sredini ili persulfatom K 2 S 2 O 8 koristeći katalizator.

Obje metode osiguravaju intenzivnu oksidaciju i postižu uporedive rezultate u analizi različitih vrsta vode.

Proces mokre oksidacije odvija se prema shemi:

2 Cr 2 O 7 2- + 14 H + + 6 = 2 Cr 3+ + 7 H 2 O

3 C o - 4 +2 H 2 O \u003d CO 2 + 4 H ___________

2 Cr 2 O 7 2- + 16 H + + 3 C o \u003d 4 Cr 3+ + 3 CO 2 + 8 H 2 O

Da bi se ubrzala "mokra" reakcija oksidacije, Ag 2 SO 4 se koristi kao katalizator.

Određivanje ometa neorganski vezani ugljik koji se nalazi u karbonatima i otopljenom CO 2 . Uklanjaju se tokom suvog sagorevanja duvanjem smeše na pH 4,6 - 4,8 strujom kiseonika ili tokom mokre oksidacije stajanjem uzorka sa kiselim rastvorom K 2 Cr 2 O 7 bez zagrevanja. U ovom slučaju, sva neorganska jedinjenja se oksidiraju, a CO 2 se uklanja strujanjem zraka.

Ugljični dioksid koji nastaje pri razgradnji organskih tvari određuje se IR spektroskopijom ili se nakon katalitičke hidrogenacije na Ni katalizatoru u metan hromatografski određuje plamenom jonizacijskim detektorom.

Određivanje oslobođenog CO 2 može se izvesti i hemijski: gravimetrijski nakon apsorpcije askaritom (azbest impregniran NaOH) ili titrimetrijski nakon apsorpcije KOH ili Ba (OH) 2:

CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3; H 2 CO 3 + KOH \u003d KHCO 3 + H 2 O

Dobijeni HCO 3 - titriran kiselinom do pH 4,3.

Ba(OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 + H 2 O

BaCO 3 se titrira kiselinom preko fenolftaleina.

Postoje i automatski analizatori koji kontinuirano bilježe sadržaj organskog ugljika u protoku vode. Njihov princip rada je sljedeći: uzorak vode se isparava i spaljuje na t = 1000 o C u struji zraka u prisustvu katalizatora. Za određivanje rezultirajućeg CO 2 koriste se različite metode, na primjer, promjena toplotne provodljivosti gasa, ali najčešće se određivanje završava IR metodom u pojednostavljenom uređaju, jer mjeri se samo vrh formiranog CO 2.

Opisanim metodama utvrđuje se samo ugljik organskih tvari, dok se vodonik i drugi elementi ne određuju. Stoga je dobivanje kvantitativnih podataka o sadržaju organskih tvari moguće samo ako je poznat njihov elementarni sastav.

Ako se kvalitativni sastav organskog dijela uzorka vode malo promijeni, onda je lako pronaći omjer između prosječne molarne mase ovih supstanci i sadržaja organskog ugljika i tako dobiti koeficijent za pretvaranje sadržaja organskog ugljika u količina organskih materija, izražena u mg/l. Za otpadne vode iz prehrambene industrije, kućne otpadne vode i druge, u kojima su organske tvari uglavnom zastupljene ugljikohidratima, bjelančevinama i proizvodima njihovog raspadanja, ovaj koeficijent se može uzeti jednakim 2,4 - 2,5. Za otpadne vode koje su bile podvrgnute biohemijskom tretmanu, za otpadne vode iz hemijske i druge industrijske proizvodnje, ovi koeficijenti mogu veoma varirati. Stoga se određuju pojedinačno za svaku vrstu vode.

Osim toga, prema vrijednosti ukupnog organskog ugljika nemoguće je dobiti tačne informacije o procijenjenoj potrošnji kisika za njihovu potpunu oksidaciju, jer da biste to učinili, također morate imati podatke o sadržaju vodika u organskim tvarima, koji će također biti oksidirani, te o kisiku koji je dio molekula ovih tvari.

Otopljeni kiseonik

Otopljeni kisik se nalazi u prirodnoj vodi u obliku molekula O2. Na njegov sadržaj u vodi utječu dvije grupe suprotno usmjerenih procesa: jedni povećavaju koncentraciju kisika, drugi je smanjuju. Prva grupa procesa obogaćivanja vode kiseonikom treba da uključuje:

• proces apsorpcije kiseonika iz atmosfere; brzina ovog procesa raste sa smanjenjem temperature, s povećanjem tlaka i smanjenjem slanosti;
• oslobađanje kiseonika vodenom vegetacijom tokom fotosinteze, koja se odvija jače, što je temperatura vode veća, intenzitet sunčeve svetlosti i više hranljivih materija (P, N, itd.) u vodi;
• ulazak u vodena tijela s kišnim i snježnim vodama, koje su obično prezasićene kisikom.

U grupu procesa koji smanjuju sadržaj kiseonika u vodi spadaju reakcije njenog trošenja na oksidaciju organskih materija: biološke (disanje organizama), biohemijske (disanje bakterija, potrošnja kiseonika za razgradnju organskih materija) i hemijske (oksidacija Fe 2+ , Mn 2+ , NO 2 -, NH 4 +, CH 4, H 2 S). Brzina potrošnje kisika raste s povećanjem temperature, broja bakterija i drugih vodenih organizama i tvari koje prolaze kroz kemijsku i biohemijsku oksidaciju. Osim toga, do smanjenja sadržaja kisika u vodi može doći zbog njegovog ispuštanja u atmosferu iz površinskih slojeva i to samo ako se voda pri datoj temperaturi i tlaku pokaže prezasićenom kisikom.

U površinskim vodama sadržaj rastvorenog kiseonika varira u velikoj meri - od 0 do 14 mg/l - i podložan je sezonskim i dnevnim fluktuacijama. Potonje zavise od intenziteta procesa njegove proizvodnje i potrošnje, stoga se uzorak za kisik uzima prije 12 sati, dok sadržaj kisika ne dostigne visoke vrijednosti zbog fotosinteze (prilikom praćenja pokušavaju popraviti najgore uslovi). Nedostatak kisika češće se opaža u vodnim tijelima s visokim koncentracijama zagađujućih organskih tvari i u eutrofnim vodnim tijelima koja sadrže veliku količinu biogenih i humusnih tvari.

Koncentracija kiseonika određuje veličinu redoks potencijala i, u velikoj meri, pravac i brzinu procesa hemijske i biohemijske oksidacije organskih i neorganskih jedinjenja. Režim kiseonika ima dubok uticaj na život rezervoara. Minimalni sadržaj otopljenog kisika koji osigurava normalan razvoj ribe je oko 5 mg/l. Smanjenje na 2 mg/l uzrokuje masovnu smrtnost (umor) ribe. Negativno utječe na stanje vodene populacije i prezasićenost vode kisikom kao rezultat procesa fotosinteze uz nedovoljno intenzivno miješanje slojeva vode.

Određivanje kiseonika u površinskim vodama uključeno je u programe osmatranja radi procene životnih uslova hidrobionta, uključujući i ribe, a i kao indirektna karakteristika ocene kvaliteta površinskih voda i regulisanja procesa samopročišćavanja. Sadržaj otopljenog kiseonika je neophodan za aerobno disanje i pokazatelj je biološke aktivnosti (tj. fotosinteze) u vodnom tijelu. Međutim, budući da je sadržaj otopljenog kisika rezultat različitih procesa, ne postoji jednoznačna veza između sadržaja otopljenog kisika i organskih tvari u vodi. Stoga su razvijene laboratorijske metode za procjenu potrebe za kisikom za oksidaciju organskih supstanci prisutnih u vodi, odnosno indikatora oksidabilnosti.

Oksidabilnost

Oksidabilnost je indirektni pokazatelj sadržaja organskih materija u vodi, jer. ne karakterizira koncentraciju organskih tvari, već svojstvo vode da troši otopljeni kisik za oksidaciju organskih tvari prisutnih u njoj.

Dakle, u zavisnosti od stepena zagađenja, voda sadrži veću ili manju količinu redukcionih agenasa (pre svega organskih materija), koje oksidiraju jaki oksidanti: permanganat, bihromat itd. Količina kiseonika koja je ekvivalentna količini oksidacionog agensa koji se koristi za oksidaciju redukcionih sredstava sadržanih u 1 litri vode naziva se oksidabilnost. Definira se kao mg kisika po 1 litru vode (mg O/l).

Sastav organske materije u prirodnim vodama formiran je pod uticajem mnogih faktora. Među najvažnijim su intraakvatični biohemijski procesi proizvodnje i transformacije, primanja iz drugih vodnih tijela, sa površinskim i podzemnim otjecanjem, sa atmosferskim padavinama, sa industrijskim i kućnim otpadnim vodama. Organske tvari koje nastaju u rezervoaru i ulaze u njega izvana su vrlo raznolike prirode i hemijskih svojstava, uključujući otpornost na djelovanje različitih oksidacijskih sredstava. Odnos lako i teško oksidabilnih supstanci sadržanih u vodi značajno utiče na oksidabilnost vode pod uslovima jedne ili druge metode njenog određivanja.

Vrijednosti oksidabilnosti prirodnih voda variraju od frakcija miligrama do desetina miligrama po litri, ovisno o ukupnoj biološkoj produktivnosti vodnih tijela, stepenu zagađenosti organskim tvarima, kao i utjecaju organskih tvari prirodnih porijeklom iz močvara, tresetišta itd. Površinske vode imaju veću oksidabilnost u odnosu na podzemne (desetine i stotinke miligrama po 1 litru), sa izuzetkom voda naftnih polja i podzemnih voda koje napajaju močvare. Planinske rijeke i jezera karakteriziraju oksidabilnost od 2-3 mg O/l, nizijske rijeke - 5-12 mg O/l, rijeke sa močvarnim napajanjem - desetine miligrama po 1 litru.

U akumulacijama i vodotocima koji su izloženi snažnom uticaju ljudskih aktivnosti, promjena oksidabilnosti djeluje kao karakteristika koja odražava režim dotoka kanalizacije. Za prirodne slabo zagađene vode preporučuje se određivanje oksidabilnosti permanganata; u zagađenijim vodama u pravilu se utvrđuje oksidabilnost bihromata (COD).

Dakle, ovisno o korištenom oksidacijskom agensu, razlikuju se permanganatna oksidabilnost (permanganatni indeks) i bihromatna oksidabilnost (COD - kemijska potražnja za kisikom). Rezultati određivanja oksidabilnosti istog uzorka vode, ali upotrebom različitih oksidansa, obično se razlikuju zbog nejednakog stepena oksidacije različitih supstanci u analiziranoj vodi ovim oksidantima. To ne zavisi samo od svojstava oksidacionog sredstva, već i od njegove koncentracije, temperature, pH, itd. Stoga su sve metode za određivanje oksidabilnosti uslovne, a dobijeni rezultati su uporedivi samo ako se striktno poštuju svi uslovi za određivanje.

Uporedimo različite metode za mjerenje koncentracije organskih tvari (slika 1):

Fig.1. Uporedne karakteristike metoda određivanja

Najočigledniji pokazatelj koncentracije organskih supstanci u vodi (karakterizira njihov sadržaj sa 100%) je teoretske potrebe za kiseonikom(TPK, ili teorijski COD), koji odgovara potrebi kisika za oksidaciju organskih tvari, utvrđenoj na osnovu stehiometrijske jednadžbe za reakciju oksidacije.

Teoretska potreba za kiseonikom je količina kiseonika (ili oksidacionog sredstva u smislu kiseonika), u mg/l, potrebna za potpunu oksidaciju organskih supstanci sadržanih u uzorku, pri čemu su ugljenik, vodonik, sumpor, fosfor i drugi elementi, osim dušik, ako je prisutan u organskoj tvari, oksidira se do svojih viših oksida:

a dušik se pretvara u amonijak ili amonijevu sol:

N ® NH 3 (NH 4 +).

U ovom slučaju u procesu oksidacije sudjeluje kisik koji je bio dio organskih tvari koje se mogu oksidirati, a vodik ovih jedinjenja daje tri atoma za svaki atom dušika prilikom stvaranja amonijaka (NH 3) ili dva atoma za svaki kisik. atoma tokom formiranja vode (H 2 O ).

Primjeri izračunavanja specifičnog TPK:

1. Oksalna kiselina

H 2 C 2 O 4 + O \u003d 2 CO 2 + H 2 O

1 mg - TPK otkucaji.

TPK beats \u003d mg O / mg oksalne kiseline.

2. Glukoza

C 6 H 12 O 6 + 12 O \u003d 6 CO 2 + 6 H 2 O

M=180g - 12×16g

1 mg - TPK otkucaji.

TPK beats = mg O/mg glukoze

3. Sirćetna kiselina

C 2 H 4 O 2 + 4 O \u003d CO 2 + H 2 O

M=60g - 4×16g

1 mg - TPK otkucaji.

TPK beats = mg O/mg sirćetne kiseline

S 3 H 7 NO 2 + 6 O \u003d 3 CO 2 + 2 H 2 O + NH 3

M= 89g - 6×16g

1 mg - TPK otkucaji.

TPK beats = mg O/mg anilina

Za neke pojedinačne komponente kućne i industrijske otpadne vode slične po sastavu, specifični TPK je jednak:

Saharoza 1.12

Pepton 1.20

Albumin 1.32

Kazein 1.39

Ako se organska tvar kućne otpadne vode, koja se sastoji uglavnom od ostataka proteinskih molekula i ugljikohidrata, predstavi kao (CH 2 O) n, tada bi teoretski oksidabilnost trebala biti jednaka:

(CH 2 O) n + 2n O \u003d n CO 2 + n H 2 O

1 mg - TPK otkucaji.

TPK beats \u003d mg O / mg organske tvari u kućnim otpadnim vodama.

Laboratorijska procjena teorijske potrebe za kisikom provodi se oksidacijom kalij-dihromatom u jako kiseloj sredini u prisustvu Ag 2 SO 4 katalizatora. Količina kisika koja je ekvivalentna količini dikromata koja se koristi za oksidaciju organskih tvari naziva se bihromatna oksidabilnost ili COD(hemijska potreba za kiseonikom).

Proces se odvija prema shemi:

2 Cr 2 O 7 2- + 16 H + + 3 C o \u003d 4 Cr 3+ + 3 CO 2 + 8 H 2 O,

potpuno identična shemi mokre oksidacije u određivanju ukupnog organskog ugljika Sorg. . Oksidacija se ubrzava i pokriva čak i takve tvari koje se teško oksidiraju kao što su octena kiselina i aminokiseline ako se reakcija izvodi u prisustvu Ag 2 SO 4 katalizatora.

Šema katalize:

U reakciju se uvodi strogo određena količina kalijevog bihromata. Nakon oksidacije, višak Cr 2 O 7 2- titrira se Mohrovom soli Fe 2 (NH 4) 2 (SO 4) u prisustvu indikatora (feroin ili fenilantranilna kiselina):

Cr 2 O 7 2- + 6 Fe 2+ + 14 H + = 6 Fe 3+ + 2 Cr 3+ + 7H 2 O

Rezultat se izražava u mg O/l, uzimajući u obzir činjenicu da je 1 Cr 2 O 7 2- molekul ekvivalentan tri atoma kiseonika.

Unatoč činjenici da je dikromat jako oksidacijsko sredstvo i oksidira gotovo sve organske tvari, rezultat COD je 95-98% teoretskog COD-a (ili TOD). Gubitak od 2-5% objašnjava se uglavnom stvaranjem isparljivih proizvoda raspadanja otpornih na oksidaciju (CO, CH 4). U normalnim procesnim uvjetima ne oksidiraju se samo piridin i neki drugi heterocikli koji sadrže dušik (pirol, pirolidin, nikotinska kiselina), kao i ugljovodonici koji su slabo topljivi u vodi, kao što su benzen i njegovi homolozi, parafin i naftalen. Ako analizirani uzorak sadrži neorganske redukcijske agense, tada se od rezultata određivanja COD-a mora oduzeti njihova količina, posebno određena (u smislu kisika).

U programima praćenja, COD se koristi kao mjera količine organske tvari u uzorku koji je podložan oksidaciji jakim kemijskim oksidantom. COD se koristi za karakterizaciju stanja vodotoka i akumulacija, dotoka kućnih i industrijskih otpadnih voda (uključujući stepen njihovog prečišćavanja), kao i površinskog oticanja. Ova metoda je glavna u analizi otpadnih i zagađenih voda čija je oksidabilnost > 100 mg O/L. Može se koristiti i za analizu voda sa oksidativnošću od 5–100 mg O/l, ali će ponovljivost biti lošija (±10%). Za čistije vode metoda nije primjenjiva, jer daje netačne rezultate: mala količina oksidansa utrošenog u reakciji definira se kao razlika između dvije velike vrijednosti - količine K 2 Cr 2 O 7 prije oksidacije i preostale količine K 2 Cr 2 O 7 nakon oksidacije.

Međutim, vrijednost KPK čiste vode koja se koristi kao voda za piće je od posebnog interesa. Budući da organski zagađivači reaguju sa K 2 Cr 2 O 7 gotovo u potpunosti, stoga je COD pouzdanija mjera oksidabilnosti (od PO, gdje se oksidacija javlja samo za 40 - 60%), po kojoj se može procijeniti potrebna količina ozona ili hlor koji se koristi u tretmanu vode.

U tom smislu, automatski mjerni instrumenti za HPK su od posebnog interesa. U jednom od ovih uređaja, uzorak vode se isparava u struji dušika, zatim spaljuje u precizno izmjerenoj količini kisika pod djelovanjem katalizatora na visokoj temperaturi, a zaostala količina kisika se utvrđuje potenciometrijskom metodom.

COD propisi za vodu rezervoara za domaćinstvo i vodu za piće - 15 mg O / l, kulturne i domaćinstva - 30 mg O / l.

Vrijednost COD-a, iako služi kao mjera ukupnog sadržaja organskih zagađivača u vodi, ipak (kao Corg.) nije dovoljna za kvantitativni proračun zagađenja ako je elementarni sastav ovih organskih nečistoća nepoznat. Faktor konverzije (1 mg zagađivač = 1,2 mg O/l COD) varira sa sadržajem O i N u organskoj materiji.

Trenutno je povećan fokus na definisanju odnos COD/C org. u površinskim i otpadnim vodama. Naravno, kada se analiziraju relativno čiste vode, ova vrijednost se nalazi sa značajnim greškama, kako zbog raspršenosti rezultata KPK, tako i zbog Corg. definira se kao mala razlika između dvije velike vrijednosti: sadržaja ukupnog i neorganskog ugljika.

Ovaj odnos za sve ugljene hidrate (glukoza, saharoza, polisaharidi) ima istu vrednost, jednaku 2,67. Ista vrijednost će se dobiti za octenu i mliječnu kiselinu. Za proteine, uz pretpostavku njihovog prosječnog sastava: C - 53%, H - 7%, O - 23%, N - 17%, S - 0,25%, dobijamo vrijednost od 2,8. Ako je za huminske kiseline prosječan omjer C:H:O:N = 16:17:8:1, onda za njih COD / C org. = 2.6.

Dakle, za glavne organske materije prirodnog porekla, odnos COD/C org. = 2,6 - 2,8. Isto se može reći i za organske materije u otpadnim vodama prehrambene industrije i kućnim otpadnim vodama koje nisu zagađene industrijskim otpadnim vodama.

Provjerimo što je rečeno proračunom na primjeru saharoze:

C 12 H 22 O 11 + 24O \u003d 12 CO 2 + 11 H 2 O

M=342 g - 24×16 g

1 mg - TPK otkucaji.

TPK beats = mg O/mg saharoze;

C 12 H 22 O 11 - 12 C

M=342 g - 12×12 g

1 mg - C org, otkucaji

Iz org, ud. = mg C/mg saharoze

Uzmite omjer: TPK otkucaja. /S org., ud. \u003d 1,12 / 0,42 \u003d 2,67.

Odnos COD/C org. praktičniji od COD i Corg. odvojeno. Vrijednost COD odražava ne samo sadržaj organskog ugljika u uzorku, već i sadržaj kisika i vodika u molekulima oksidirajućih organskih tvari. Vodiku je potrebna odgovarajuća količina kiseonika da bi se pretvorila u vodu; što je više vodika u molekuli, to je veći COD. S druge strane, kisik, koji je dio molekula oksidirajuće tvari, sudjeluje u stvaranju molekula CO 2 i H 2 O i, stoga, što je više kisika, to je manje HPK.

COD i C org. odvojeno, ne mogu okarakterisati ni prirodu organskog zagađivača ni njegovu količinu, ako elementarni sastav nije poznat. Prilikom izračunavanja omjera COD/C org. molarna masa organske materije se smanjuje:

COD/C org. (za saharozu) =

a omjer karakterizira količinu kisika (u mg) potrebnog za oksidaciju 1 mg ugljika prisutnog u molekulu zagađivača.

Budući da je u većini organskih materija prirodnog porekla odnos H:O = 2:1, tj. kao u molekuli vode, ili, drugim riječima, formalno oksidacijsko stanje ugljika je 0, tada se kisik oksidacijskog sredstva troši samo za oksidaciju ugljika u CO 2. Stoga je za prirodne organske tvari omjer COD/C org. karakterizira takva stabilna vrijednost jednaka 2,67:

C o + 2O \u003d CO 2

M \u003d 12 g - 2 × 16 x \u003d COD / C org. =

Za tvari s većim sadržajem ugljika i vodika, tj. kada je formalno oksidaciono stanje ugljika< 0, на окисление каждого атома углерода до СО 2 требуется больше кислорода, а следовательно ХПК/С орг. > 2,67.

Stoga, ako COD/C org. > 3, onda je to signal da je voda kontaminirana supstancama s relativno dugim lancima ugljikovodika u molekulima (vjerovatno hemijskim proizvodima ili naftnim proizvodima). Zatim se voda detaljnije analizira. Moguće je odrediti sadržaj naftnih derivata u njemu, oduzeti vrijednosti COD i Corg koje mu odgovaraju. odnosno iz brojnika i nazivnika razlomka COD / C org. i dobije se nova vrijednost ovog indikatora, koja se može koristiti za procjenu prisustva u vodi drugih zagađivača sa dugim ugljikovodičnim lancem u molekulu.

Primjeri takvih supstanci:

Ako je formalno stanje oksidacije ugljika u organskoj molekuli > 0, tada je COD/C org.< 2,67. Самое маленькое значение этого отношения у щавелевой кислоты: ХПК/С орг. = 0,67.

Dakle, ovaj pokazatelj je karakteristika zagađenja vode industrijskim otpadnim vodama. Odražavajući odnos između količine C, H, N i O u molekulima organskih jedinjenja, pruža korisne informacije o prirodi ovih jedinjenja.

III. III. Vanposlovni prihodi i rashodi (indikatori 12, 13, 14.15, 16)

III. Redoslijed skladištenja, održavanja i popravke borbene zastave

organski ugljenik. Organski ugljik je najpouzdaniji pokazatelj ukupnog sadržaja organske tvari u prirodnim vodama, koji u prosjeku čini oko 50% mase organske tvari.

Sastav i sadržaj organskih tvari u prirodnim vodama određen je kombinacijom mnogih procesa koji su različiti po prirodi i brzini: posmrtno i doživotno izlučivanje vodenih organizama; dotoci sa atmosferskim padavinama, sa površinskim oticanjem kao rezultat interakcije atmosferskih voda sa tlom i vegetacijom na površini sliva; primici iz drugih vodnih tijela, iz močvara, tresetišta; primanja iz kućnih i industrijskih otpadnih voda.

Koncentracija organskog ugljika podložna je sezonskim fluktuacijama, čija je priroda određena hidrološkim režimom vodnih tijela i povezanim sezonskim varijacijama u hemijskom sastavu, privremenim promjenama u intenzitetu bioloških procesa. U donjim slojevima vodnih tijela i površinskom filmu sadržaj organskog ugljika može se značajno razlikovati od njegovog sadržaja u ostatku vodene mase.

Organske materije se nalaze u vodi u rastvorenom, koloidnom i suspendovanom stanju, formirajući određeni dinamički sistem, uglavnom neravnotežan, u kome se pod uticajem fizičkih, hemijskih i bioloških faktora kontinuirano odvijaju prelazi iz jednog stanja u drugo.

Najniža koncentracija ugljika rastvorenih organskih materija u nezagađenim prirodnim vodama je oko 1 mg/dm 3 , najviša obično ne prelazi 10-20 mg/dm 3 , ali u močvarnim vodama može dostići i nekoliko stotina mg/dm 3 .

Ugljovodonici (naftni proizvodi i aromatični ugljovodonici). Trenutno je površina Svjetskog okeana na ogromnim površinama prekrivena ugljovodoničnim filmom. Razlozi za to su:

§ Odlaganje otpada iz rafinerija nafte (npr. samo jedno postrojenje prosječnog kapaciteta proizvodi 400 tona otpada dnevno –1);

§ odlaganje balasta i pranje cisterni naftovoda nakon transporta (količina nafte koja dospe u vodu u proseku je 1% transportovanog tereta, odnosno 1–2 Mt godišnje -1);

§ veliki broj nesreća sa tankerima (samo u periodu od 1967. do 1974. godine bila je 161 nesreća (Erhard, 1984), od 1960. do 1970. godine - oko 500 (Ramad, 1981)).

Slika 12.1 prikazuje udjele različitih antropogenih izvora u zagađenju oceana naftnim derivatima. No, potrebno je uzeti u obzir i činjenicu da je nafta prirodna tvar i da u morsku vodu ulazi ne samo kao rezultat tehnogenog djelovanja, već i prirodnim prinosima (prema različitim procjenama, od 20 kt do 2 Mt po godina -1).

Rice. 12.1. Antropogeni ulazak naftnih derivata u okeane
(petak, 2002.)

Naftni proizvodi su među najčešćim i opasnim materijama koje zagađuju površinske vode. Nafta i njeni rafinirani proizvodi su izuzetno složena, nestabilna i raznolika mješavina supstanci (zasićene niske i velike molekulske mase, nezasićeni alifatski, naftenski, aromatični ugljovodonici, kisik, dušik, sumporna jedinjenja, kao i nezasićena heterociklična jedinjenja kao što su smole, asfalteni , anhidridi, asfalteni). kiseline). Koncept "naftnih proizvoda" u hidrohemiji uslovno je ograničen samo na frakciju ugljikovodika (alifatski, aromatični, aliciklični ugljikovodici).

Velike količine naftnih derivata ulaze u površinske vode kada se nafta transportuje vodom, sa otpadnim vodama naftnih, naftnih, hemijskih, metalurških i drugih industrija, sa vodom za domaćinstvo. Neke količine ugljovodonika ulaze u vodu kao rezultat intravitalnih izlučivanja biljnih i životinjskih organizama, kao i kao rezultat njihovog postmortalnog razlaganja.

Kao rezultat procesa isparavanja, sorpcije, biohemijske i hemijske oksidacije koji se dešavaju u ležištu, koncentracija naftnih derivata može značajno da se smanji, dok njihov hemijski sastav može da pretrpi značajne promene. Aromatični ugljovodonici su najstabilniji, n-alkani su najmanje stabilni.

U vodnim tijelima koja nisu zagađena naftnim proizvodima, koncentracija prirodnih ugljovodonika može varirati u morskoj vodi od 0,01 do 0,10 mg / dm 3 i više, u vodama rijeka i jezera od 0,01 do 0,20 mg / dm 3, ponekad dostižući 1-1,5 mg / dm 3. Sadržaj prirodnih ugljikovodika određen je trofičkim statusom ležišta i u velikoj mjeri ovisi o biološkoj situaciji u ležištu.

Štetan uticaj naftnih derivata na različite načine utiče na ljudski organizam, divlje životinje, vodenu vegetaciju, fizičko, hemijsko i biološko stanje rezervoara. Alifatski, naftenski i posebno aromatični ugljovodonici male molekulske mase koji se nalaze u sastavu naftnih derivata imaju toksično, a donekle i narkotično dejstvo na organizam, utičući na kardiovaskularni i nervni sistem. Najveću opasnost predstavljaju policiklični kondenzovani ugljovodonici poput 3,4-benzapirena, koji imaju kancerogena svojstva. Naftni proizvodi obavijaju perje ptica, površinu tijela i organe drugih vodenih organizama, uzrokujući bolesti i smrt.

Negativan uticaj naftnih derivata, posebno u koncentracijama od 0,001–10 mg/dm 3 , i njihovo prisustvo u obliku filma utiče i na razvoj više vodene vegetacije i mikrofita.

U prisustvu naftnih derivata, voda dobija specifičan ukus i miris, menja se njena boja i pH, a izmena gasova sa atmosferom se pogoršava.

MPC u naftnim proizvodima je 0,3 mg/dm 3 (granični indikator opasnosti - organoleptički), MPC vr - 0,05 mg / dm 3 (granični indikator opasnosti - ribarstvo). Prisustvo kancerogenih ugljovodonika u vodi je neprihvatljivo.

PAH. Zagađenje policikličkim aromatičnim ugljovodonicima (PAH) je sada globalno. Njihovo prisustvo je pronađeno u svim elementima prirodnog okruženja (vazduh, tlo, voda, biota) od Arktika do Antarktika.

PAH-ovi sa izraženim toksičnim, mutagenim i kancerogenim svojstvima su brojni. Njihov broj dostiže 200. U isto vrijeme, PAH-ova distribuiranih u cijeloj biosferi nije više od nekoliko desetina. To su antracen, fluorantren, piren, krizen i neki drugi.

Najkarakterističniji i najčešći među PAH-ima je benzo(a)piren (BP):

BP je visoko rastvorljiv u organskim rastvaračima, dok je izuzetno slabo rastvorljiv u vodi. Minimalna efektivna koncentracija benzo(a)pirena je niska. BP se transformiše pod dejstvom oksigenaza. Proizvodi transformacije BP su krajnji karcinogeni.

Udio BP u ukupnoj količini posmatranih PAH je mali (1–20%). Oni ga čine značajnim:

§ Aktivna cirkulacija u biosferi

§ Visoka molekularna stabilnost

§ Značajna pro-kancerogena aktivnost.

Od 1977. godine BP se na međunarodnom nivou smatra indikatorskim jedinjenjem, čiji se sadržaj koristi za procjenu stepena zagađenja životne sredine kancerogenim PAH-ovima.

Različiti abiotički i biotički izvori uključeni su u formiranje prirodne pozadine benzo(a)pirena.

Geološki i astronomski izvori. Budući da se PAH sintetiziraju tokom termičkih transformacija jednostavnih organskih struktura, BP se nalazi u:

§ materijal meteorita;

§ magmatske stijene;

§ hidrotermalne formacije (1–4 µg kg -1);

§ Vulkanski pepeo (do 6 µg kg -1). Globalni protok vulkanskog BP dostiže 1,2 tone godišnje -1 (Izrael, 1989).

Abiotička sinteza BP moguća je tokom sagorevanja organskih materijala tokom prirodnih požara. Prilikom paljenja šume formira se travnati pokrivač, treset, do 5 tona godišnje -1. Biotička sinteza BP pronađena je za brojne anaerobne bakterije sposobne sintetizirati BP iz prirodnih lipida u sedimentima dna. Prikazana je mogućnost sinteze BP i hlorele.

U savremenim uslovima, povećanje koncentracije benzo(a)pirena povezano je sa antropogenim poreklom. Glavni izvori BP-a su: domaći, industrijski ispusti, ispiranja, transport, nezgode, transport na velike udaljenosti. Antropogeni protok BP je približno 30 t godišnje -1.

Osim toga, važan izvor BP koji ulazi u vodeni okoliš je transport nafte. U ovom slučaju oko 10 t godišnje -1 uđe u vodu.

Najveće zagađenje BP karakteristično je za uvale, zaljeve, zatvorene i poluzatvorene morske bazene podložne antropogenom utjecaju (tabela 12.4). Najveći nivoi zagađenja BP trenutno su zabilježeni za Sjeverno, Kaspijsko, Sredozemno i Baltičko more.

Benz(a)piren u sedimentima dna

Ulazak PAH-ova u morsku sredinu u količini koja premašuje mogućnosti njihovog rastvaranja povlači za sobom sorpciju ovih jedinjenja na suspendovanim česticama. Suspenzije se talože na dno i, posljedično, BP se akumulira u sedimentima dna. U ovom slučaju, glavna zona akumulacije PAH-a je sloj od 1-5 cm.

PAH u padavinama su često prirodnog porijekla. U tim slučajevima, one su ograničene na tektonske zone, područja dubokog termičkog uticaja, područja disperzije akumulacija gasa i nafte.

Međutim, najveće koncentracije BP se nalaze u zonama antropogenog uticaja.

PAH se ne samo sorbiraju na površini organizama, već se i koncentrišu unutar ćelije. Planktonske organizme karakteriše visok nivo akumulacije PAH-a.

Sadržaj BP u planktonu može varirati od nekoliko μg kg -1 do mg kg -1 suhe težine. Najčešći sadržaj je (2–5) 10 2 µg kg -1 suhe težine. Za Beringovo more, faktori akumulacije (omjer koncentracije u organizmima i koncentracije u vodi) u planktonu (Cp/Sw) kreću se od 1,6 10 do 1,5 10 4 , faktori akumulacije u neustonu (Cn/Sw) kreću se od 3,5 10 2 do 3,6 10 3 (Izrael, 1989).

Budući da se većina bentoskih organizama hrani suspendiranom organskom tvari i detritusom tla, koji često sadrže PAH u koncentracijama višim nego u vodi, bentonti često akumuliraju BP u značajnim koncentracijama (Tablica 12.1). Poznato je akumuliranje PAH-ova kod poliheta, mekušaca, rakova i makrofita.

Budući da su PAH supstance koje se javljaju u prirodi, prirodno je da postoje mikroorganizmi koji ih mogu uništiti. Tako su u eksperimentima u sjevernom Atlantiku bakterije koje oksidiraju BP uništile 10-67% primijenjenog BP-a. U eksperimentima u Tihom okeanu, pokazana je sposobnost mikroflore da uništi 8-30% unesenog BP. U Beringovom moru mikroorganizmi su uništili 17–66% primijenjenog BP, au Baltičkom moru 35–87%.

Da, tako je: voda je organska supstanca i u tom smislu je osnova svega. živeći na zemlji. Aforistički rečeno, voda je život, a nefigurativno, ali bukvalno.

Dozvolite mi da počnem jednostavnom izjavom: nauka nam govori da je cijeli organski svijet uključujući i biljke i životinje, čine 80-90% vode i svi procesijavljaju se ponovo uz direktno učešće iste vode. Samo ovočinjenica, takoreći, govori nam da sama voda mora biti organska materijaS tim u vezi, odmah ću istaći da je to izuzetno važno i ujednojednako jednostavna i svima bez izuzetka priznata činjenica da je rođenje sveorganizmi naše planete neraskidivo su povezani sa vodom. cak bih to rekao ovako:- ovo je posebno transformisana i organizovana voda.

Zaista, ne treba imati sedam raspona na čelu da bi se to za bilo koji živog organizma, voda nije samo nezamjenjiva, već i glavna komponentakomponenta. Njegova količina u živim organizmima, sa mogućim izuzetkomkreće se od 70 do 99,7% po težini. Samo iz ove činjenice, da ne spominjem drugušto je još značajnije, očigledno je da voda ne igra samo veliku uloguvitalnu aktivnost organizama, kao što svi bez izuzetka prepoznaju, i uloguodlučujući, odlučujući, fundamentalni. Ali igrati takvu ulogu,sama po sebi mora biti organska materija.

Čudno, međutim, ispada stvar: u principu, niko ne spori primarna uloga vode u životu svih živih bića bez izuzetka, a ipakočiglednu kontradikciju takvoj ulozi svi prepoznaju i hemijskisastav vode, izražen formulom H2O. Ali čineći to, dobrovoljno ili nevoljnopriznaje se potpuno apsurdna činjenica, naime, da je voda taj bezuslovni temeljsav organski život - sam po sebi je neorganska materija, drugim riječima,mrtva supstanca

Stoga se od samog početka nameće teška alternativa: bilo pogrešna ideja o vodi kao osnovi svih živih bića, ili pogrešnatrenutno razumijevanje hemijskog sastava vode. Prvo "ili"odmah odbačen jer ispod njega nema zemlje. Ostaje drugi"bilo", odnosno da je formula za vodu H2O pogrešna. Nema treće opcijeU ovom slučaju to nije dato i ne može biti u principu. A ovdje je već a priori, tj.prije bilo kakvog iskustva, postoji svaki razlog da se tvrdi da je voda sama po sebi supstancaorganski. Upravo taj (i samo ovaj!) kvalitet može ga učiniti osnovom svegaživ. I bez obzira na argumente protiv ovoga sadašnja dobro hranjenaopuštene nauke, ovi argumenti su takođe a priori, odnosno, očigledno jesupogrešno. Tek tada može pitanjePre nego što pređem na ovo glavno pitanje, želeo bih da skrenem pažnjujoš jedna izuzetna činjenica u svakom pogledu, koja, kao što ćemo videti,dalje, direktno je povezan sa vodom. Činjenica je sledeća: hemijskiosnova svake žive supstance, bez ikakvog izuzetka, jestejedinjenja ugljovodonika. Poznato je da se živi organizam sastoji od kombinacijeprilično ograničen broj hemijskih elemenata. Dakle, recimo 96% maseLjudsko tijelo se sastoji od uobičajenih elemenata kao što je ugljik (C)vodonik (H), dušik (N) i kisik (O)Dakle, za početak, prisjetimo se: osim vode, druga osnova je sve organskijedinjenja na zemlji su ugljeni hidrati. One su jednostavnespojevi koji se sastoje, ponavljam, od ugljika (C), vodika (H) i kisika (O)na različite načine, a obično se izražavaju općom formulom CnH2nOn. Za ovaj trenutakobraćam posebnu pažnju. Upoređujući ova dva momenta, već a priori možemoodnosno prije bilo kakvog iskustva, štaviše, sa stopostotnom sigurnošću će rećida voda, kao osnova života, takođe mora biti ugljovodonikspoj. I u svojoj knjizi "Vječne misterije nauke (očima amatera)", naginjanje Na osnovu podataka dostupnih u nauci, dosledno dokazujem da voda zaista jesteima formulu ne H2O, već CH2O, ili, drugim riječima, je ugljovodonikspoj, a time i organska materija. Samo u ovom svojstvu, a neŠta drugo, može poslužiti kao osnova čitavog života na Zemlji.

Sada za proteine. Oni su također isključivo složena organska jedinjenja, koja se sastoje od svih istih elemenata koji su nam poznatinaime ugljik, kisik i vodonik. Drugim riječima, možete u potpunostirazlog da se tvrdi da se sva živa bića sastoje od različitih kombinacija istihelemenata od kojih se sama voda sastoji, ako se, naravno, zasniva na njenim formulamaCH2O. Ova činjenica postavlja sve na svoje mjesto bez ikakvog preterivanja i dodatnih masa.vještačke konstrukcije i rekviziti, koji služe samo da se nekako vežunekoherentan. Dakle, poenta je mala: dokazati da je voda zaista prisutnaje organska supstanca. Počnimo s ovim.

Nema potrebe dokazivati ​​da voda nije samo glavna, već i jedina apsolutno neophodan supstrat svih živih bića. Međutim, cijela poenta je opet u tomeda bi voda igrala takvu ulogu, ona sama po sebi mora biti organskasupstance. Tu leži cijela zamka, od moderne nauke, a poslije nea svi ljudi koji slijepo vjeruju u njene zaključke i dalje vjeruju da voda postojineorganska supstanca, sve sa istom dobro poznatom svakom školarcu formula H2O Po toj formuli cijela svjetska nauka lupa čelom više od dvije stotine godina.vrijeme kada je francuski hemičar Lavoisier rekao svijetu da se voda sastoji od dvaelemenata - vodonika i kiseonika, iz kojih je prirodno sledilo da se ona hranineorganska supstanca. Od tog vremena, ne samo sve nenaučno, nego, štanevjerovatno, i cijeli naučni svijet je bezuslovno vjerovao u to (i, štaviše, vjeruje usada), o čemu, posebno, svjedoči ogroman broj kontradiktornihnajfantastičnije hipoteze i teorije o nastanku života. Štaza rušenje ove "blažene" vjere ovdje je potreban iskorak, sličan onom kojinapravio svojevremeno Kopernik, izlažući svoj heliocentrični sistem umjestoPtolomejeva geocentrična hipotezaU stvari, razmislite sami: ne samo fantastično, već i iskrenoobeshrabrujuća činjenica je da je najjednostavnijimisao, naime: ako voda čini do 90% mase svih živih organizama, ako bez vode sva živa bića venu i umiru, onda iz ovoga sa potpunom očiglednošću ne slijedi da je voda osnova života, a ne u nekom figurativnom, simboličkom smislu, ali u najdirektnijem smislu. Drugim riječima, kao glavnu premisu potrebno je prepoznati da je voda sama po sebi organska supstanca i da kao takva nije samo glavna, već jedina osnova cjelokupnog života na Zemlji. Ako nema vode, nema (i ne može biti!) života.

Dakle, još jednom ponavljam: voda je po svojoj prirodi organska supstanca i njena formula nije H2O, nego CH2O, i u tom svojstvu je zapravo (a ne figurativno) osnova čitavog života na Zemlji. Reći ću više: hemijska supstanca, koja je u hemiji dobila naziv dušik (N), zapravo je i organska supstanca (tačnije, ista ugljikovodična grupa CH2, koja će biti prikazana u nastavku)*. Ova dva zaključka daju osnovu za potpuno novi pogled na nastanak života. Život nije nastao u neka davna vremena pod nekim izuzetnim uslovima, kako naučni svet još veruje. Ne, on nastaje neprekidno i doslovno pred našim očima, jer je njegova osnova, voda, očuvana. Ponavljam još jednom: u svim živim sistemima 98% mase otpada na sledeća četiri elementa: vodonik, ugljenik, kiseonik, azot. Proteini, nukleinske kiseline, ukratko, sva živa bića, uglavnom se sastoje od istih elemenata. Ovaj trenutak treba uzeti kao polaznu tačku. Formula proteina u svom općem obliku izgleda ovako: CnH2nOn, ili u najjednostavnijoj verziji - CH2O. I evo molim vas za pažnju! Kako nas naučnici uvjeravaju, proteini i nukleinske kiseline čine do 98% tvari svakog živog organizma. Ali u isto vrijeme, isti naučnici tvrde da je voda i do 90% istog živog organizma. Ispostavilo se da proteini i voda zajedno čine oko 200% supstance živih organizama. Ali to ne može biti: nemoguće je da se isti organizam sastoji od sto posto jedne supstance i sto posto druge tvari. Postoji samo jedan izlaz iz ove teške, ako ne i delikatne situacije, naime: prepoznati da je voda sama po sebi organska supstanca i da je u tom svojstvu i osnova proteinskih tijela. U ovom slučaju sve dolazi na svoje mjesto. Ovdje se postavlja suštinski važno pitanje: postoji li na Zemlji u slobodnom stanju i u zapreminama koje odgovaraju ukupnoj masi živih tijela, takve tvari koja se i sama sastoji od kombinacije vodonika, ugljika, kisika i dušika? Odgovarajući na njega, odgovorićemo ne samo na pitanje nastanka života, već i na pitanje šta je njegova osnova, njegov trajni temelj, omogućavajući mu ne samo da postoji, već i da se neprestano reprodukuje. Dakle: ova supstanca je voda i njena formula nije H2O, već CH2O. Iz ovoga prirodno proizlazi da je upravo voda (i ništa drugo!) ta supstanca koja sadrži sve navedene komponente života: vodonik, kisik, ugljik i dušik (o čemu zapravo dušik predstavlja bit će riječi u nastavku). U tom smislu, voda ne spada samo u grupu ugljikohidrata – ona čini njenu osnovu, njenu glavnu masu i u tom svojstvu predstavlja jedini, štoviše, praktično neiscrpni izvor cjelokupnog života na Zemlji. Ovo eliminira očiglednu kontradikciju između sadržaja vode i proteina u živim organizmima, koja je gore spomenuta, jer u formuli koja je ovdje predložena, sama voda čini prirodnu osnovu i proteina i nukleinskih kiselina.

Međutim, cijela intriga je u tome što je Lavoisierova formula vode, H2O, stala na put takvom prepoznavanju kao snažna i još uvijek nepremostiva prepreka. Vjerovanje u njegovu istinitost, koje je sačuvano do danas, iznjedrilo je mnoštvo različitih, ponekad i najfantastičnijih teorija i hipoteza o nastanku života, kojima je povijest znanosti puna.