compuestos orgánicos en el agua. Impurezas orgánicas del agua natural. Sales minerales disueltas

Muchos tipos de aguas residuales contienen sustancias de descomposición, además de algunas aguas residuales industriales, que consisten principalmente en componentes químicamente tóxicos. Una sustancia en descomposición, como la carne o la sangre, es de naturaleza orgánica y está sujeta a la ley universal de la naturaleza: la descomposición, que finalmente conduce a la mineralización. Dado que, como en el caso de la descomposición de la carne descrito anteriormente, el proceso de descomposición es estimulado y mantenido por enzimas autolíticas, gran parte de lo anterior es cierto tanto para las aguas residuales como para la carne. La diferencia, que debe notarse ya en vista de la concentración desigual de la sustancia putrefacta - en el primer caso, carne compacta, y en el segundo - una emulsión, etc., no se aplica a la naturaleza del proceso de descomposición, incluso si estos últimos ocurren en las aguas residuales de empresas recicladoras donde antes en total, el tratamiento térmico se realiza por la acción física del vapor sobrecalentado (descomposición por ebullición). Parte de los microorganismos formadores de esporas sobreviven durante la esterilización y también se incluyen en el proceso de descomposición. En este caso, hay una disminución porcentual de la demanda bioquímica de oxígeno.

Frente a los esfuerzos que se realizan en un momento determinado para interrumpir el proceso de descomposición de las materias primas de las empresas recicladoras con el fin de conservar la alimentación, todos los esfuerzos en la depuración de aguas residuales van encaminados a conseguir, mediante el aporte de oxígeno, una rápida y completa mineralización de los componentes orgánicos. Si se inhibe el proceso de mineralización, por ejemplo por un mayor contenido de grasa en las aguas residuales, este efecto similar a la conservación indeseable debe contrarrestarse con especial vigor (Randolph, 1977).

El tratamiento de aguas residuales es esencialmente sedimentación con formación de lodos putrefactos, así como actividad de descomposición de microorganismos durante la aerobiosis (lodos activados). Los lodos putrefactos durante la anaerobiosis, al estar expuestos a la acción de microorganismos, se deshidratan, mientras que las escamas de lodos activados soportan todos los procesos biológicos de tratamiento de aguas residuales. ( tanque de metano, sedimentación, pozo Emscher), luego para mantener la aerobiosis durante mucho tiempo, por el contrario, se necesitan estructuras técnicas complejas (biofiltros, estanques de oxidación, circuitos de activación, cascadas).

El suministro de oxígeno es un requisito previo importante para la multiplicación de microbios que descomponen la materia orgánica contenida en las aguas residuales. Además, el número de microbios disminuye (el deseo de anaerobiosis), si el oxígeno usado no se reemplaza constante y regularmente por uno nuevo (las bacterias y los hongos son C-heterótrofos). Esta es la base de su capacidad para descomponer la materia orgánica. Esta función de los microbios es una parte importante del sistema ecológico, dentro del cual se deben considerar las aguas residuales y su tratamiento, así como la autolimpieza biológica de ríos y lagos. Las bacterias en cuerpos de agua naturales y aguas residuales están “satisfechas” con concentraciones insignificantes de nutrientes. 39 de 47 familias de bacterias tienen sus representantes en la microflora de cuerpos de agua y aguas residuales (Reinheimer, 1975). Aquí también se encuentran hongos, que también absorben materia orgánica, ya que son C-heterótrofos. La mayoría de los hongos también necesitan oxígeno libre. Los hongos se caracterizan por una alta tolerancia al pH y, a menudo, un rango relativamente amplio de temperaturas en las que pueden existir (pH 3.2-9.6; temperatura 1-33°C). Los hongos descomponen proteínas, azúcar, grasa, almidón, pectinas, hemicelulosa, celulosa, quitina y lignina. El número de saprófitos en relación al número total de microbios en tomas de agua muy contaminadas oscila entre 1:5 y 1:100, mientras que en cuerpos de agua oligotróficos esta cifra varía entre 1:100 y 1:1000. La temperatura del agua residual y su saturación de proteínas tienen una fuerte influencia en el período de regeneración de las bacterias heterótrofas y en la composición de la flora microbiana. En las aguas residuales aparecen primero los saprofitos, luego los microbios que descomponen la celulosa y finalmente las bacterias nitrificantes, que son las que están representadas en mayor número. Cada mililitro de agua residual doméstica puede contener entre 3 y 16 millones de bacterias, incluidas decenas o incluso cientos de miles de bacterias coli. Estas aguas residuales contienen una amplia gama de Enterobacteriacetas. Las aguas residuales contaminadas, ricas en materia orgánica, se enriquecen fácilmente con clamidobacterias, especialmente Sphaerotilus natans, lo que posteriormente puede conducir a un fenómeno llamado forzamiento fúngico. Los saprofitos se diferencian de los microbios patógenos, en particular, en que los primeros descomponen solo la materia orgánica inanimada, mientras que los segundos también descomponen los tejidos vivos. En este caso, los patógenos preparan el campo de actividad de los saprofitos, destruyendo total o parcialmente los tejidos vivos. La demanda bioquímica de oxígeno (DBO) es la cantidad de oxígeno que necesitan los microorganismos de las especies mencionadas para descomponer las sustancias orgánicas nocivas en las aguas residuales tanto del reciclaje como de otras empresas. Está claro que la mayor necesidad de oxígeno de los microorganismos indica la contaminación de las aguas residuales. Mediante la medición de la demanda bioquímica de oxígeno durante un período de cinco días (DBOb), es posible determinar o estimar aproximadamente tanto el grado de contaminación de las aguas residuales con sustancias orgánicas nocivas como la calidad del funcionamiento del propio sistema de tratamiento. Los datos obtenidos de esta manera pueden complementarse determinando la demanda química de oxígeno de las sustancias, datos sobre la cantidad de sustancias precipitadas y su capacidad de descomposición. Es aconsejable determinar siempre el valor del pH y, si es necesario, también el número y el tipo de las bacterias más representadas (ver página 193 y siguientes).

materia orgánica. Se encontraron varios miles de sustancias orgánicas de diferentes clases y grupos químicos en el agua de las fuentes de abastecimiento de agua. Los compuestos orgánicos de origen natural -sustancias húmicas, aminas diversas, etc.- son capaces de modificar las propiedades organolépticas del agua, por lo que la probabilidad de que sus propiedades tóxicas se encuentren en el agua potable de los sistemas centralizados de abastecimiento de agua potable es baja, ya que deben eliminarse durante el tratamiento del agua.

No hay duda de que las sustancias orgánicas de origen tecnogénico, cuando ingresan con el agua potable, pueden afectar negativamente al organismo. El control analítico de su contenido en el agua potable es difícil no sólo por su gran número, sino también porque muchos de ellos son muy inestables y su continua transformación tiene lugar en el agua. Por lo tanto, el control analítico no puede identificar todos los compuestos orgánicos presentes en el agua potable. Sin embargo, muchas sustancias orgánicas tienen propiedades organolépticas pronunciadas (olor, sabor, color, capacidad de formación de espuma), lo que permite identificarlas y limitar su contenido en el agua potable. Ejemplos de tales sustancias son: tensioactivos sintéticos (tensioactivos) que forman espuma en concentraciones bajas (no tóxicas); fenoles, que dan al agua un olor específico; muchos compuestos organofosforados. Las sustancias orgánicas están siempre presentes en el agua natural de los embalses. En ocasiones, sus concentraciones pueden ser muy bajas (por ejemplo, en aguas de manantial y de deshielo). Las fuentes naturales de sustancias orgánicas son los restos en descomposición de organismos de origen vegetal y animal, tanto los que viven en el agua como los que caen al embalse desde el follaje, a través del aire, desde las orillas, etc. Además de las fuentes naturales, también existen fuentes tecnogénicas de sustancias orgánicas: empresas de transporte (productos del petróleo), plantas procesadoras de pulpa y papel y madera (ligninas), plantas procesadoras de carne (compuestos proteicos), efluentes agrícolas y fecales, etc. La contaminación orgánica ingresa al embalse de diferentes maneras, principalmente con aguas residuales y lavados superficiales de lluvia del suelo. El contenido de sustancias orgánicas se estima mediante indicadores de DBO y DQO. Demanda bioquímica y química de oxígeno - DBO y DQO ​​- indicadores integrales adoptados en higiene, hidroquímica y ecología, que caracterizan el contenido de sustancias orgánicas inestables (no conservantes) en el agua, que se transforman en agua por hidrólisis, oxidación y otros procesos. El contenido de tales sustancias se expresa en términos de la cantidad de oxígeno necesaria para su oxidación en un medio fuertemente ácido con permanganato (DBO) o bicromato (DQO). Estas sustancias incluyen ácidos alifáticos, algunos ésteres, aminas, alcoholes. Por lo tanto, el control analítico del agua potable debe estar dirigido a determinar sustancias suficientemente estables (conservadoras) que no tengan propiedades organolépticas pronunciadas, pero que representen un alto riesgo para la salud debido a su toxicidad pronunciada, acumulabilidad o la capacidad de causar efectos a largo plazo que son desfavorable para la salud de un individuo o de generaciones posteriores (mutagénico - estructuras hereditarias cambiantes, cancerígeno, embriotóxico, gonadotóxico). Entre estos compuestos, los siguientes grupos son de gran importancia higiénica: pesticidas agrícolas, hidrocarburos poliaromáticos, trihalometanos. Recientemente, la importancia higiénica de las dioxinas, los dibenzofuranos y los bifenilos, productos tecnogénicos, ha sido ampliamente discutida en la literatura.

En condiciones naturales, las sustancias orgánicas en el agua son destruidas por bacterias, experimentando una oxidación bioquímica aeróbica con la formación de dióxido de carbono. En este caso, el oxígeno disuelto en agua se consume para la oxidación. En cuerpos de agua con un alto contenido de materia orgánica, la mayor parte de la AR se consume para la oxidación bioquímica, privando así de oxígeno a otros organismos. Por lo tanto, aumenta el número de organismos más resistentes al bajo contenido de AR, desaparecen las especies amantes del oxígeno y aparecen especies tolerantes a la deficiencia de oxígeno. Así, en el proceso de oxidación bioquímica de sustancias orgánicas en el agua, la concentración de OD disminuye, y esta disminución es indirectamente una medida del contenido de sustancias orgánicas en el agua. El indicador correspondiente de la calidad del agua, que caracteriza el contenido total de sustancias orgánicas en el agua, se denomina demanda bioquímica de oxígeno (DBO).

La DBO es la cantidad de oxígeno en (mg) necesaria para la oxidación de materia orgánica en 1 litro de agua en condiciones aeróbicas, sin acceso a la luz, a 20 °C, durante un período determinado como resultado de procesos bioquímicos que ocurren en el agua. La determinación de DBO se basa en la medición de la concentración de AR en una muestra de agua inmediatamente después del muestreo, así como también después de la incubación de la muestra. La incubación de la muestra se lleva a cabo sin acceso de aire en un matraz de oxígeno (es decir, en el mismo recipiente donde se determina el valor de RK) durante el tiempo necesario para que se produzca la reacción de oxidación bioquímica. Dado que la velocidad de la reacción bioquímica depende de la temperatura, la incubación se lleva a cabo en un modo de temperatura constante (20 ± 1) °C, y la precisión del análisis de DBO depende de la precisión del mantenimiento del valor de temperatura. Por lo general, determine la DBO para 5 días de incubación (DBO5). También se puede determinar la DBO10 durante 10 días y la DBOtotal durante 20 días (en este caso, se oxidan aproximadamente el 90 y el 99 % de las sustancias orgánicas, respectivamente). Se acepta tentativamente que la DBO5 es aproximadamente un 70% BODFULL, pero puede ser del 10 al 90% dependiendo de la sustancia oxidante. La iluminación de la muestra también puede introducir un error en la determinación de la DBO, lo que afecta la actividad vital de los microorganismos y puede, en algunos casos, causar oxidación fotoquímica. Por lo tanto, la incubación de la muestra se realiza sin acceso a la luz (en un lugar oscuro).

Una característica de la oxidación bioquímica de sustancias orgánicas en el agua es el proceso de nitrificación que lo acompaña, que distorsiona la naturaleza del consumo de RK. Si bien las aguas residuales tanto naturales como domésticas contienen una gran cantidad de microorganismos que pueden desarrollarse debido a las sustancias orgánicas contenidas en el agua, muchos tipos de aguas residuales industriales son estériles o contienen microorganismos que no son capaces de procesar aeróbicamente las sustancias orgánicas. Sin embargo, los microbios pueden adaptarse (adaptarse) a la presencia de varios compuestos, incluidos los tóxicos. Por lo tanto, en el análisis de este tipo de aguas residuales (generalmente se caracterizan por un mayor contenido de sustancias orgánicas), se suele utilizar la dilución con agua saturada de oxígeno y que contiene aditivos de microorganismos adaptados. la composición de tales aguas a menudo incluye sustancias que ralentizan en gran medida el proceso de oxidación bioquímica y, a veces, tienen un efecto tóxico en la microflora bacteriana.

Los efectos nocivos de las sustancias orgánicas en un cuerpo de agua pueden ser causados ​​por:

1. Sustancias orgánicas individuales por su toxicidad;

2. La totalidad de sustancias orgánicas presentes en un cuerpo de agua. Esta última influencia puede ser doble:

2.1. La materia orgánica no es necesariamente tóxica. Muchos de ellos, si están presentes en pequeñas concentraciones, pueden considerarse beneficiosos, porque. servir como alimento para los microorganismos. Sin embargo, más a menudo nos encontramos con los efectos nocivos de las sustancias orgánicas. Los microorganismos aeróbicos que se alimentan de materia orgánica consumen oxígeno disuelto en agua. Si este consumo excede la reposición de oxígeno fresco debido a la fotosíntesis o la absorción del aire en la superficie del depósito (reaireación), las condiciones son perjudiciales para los organismos vivos aeróbicos. Pero si la contaminación orgánica y el consumo de oxígeno asociado no van más allá de los límites moderados, es decir, los microorganismos aerobios se conservan, luego las impurezas orgánicas son parcialmente oxidadas por estos últimos (disimilación), parcialmente utilizadas para crear biomasa (asimilación) y gradualmente eliminadas del agua.

2.2. Además, los contaminantes orgánicos en su totalidad pueden tener una variedad de otros efectos negativos. Su presencia se refleja en el color y la transparencia del agua; a menudo bajo su influencia, los olores y sabores no específicos se vuelven más notorios; en la preparación de agua potable por cloración u ozonización aumenta el consumo del agente oxidante, lo que conduce a un deterioro del sabor del agua potable.

De lo anterior se deduce que, en primer lugar, interesan aquellos contaminantes orgánicos que están sujetos a una oxidación rápida por parte de los microorganismos, luego se presta atención a todas las demás impurezas orgánicas, ya que en cualquier caso su presencia en el agua es indeseable.

Al analizar el agua, en primer lugar, se determina el contenido total de impurezas orgánicas. El propósito de tal definición puede ser diferente. Así, el análisis de manantiales y aguas subterráneas con bajo contenido de contaminantes orgánicos debería confirmar la posibilidad de su uso como agua potable; el análisis de las aguas superficiales permite encontrar formas de mantener su balance de oxígeno, así como la posibilidad de su uso; en el estudio de aguas domésticas y residuales muy contaminadas, se resuelve el problema de la posibilidad de contaminación del sumidero con ellas o los métodos para su purificación.

Hace tiempo que se conocen métodos sencillos para determinar el contenido total de sustancias orgánicas que, sin embargo, no proporcionan información completa y precisa, por ejemplo, la determinación de la pérdida por ignición. Pérdida por ignición muestra la masa de sustancias orgánicas e inorgánicas que se volatilizan o descomponen al calcinarse (600 °C) con formación de productos volátiles.

Color de las aguas naturales asociado con el contenido de sustancias orgánicas: ácidos fúlvicos, que dan color al agua.

Los métodos integrales de control incluyen la evaluación del contenido de contaminantes orgánicos por carbono total.

Carbono orgánico total (C org.)

La determinación del carbono orgánico se basa en la determinación del CO 2 liberado durante su oxidación.La oxidación del carbono orgánico puede llevarse a cabo de dos maneras:

1. Combustión en seco de sustancias orgánicas en corriente de oxígeno sobre un catalizador (óxido de cobre) a 900 o C.

2. Oxidación húmeda, por ejemplo, con dicromato potásico K 2 Cr 2 O 7 en medio ácido o persulfato K 2 S 2 O 8 utilizando un catalizador.

Ambos métodos proporcionan una oxidación intensiva y obtienen resultados comparables en el análisis de diferentes tipos de agua.

El proceso de oxidación húmeda procede según el esquema:

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

3 co-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

Para acelerar la reacción de oxidación "húmeda", se utiliza Ag 2 SO 4 como catalizador.

La determinación interfiere con el carbono ligado inorgánico que se encuentra en los carbonatos y el CO 2 disuelto. Se eliminan durante la combustión seca soplando la mezcla a pH 4,6 - 4,8 con un flujo de oxígeno o durante la oxidación húmeda dejando reposar la muestra con una solución ácida de K 2 Cr 2 O 7 sin calentar. En este caso, todos los compuestos inorgánicos se oxidan y el flujo de aire elimina el CO 2 .

El dióxido de carbono formado durante la descomposición de sustancias orgánicas se determina mediante espectroscopia IR o, después de la hidrogenación catalítica en un catalizador de Ni a metano, se determina cromatográficamente con un detector de ionización de llama.

La determinación del CO 2 liberado también se puede realizar químicamente: gravimétricamente después de la absorción por ascarita (amianto impregnado con NaOH) o volumétricamente después de la absorción de KOH o Ba (OH) 2:

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

El HCO3 resultante se tituló con ácido a pH 4,3.

Ba(OH)2 + CO2 = BaCO3 + H2O

BaCO 3 se titula con ácido sobre fenolftaleína.

También existen analizadores automáticos que registran continuamente el contenido de carbono orgánico en el caudal de agua. Su principio de funcionamiento es el siguiente: una muestra de agua se evapora y se quema a t = 1000 o C en una corriente de aire en presencia de un catalizador. Para determinar el CO 2 resultante, se utilizan diferentes métodos, por ejemplo, un cambio en la conductividad térmica del gas, pero la mayoría de las veces la determinación se completa con el método IR en un dispositivo simplificado, porque sólo se mide el pico del CO2 formado.

Los métodos descritos determinan solo el carbono de las sustancias orgánicas, mientras que el hidrógeno y otros elementos no se determinan. Por lo tanto, la obtención de datos cuantitativos sobre el contenido de sustancias orgánicas solo es posible si se conoce su composición elemental.

Si la composición cualitativa de la parte orgánica de la muestra de agua cambia poco, entonces es fácil encontrar la relación entre la masa molar promedio de estas sustancias y el contenido de carbono orgánico, y así obtener un coeficiente para convertir el contenido de carbono orgánico en el cantidad de sustancias orgánicas, expresada en mg/l. Para aguas residuales de la industria alimentaria, aguas residuales domésticas y otras, en las que las sustancias orgánicas están representadas principalmente por carbohidratos, proteínas y sus productos de descomposición, este coeficiente puede tomarse igual a 2,4 - 2,5. Para las aguas residuales que se han sometido a un tratamiento bioquímico, para las aguas residuales de la producción química y otras industrias, estos coeficientes pueden variar mucho. Por lo tanto, se determinan individualmente para cada tipo de agua.

Además, por el valor del carbono orgánico total, es imposible obtener información precisa sobre el consumo estimado de oxígeno para su oxidación completa, ya que para ello, también es necesario tener datos sobre el contenido de hidrógeno en las sustancias orgánicas, que también se oxidarán, y sobre el oxígeno, que forma parte de las moléculas de estas sustancias.

Oxígeno disuelto

El oxígeno disuelto se encuentra en el agua natural en forma de moléculas. O2. Su contenido en agua se ve afectado por dos grupos de procesos de dirección opuesta: algunos aumentan la concentración de oxígeno, otros la disminuyen. El primer grupo de procesos que enriquecen el agua con oxígeno debe incluir:

• el proceso de absorción de oxígeno de la atmósfera; la velocidad de este proceso aumenta con una disminución de la temperatura, con un aumento de la presión y una disminución de la salinidad;
• la liberación de oxígeno por parte de la vegetación acuática durante la fotosíntesis, que se produce con mayor fuerza cuanto mayor sea la temperatura del agua, la intensidad de la luz solar y más nutrientes (P, N, etc.) en el agua;
• entrada en cuerpos de agua con aguas de lluvia y nieve, que generalmente están sobresaturadas con oxígeno.

El grupo de procesos que reducen el contenido de oxígeno en el agua incluye reacciones de su consumo a la oxidación de sustancias orgánicas: biológicas (respiración de organismos), bioquímicas (respiración de bacterias, consumo de oxígeno para la descomposición de sustancias orgánicas) y químicas (oxidación de Fe 2+ , Mn 2+ , NO 2 -, NH 4 +, CH 4, H 2 S). La tasa de consumo de oxígeno aumenta con el aumento de la temperatura, el número de bacterias y otros organismos acuáticos y sustancias que experimentan oxidación química y bioquímica. Además, puede ocurrir una disminución en el contenido de oxígeno en el agua debido a su liberación a la atmósfera desde las capas superficiales y solo si el agua a una temperatura y presión determinadas resulta estar sobresaturada con oxígeno.

En las aguas superficiales, el contenido de oxígeno disuelto varía ampliamente, de 0 a 14 mg/l, y está sujeto a fluctuaciones estacionales y diarias. Estos últimos dependen de la intensidad de los procesos de su producción y consumo, por lo tanto, se toma una muestra de oxígeno antes de las 12 del mediodía, hasta que el contenido de oxígeno haya alcanzado valores altos debido a la fotosíntesis (al monitorear, intentan arreglar lo peor). condiciones). La deficiencia de oxígeno se observa con mayor frecuencia en cuerpos de agua con altas concentraciones de sustancias orgánicas contaminantes y en cuerpos de agua eutróficos que contienen una gran cantidad de sustancias biogénicas y húmicas.

La concentración de oxígeno determina la magnitud del potencial redox y, en gran medida, la dirección y velocidad de los procesos de oxidación química y bioquímica de compuestos orgánicos e inorgánicos. El régimen de oxígeno tiene un efecto profundo en la vida del yacimiento. El contenido mínimo de oxígeno disuelto, que asegura el normal desarrollo de los peces, es de unos 5 mg/l. Reducirlo a 2 mg/l provoca una mortalidad masiva (muerte) de peces. Afecta negativamente el estado de la población acuática y la sobresaturación del agua con oxígeno como resultado de los procesos de fotosíntesis con una mezcla insuficientemente intensa de las capas de agua.

La determinación de oxígeno en aguas superficiales se incluye en los programas de observación para evaluar las condiciones de vida de los hidrobiontes, incluidos los peces, y también como característica indirecta para evaluar la calidad de las aguas superficiales y regular el proceso de autodepuración. El contenido de oxígeno disuelto es esencial para la respiración aeróbica y es un indicador de la actividad biológica (es decir, la fotosíntesis) en un cuerpo de agua. Sin embargo, dado que el contenido de oxígeno disuelto es el resultado de varios procesos, no existe una relación inequívoca entre el contenido de oxígeno disuelto y las sustancias orgánicas en el agua. Por ello, se han desarrollado métodos de laboratorio para estimar la demanda de oxígeno para la oxidación de sustancias orgánicas presentes en el agua, o indicadores de oxidabilidad.

Oxidabilidad

La oxidabilidad es un indicador indirecto del contenido de sustancias orgánicas en el agua, porque. caracteriza no la concentración de sustancias orgánicas, sino la propiedad del agua de consumir oxígeno disuelto para la oxidación de las sustancias orgánicas presentes en ella.

Así, según el grado de contaminación, el agua contiene más o menos cantidad de agentes reductores (en primer lugar, sustancias orgánicas), que son oxidadas por agentes oxidantes fuertes: permanganato, bicromato, etc. La cantidad de oxígeno equivalente a la cantidad de agente oxidante utilizada para oxidar los agentes reductores contenidos en 1 litro de agua se denomina oxidabilidad. Se define como mg de oxígeno por 1 litro de agua (mg O/l).

La composición de la materia orgánica en las aguas naturales se forma bajo la influencia de muchos factores. Entre los más importantes se encuentran los procesos bioquímicos intraacuáticos de producción y transformación, las entradas de otros cuerpos de agua, con escorrentías superficiales y subterráneas, con precipitación atmosférica, con aguas residuales industriales y domésticas. Las sustancias orgánicas formadas en el reservorio y que ingresan desde el exterior son de naturaleza y propiedades químicas muy diversas, incluida la resistencia a la acción de diversos agentes oxidantes. La proporción de sustancias fácilmente y difícilmente oxidables contenidas en el agua afecta significativamente la oxidabilidad del agua en las condiciones de uno u otro método de determinación.

Los valores de la oxidabilidad de las aguas naturales varían desde fracciones de miligramos hasta decenas de miligramos por litro, dependiendo de la productividad biológica general de los cuerpos de agua, el grado de contaminación con sustancias orgánicas, así como la influencia de las sustancias orgánicas de natural procedencia de pantanos, turberas, etc. Las aguas superficiales tienen una mayor oxidabilidad en comparación con las aguas subterráneas (décimas y centésimas de miligramo por 1 litro), con la excepción de las aguas de campos petroleros y las aguas subterráneas alimentadas por pantanos. Los ríos y lagos de montaña se caracterizan por una oxidabilidad de 2-3 mg O/l, ríos de tierras bajas - 5-12 mg O/l, ríos alimentados por pantanos - decenas de miligramos por 1 litro.

En embalses y cursos de agua sometidos a un fuerte impacto de las actividades humanas, el cambio en la oxidabilidad actúa como una característica que refleja el régimen de entrada de las aguas residuales. Para aguas naturales ligeramente contaminadas, se recomienda determinar la oxidabilidad del permanganato; en aguas más contaminadas, por regla general, se determina la oxidabilidad del bicromato (COD).

Entonces, dependiendo del agente oxidante utilizado, se distinguen la oxidabilidad del permanganato (índice de permanganato) y la oxidabilidad del bicromato (DQO - demanda química de oxígeno). Los resultados de determinar la oxidabilidad de la misma muestra de agua, pero usando diferentes agentes oxidantes, generalmente difieren debido al grado desigual de oxidación de varias sustancias en el agua analizada por estos agentes oxidantes. Depende no solo de las propiedades del agente oxidante, sino también de su concentración, temperatura, pH, etc. Por lo tanto, todos los métodos para determinar la oxidabilidad son condicionales y los resultados obtenidos son comparables solo si se observan estrictamente todas las condiciones para la determinación.

Comparemos diferentes métodos para medir la concentración de sustancias orgánicas (Fig. 1):

Figura 1. Características comparativas de los métodos de determinación

El indicador más obvio de la concentración de sustancias orgánicas en el agua (caracteriza su contenido en un 100%) es demanda teórica de oxígeno(TPK, o DQO teórica), que corresponde a la demanda de oxígeno para la oxidación de sustancias orgánicas, determinada a partir de la ecuación estequiométrica de la reacción de oxidación.

La demanda teórica de oxígeno es la cantidad de oxígeno (o agente oxidante en términos de oxígeno), en mg/l, necesaria para oxidar completamente las sustancias orgánicas contenidas en la muestra, en la que el carbono, el hidrógeno, el azufre, el fósforo y otros elementos, excepto el nitrógeno, si está presente en la materia orgánica, se oxida a sus óxidos superiores:

y el nitrógeno se convierte en amoníaco o sal de amonio:

N® NH 3 (NH 4 +).

Al mismo tiempo, el oxígeno, que formaba parte de las sustancias orgánicas oxidables, participa en el proceso de oxidación, y el hidrógeno de estos compuestos cede tres átomos por cada átomo de nitrógeno durante la formación del amoníaco (NH 3) o dos átomos por cada uno. átomo de oxígeno durante la formación del agua (H 2 O ).

Ejemplos de cálculo del TPK específico:

1. Ácido oxálico

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

1 mg - Latidos de TPK.

ritmos tpk \u003d mg O / mg de ácido oxálico.

2. glucosa

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

M=180g - 12×16g

1 mg - Latidos de TPK.

ritmos tpk = mg O/mg glucosa

3. Ácido acético

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

M=60g - 4×16g

1 mg - Latidos de TPK.

ritmos tpk = mg O/mg ácido acético

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

M= 89g - 6×16g

1 mg - Latidos de TPK.

ritmos tpk = mg O/mg anilina

Para algunos componentes individuales de aguas residuales domésticas e industriales de composición similar, el TPK específico es igual a:

sacarosa 1,12

Peptona 1.20

Albúmina 1,32

Caseína 1.39

Si la materia orgánica de las aguas residuales domésticas, que consiste principalmente en residuos de moléculas de proteínas y carbohidratos, se representa como (CH 2 O) n, entonces teóricamente la oxidabilidad debería ser igual a:

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

1 mg - Latidos de TPK.

ritmos tpk \u003d mg O / mg de materia orgánica en aguas residuales domésticas.

La evaluación de laboratorio de la demanda teórica de oxígeno se lleva a cabo por oxidación con dicromato de potasio en un ambiente fuertemente ácido en presencia de un catalizador de Ag 2 SO 4 . La cantidad de oxígeno equivalente a la cantidad de dicromato utilizada para la oxidación de sustancias orgánicas se denomina oxidabilidad del bicromato o DQO(demanda química de oxígeno).

El proceso procede de acuerdo con el esquema:

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

completamente idéntico al esquema de oxidación húmeda en la determinación del carbono orgánico total Сorg. . La oxidación se acelera y abarca incluso sustancias tan difíciles de oxidar como el ácido acético y los aminoácidos si la reacción se lleva a cabo en presencia de un catalizador de Ag 2 SO 4 .

Esquema de catálisis:

Se introduce en la reacción una cantidad estrictamente definida de bicromato de potasio. Después de la oxidación, el exceso de Cr 2 O 7 2- se titula con sal de Mohr Fe 2 (NH 4) 2 (SO 4) en presencia de un indicador (ferroína o ácido fenilantranílico):

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

El resultado se expresa en mg O/l, teniendo en cuenta que 1 molécula de Cr 2 O 7 2- equivale a tres átomos de oxígeno.

A pesar de que el dicromato es un agente oxidante fuerte y oxida casi todas las sustancias orgánicas, el resultado DQO es del 95-98% del DQO teórico (o TOD). La pérdida del 2-5% se debe principalmente a la formación de productos de descomposición volátiles resistentes a la oxidación (CO, CH 4). En condiciones normales de proceso, solo no se oxidan la piridina y algunos otros heterociclos que contienen nitrógeno (pirrol, pirrolidina, ácido nicotínico), así como los hidrocarburos poco solubles en agua, como el benceno y sus homólogos, la parafina y el naftaleno. Si la muestra analizada contiene agentes reductores inorgánicos, entonces la cantidad de los mismos, determinada por separado, debe restarse (en términos de oxígeno) del resultado de la determinación de la DQO.

En los programas de monitoreo, la DQO se usa como una medida de la cantidad de materia orgánica en una muestra que es susceptible de oxidación por un oxidante químico fuerte. La DQO se utiliza para caracterizar el estado de los cursos de agua y embalses, la entrada de aguas residuales domésticas e industriales (incluido el grado de su depuración), así como la escorrentía superficial. Este método es el principal en el análisis de aguas residuales y contaminadas, cuya oxidabilidad es > 100 mg O/L. También se puede utilizar para analizar aguas con una oxidabilidad de 5-100 mg O/l, pero la reproducibilidad será peor (±10%). Para aguas más puras, el método no es aplicable, porque da resultados inexactos: una pequeña cantidad de oxidante consumido en la reacción se define como la diferencia entre dos valores grandes: la cantidad de K 2 Cr 2 O 7 antes de la oxidación y la cantidad restante de K 2 Cr 2 O 7 después de la oxidación.

Sin embargo, el valor DQO del agua limpia utilizada como agua potable es de particular interés. Dado que los contaminantes orgánicos reaccionan con el K 2 Cr 2 O 7 casi por completo, la DQO es una medida más fiable de la oxidabilidad (que el PO, donde la oxidación se produce sólo en un 40 - 60 %), que se puede utilizar para juzgar la cantidad necesaria de ozono o cloro utilizado en el tratamiento del agua.

En este sentido, los instrumentos automáticos de medición de DQO son de particular interés. En uno de estos dispositivos, una muestra de agua se evapora en una corriente de nitrógeno, luego se quema en una cantidad de oxígeno medida con precisión bajo la acción de un catalizador a alta temperatura, y la cantidad residual de oxígeno se determina mediante un método potenciométrico.

Regulaciones COD para agua de embalses de uso doméstico y agua potable - 15 mg O / l, cultural y doméstico - 30 mg O / l.

El valor de DQO, si bien sirve como medida del contenido total de contaminantes orgánicos en el agua, sin embargo (como Corg.) no es suficiente para el cálculo cuantitativo de la contaminación si se desconoce la composición elemental de estas impurezas orgánicas. El factor de conversión (1 mg contaminante = 1,2 mg O/l DQO) varía con el contenido de O y N en la materia orgánica.

En la actualidad, hay un mayor enfoque en la definición relación COD/C org. en aguas superficiales y residuales. Naturalmente, al analizar aguas relativamente puras, este valor se encuentra con errores significativos, tanto por la dispersión en los resultados de DQO como porque Corg. se define como una pequeña diferencia entre dos grandes valores: el contenido de carbono total e inorgánico.

Esta relación para todos los carbohidratos (glucosa, sacarosa, polisacáridos) tiene el mismo valor, igual a 2,67. El mismo valor se obtendrá para los ácidos acético y láctico. Para las proteínas, asumiendo su composición promedio: C - 53%, H - 7%, O - 23%, N - 17%, S - 0,25%, obtenemos un valor de 2,8. Si para los ácidos húmicos la relación media C:H:O:N = 16:17:8:1, entonces para ellos DQO/C org. = 2.6.

Así, para las principales sustancias orgánicas de origen natural, la relación DQO/C org. = 2,6 - 2,8. Lo mismo puede decirse de las sustancias orgánicas en las aguas residuales de la industria alimentaria y las aguas residuales domésticas no contaminadas por las aguas residuales industriales.

Verifiquemos lo dicho por cálculo usando el ejemplo de la sacarosa:

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

M=342 gramos - 24×16 gramos

1 mg - Latidos de TPK.

ritmos tpk = mg O/mg sacarosa;

C 12 H 22 O 11 - 12 C

M=342 gramos - 12×12 gramos

1 mg - C org, late

De org, ud. = mg C/mg sacarosa

Tome la proporción: TPK late. /S org., ud. \u003d 1.12 / 0.42 \u003d 2.67.

La relación COD/C org. más conveniente que COD y Corg. por separado. El valor COD refleja no solo el contenido de carbono orgánico en la muestra, sino también el contenido de oxígeno e hidrógeno en las moléculas de sustancias orgánicas oxidables. El hidrógeno requiere una cantidad adecuada de oxígeno para convertirlo en agua; cuanto más hidrógeno hay en la molécula, mayor es la DQO. Por otro lado, el oxígeno, que forma parte de la molécula de la sustancia oxidante, participa en la formación de las moléculas de CO 2 y H 2 O y, por tanto, a más oxígeno, menos DQO.

DQO y C org. tomados por separado, no pueden caracterizar ni la naturaleza del contaminante orgánico ni su cantidad, si no se conoce la composición elemental. Al calcular la relación DQO/C org. la masa molar de la materia orgánica se reduce:

COD/C org. (para sacarosa) =

y la relación caracteriza la cantidad de oxígeno (en mg) necesaria para oxidar 1 mg de carbono presente en la molécula contaminante.

Dado que en la mayoría de las sustancias orgánicas de origen natural la relación H:O = 2:1, es decir como en una molécula de agua, o, en otras palabras, el estado de oxidación formal del carbono es 0, entonces el oxígeno del agente oxidante se consume solo para la oxidación del carbono a CO 2. Por lo tanto, para las sustancias orgánicas naturales, la relación DQO/C org. caracterizado por un valor tan estable igual a 2.67:

C o + 2O \u003d CO 2

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

Para sustancias con un mayor contenido de carbono e hidrógeno, es decir, cuando el estado de oxidación formal del carbono< 0, на окисление каждого атома углерода до СО 2 требуется больше кислорода, а следовательно ХПК/С орг. > 2,67.

Por lo tanto, si COD/C org. > 3, entonces esto es una señal de que el agua está contaminada con sustancias con cadenas de hidrocarburos relativamente largas en las moléculas (presuntamente productos químicos o derivados del petróleo). Luego, el agua se analiza con más detalle. Es posible determinar el contenido de productos derivados del petróleo en él, restar los valores COD y Corg correspondientes. respectivamente del numerador y denominador de la fracción COD/C org. y obtener un nuevo valor de este indicador, que puede utilizarse para juzgar la presencia en el agua de otros contaminantes con una cadena hidrocarbonada larga en la molécula.

Ejemplos de tales sustancias:

Si el estado de oxidación formal del carbono en una molécula orgánica es > 0, entonces COD/C org.< 2,67. Самое маленькое значение этого отношения у щавелевой кислоты: ХПК/С орг. = 0,67.

Así, este indicador es una característica de la contaminación del agua por aguas residuales industriales. Al reflejar la relación entre la cantidad de C, H, N y O en las moléculas de los compuestos orgánicos, proporciona información útil sobre la naturaleza de estos compuestos.

tercero tercero Ingresos y gastos no operativos (indicadores 12, 13, 14.15, 16)

tercero El orden de almacenamiento, mantenimiento y reparación del Estandarte de Batalla

carbón orgánico. El carbono orgánico es el indicador más confiable del contenido total de materia orgánica en las aguas naturales, representando un promedio de alrededor del 50% de la masa de materia orgánica.

La composición y contenido de sustancias orgánicas en las aguas naturales está determinada por una combinación de muchos procesos que son diferentes en naturaleza y velocidad: excreciones post-mortem y de por vida de organismos acuáticos; caudales de entrada con precipitación atmosférica, con escurrimiento superficial como resultado de la interacción de las aguas atmosféricas con los suelos y la vegetación en la superficie de la cuenca; recibos de otros cuerpos de agua, de pantanos, turberas; recibos de aguas residuales domésticas e industriales.

La concentración de carbono orgánico está sujeta a fluctuaciones estacionales, cuya naturaleza está determinada por el régimen hidrológico de los cuerpos de agua y las variaciones estacionales relacionadas en la composición química, cambios temporales en la intensidad de los procesos biológicos. En las capas inferiores de los cuerpos de agua y la película superficial, el contenido de carbono orgánico puede diferir significativamente de su contenido en el resto de la masa de agua.

Las sustancias orgánicas se encuentran en el agua en estados disueltos, coloidales y suspendidos, formando un determinado sistema dinámico, generalmente de no equilibrio, en el que, bajo la influencia de factores físicos, químicos y biológicos, se realizan continuamente transiciones de un estado a otro.

La concentración más baja de carbono de sustancias orgánicas disueltas en aguas naturales no contaminadas es de aproximadamente 1 mg/dm 3 , la más alta no suele superar los 10-20 mg/dm 3 , pero en aguas pantanosas puede alcanzar varios cientos de mg/dm 3 .

Hidrocarburos (productos del petróleo e hidrocarburos aromáticos). En la actualidad, la superficie del Océano Mundial en vastas áreas se ha cubierto con una película de hidrocarburos. Las razones de esto son:

§ Eliminación de desechos de las refinerías de petróleo (por ejemplo, solo una planta de capacidad promedio produce 400 toneladas de desechos por día –1);

§ vertido de lastre y lavado de tanques de petroleros después del transporte (la cantidad de petróleo que llega al agua, en promedio, es el 1% de la carga transportada, es decir, 1–2 Mt año -1);

§ una gran cantidad de accidentes con petroleros (solo en el período de 1967 a 1974 hubo 161 accidentes (Erhard, 1984), de 1960 a 1970 - alrededor de 500 (Ramad, 1981)).

La Figura 12.1 muestra la participación de varias fuentes antropogénicas en la contaminación del océano con productos derivados del petróleo. Pero, también hay que tener en cuenta que el petróleo es una sustancia natural y entra al agua del mar no sólo como resultado de la actividad tecnogénica, sino también con rendimientos naturales (según diversas estimaciones, de 20 kt a 2 Mt por año 1).

Arroz. 12.1. Entrada antropogénica de productos derivados del petróleo en los océanos
(Viernes, 2002)

Los productos derivados del petróleo se encuentran entre las sustancias más comunes y peligrosas que contaminan las aguas superficiales. El petróleo y sus productos refinados son una mezcla extremadamente compleja, inestable y diversa de sustancias (hidrocarburos saturados, alifáticos insaturados, nafténicos, aromáticos, oxígeno, nitrógeno, compuestos de azufre, así como compuestos heterocíclicos insaturados como resinas, asfaltenos y de bajo y alto peso molecular). , anhídridos, asfaltenos). ácidos). El concepto de "productos del petróleo" en hidroquímica se limita condicionalmente solo a la fracción de hidrocarburos (hidrocarburos alifáticos, aromáticos, alicíclicos).

Grandes cantidades de productos derivados del petróleo ingresan a las aguas superficiales cuando el petróleo es transportado por agua, con aguas residuales de industrias productoras de petróleo, refinerías de petróleo, químicas, metalúrgicas y otras, con agua doméstica. Ciertas cantidades de hidrocarburos ingresan al agua como resultado de excreciones intravitales de organismos animales y vegetales, así como también como resultado de su descomposición post mortem.

Como resultado de los procesos de evaporación, sorción, oxidación bioquímica y química que ocurren en el yacimiento, la concentración de productos derivados del petróleo puede disminuir significativamente, mientras que su composición química puede sufrir cambios significativos. Los hidrocarburos aromáticos son los más estables, los n-alcanos son los menos estables.

En cuerpos de agua no contaminados con productos derivados del petróleo, la concentración de hidrocarburos naturales puede variar en aguas de mar de 0,01 a 0,10 mg/dm 3 y superiores, en aguas de ríos y lagos de 0,01 a 0,20 mg/dm 3, llegando a veces a 1–1,5 mg / dm 3. El contenido de hidrocarburos naturales está determinado por el estado trófico del yacimiento y depende en gran medida de la situación biológica del yacimiento.

El impacto adverso de los productos del petróleo afecta el cuerpo humano, la vida silvestre, la vegetación acuática, el estado físico, químico y biológico del reservorio de varias maneras. Los hidrocarburos alifáticos, nafténicos y especialmente aromáticos de bajo peso molecular que forman parte de los derivados del petróleo tienen un efecto tóxico y, en cierta medida, narcótico sobre el organismo, afectando al sistema cardiovascular y nervioso. El mayor peligro lo representan los hidrocarburos policíclicos condensados ​​como el 3,4-benzapireno, que tienen propiedades cancerígenas. Los productos derivados del petróleo envuelven el plumaje de las aves, la superficie del cuerpo y los órganos de otros organismos acuáticos, provocando enfermedades y la muerte.

La influencia negativa de los derivados del petróleo, especialmente en concentraciones de 0,001 a 10 mg/dm 3 , y su presencia en forma de película, también afecta al desarrollo de la vegetación acuática superior y de los micrófitos.

En presencia de productos derivados del petróleo, el agua adquiere un sabor y olor específicos, cambia su color y pH, y empeora el intercambio de gases con la atmósfera.

MPC en productos derivados del petróleo es de 0,3 mg / dm 3 (indicador de peligro límite - organoléptico), MPC vr - 0,05 mg / dm 3 (indicador de peligro límite - pesca). La presencia de hidrocarburos cancerígenos en el agua es inaceptable.

HAP. La contaminación por hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) ahora es global. Su presencia se ha encontrado en todos los elementos del entorno natural (aire, suelo, agua, biota) desde el Ártico hasta la Antártida.

Los PAH con propiedades tóxicas, mutagénicas y cancerígenas pronunciadas son numerosos. Su número llega a 200. Al mismo tiempo, los HAP distribuidos por toda la biosfera no son más que unas pocas docenas. Estos son antraceno, fluorantreno, pireno, criseno y algunos otros.

El más característico y más común entre los HAP es el benzo(a)pireno (BP):

BP es altamente soluble en solventes orgánicos, mientras que es extremadamente poco soluble en agua. La concentración mínima eficaz de benzo(a)pireno es baja. La PA se transforma bajo la acción de las oxigenasas. Los productos de transformación de BP son cancerígenos finales.

La participación de BP en la cantidad total de HAP observados es pequeña (1-20%). Lo hacen significativo:

§ Circulación activa en la biosfera

§ Alta estabilidad molecular

§ Importante actividad pro-cancerígena.

Desde 1977, el BP se considera a nivel internacional como un compuesto indicador, cuyo contenido se utiliza para evaluar el grado de contaminación ambiental con PAH cancerígenos.

Varias fuentes abióticas y bióticas están involucradas en la formación del fondo natural de benzo(a)pireno.

Fuentes geológicas y astronómicas. Dado que los PAH se sintetizan durante las transformaciones térmicas de estructuras orgánicas simples, el BP se encuentra en:

§ material de meteoritos;

§ rocas ígneas;

§ formaciones hidrotermales (1–4 µg kg -1);

§ Ceniza volcánica (hasta 6 µg kg -1). El flujo global de BP volcánico alcanza las 1,2 toneladas por año -1 (Israel, 1989).

La síntesis abiótica de BP es posible durante la combustión de materiales orgánicos durante incendios naturales. Durante la quema de bosques, se forma una cubierta de hierba, turba, hasta 5 toneladas por año -1. Se encontró síntesis biótica de BP para una serie de bacterias anaerobias capaces de sintetizar BP a partir de lípidos naturales en los sedimentos del fondo. Se muestra la posibilidad de sintetizar BP y chlorella.

En las condiciones modernas, el aumento de la concentración de benzo(a)pireno está asociado al origen antropogénico. Las principales fuentes de BP son: vertidos domésticos, industriales, lavados, transporte, accidentes, transporte de larga distancia. El flujo antropogénico de BP es de aproximadamente 30 t año -1 .

Además, una fuente importante de BP que ingresa al medio ambiente acuático es el transporte de petróleo. En este caso, llegan al agua unas 10 t año -1.

La mayor contaminación de BP es típica de bahías, golfos, cuencas marinas cerradas y semicerradas sujetas a impacto antrópico (Cuadro 12.4). Los niveles más altos de contaminación por BP se observan actualmente en los mares del Norte, Caspio, Mediterráneo y Báltico.

Benz(a)pireno en sedimentos de fondo

La entrada de HAP en el medio marino en cantidad superior a las posibilidades de su disolución conlleva la sorción de estos compuestos sobre las partículas en suspensión. Las suspensiones se depositan en el fondo y, en consecuencia, los BP se acumulan en los sedimentos del fondo. En este caso, la principal zona de acumulación de PAH es la capa de 1 a 5 cm.

Los HAP de las precipitaciones suelen ser de origen natural. En estos casos, están confinados a zonas tectónicas, áreas de impacto térmico profundo, áreas de dispersión de acumulaciones de petróleo y gas.

Sin embargo, las concentraciones más altas de BP se encuentran en las zonas de influencia antrópica.

Los PAH no solo se absorben en la superficie de los organismos, sino que también se concentran intracelularmente. Los organismos planctónicos se caracterizan por un alto nivel de acumulación de PAH.

El contenido de BP en el plancton puede variar desde unos pocos μg kg -1 hasta mg kg -1 de peso seco. El contenido más común es (2–5) 10 2 µg kg -1 de peso seco. Para el mar de Bering, los factores de acumulación (la relación entre la concentración en organismos y la concentración en el agua) en el plancton (Cp/Sw) oscilan entre 1,6 10 y 1,5 10 4 , los factores de acumulación en neuston (Cn/Sw) oscilan entre 3,5 10 2 y 3,6 10 3 (Israel, 1989).

Dado que la mayoría de los organismos bentónicos se alimentan de materia orgánica en suspensión y detritos del suelo, que a menudo contienen PAH en concentraciones más altas que en el agua, los bentons suelen acumular BP en concentraciones significativas (Tabla 12.1). Se conoce la acumulación de PAH por parte de poliquetos, moluscos, crustáceos y macrófitos.

Dado que los PAH son sustancias naturales, es natural que existan microorganismos que puedan destruirlos. Por lo tanto, en experimentos en el Atlántico Norte, las bacterias oxidantes de BP destruyeron entre el 10% y el 67% del BP aplicado. En experimentos en el Océano Pacífico, se demostró la capacidad de la microflora para destruir del 8 al 30% del BP introducido. En el mar de Bering, los microorganismos destruyeron entre el 17 y el 66 % del BP aplicado, y en el mar Báltico entre el 35 y el 87 %.

Sí, así es: el agua es una sustancia orgánica y en este sentido es la base de todo. viviendo en la tierra. Más aforísticamente hablando, el agua es vida, y noen sentido figurado, pero literalmente.

Permítanme comenzar con una declaración simple: la ciencia nos dice que todo el mundo orgánico es incluyendo plantas y animales, son 80-90% agua, y todos los procesosvuelven a ocurrir con la participación directa de la misma agua. esto soloel hecho, por así decirlo, nos dice que el agua misma debe ser materia orgánicaEn este sentido, destacaré de inmediato que sumamente importante y al mismo tiempoigualmente simple y reconocido por todos, sin excepción, el hecho de que el nacimiento es todoorganismos de nuestro planeta está indisolublemente ligado al agua. Incluso lo pondría de esta manera:- esta es un agua especialmente transformada y organizada.

De hecho, uno no necesita tener siete palmos en la frente para ver que para cualquier organismo vivo, el agua no es sólo un indispensable, sino también el componente principalcomponente. Su cantidad en los organismos vivos, con la posible excepción deoscila entre 70 y 99,7% en peso. Por este solo hecho, sin mencionar el otroaún más significativo, es obvio que el agua juega no sólo un papel importantela actividad vital de los organismos, como todos sin excepción reconocen, y el papeldecisivo, decisivo, fundamental. Pero para desempeñar ese papel,debe ser en sí materia orgánica.

Extraño, sin embargo, resulta una cosa: en principio, nadie discute el papel principal del agua en la vida de todos los seres vivos sin excepción, y sin embargocontradicción flagrante a tal papel también es reconocido por todos químicamentela composición del agua, expresada por la fórmula H2O. Pero al hacerlo, voluntaria o involuntariamentese reconoce un hecho completamente absurdo, a saber, que el agua es este fundamento incondicionaltoda vida orgánica—en sí misma es materia inorgánica, en otras palabras,sustancia muerta

Por lo tanto, desde el principio, se sugiere una alternativa difícil: o bien idea errónea del agua como base de todos los seres vivos, o erróneacomprensión actual de la composición química del agua. El primer "cualquiera"descartado inmediatamente por no tener tierra debajo. permanece segundo"cualquiera", es decir, que la fórmula para el agua H2O es incorrecta. Sin tercera opciónEn este caso, no se da, y no puede ser en principio. Y aquí ya está a priori, es decir.antes de cualquier experiencia, hay muchas razones para afirmar que el agua en sí misma es una sustanciaorgánico. Es esta (¡y sólo esta!) cualidad la que puede convertirla en la base de todovivo. Y no importa qué argumentos en contra de esto, el actual bien alimentadociencia relajada, estos argumentos también son a priori, es decir, obviamente, sonerróneo. Sólo entonces la preguntaAntes de pasar a este tema principal, me gustaría llamar la atención sobreotro hecho notable en todos los aspectos, que, como veremos,Además, está directamente relacionado con el agua. El hecho es este: químicamentela base de cualquier sustancia viva, sin excepción alguna, escompuestos hidrocarbonados. Se sabe que un organismo vivo consiste en una combinaciónun número bastante limitado de elementos químicos. Así que digamos el 96% de la masaEl cuerpo humano está formado por elementos comunes como el carbono (C)hidrógeno (H), nitrógeno (N) y oxígeno (O)Entonces, para empezar, recordemos: además del agua, la otra base de todos los orgánicosLos compuestos en la tierra son carbohidratos. son simplescompuestos que consisten, repito, en carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O)de diferentes maneras, y normalmente se expresan mediante la fórmula general CnH2nOn. Para este momentopresto especial atención. Comparando estos dos momentos, ya podemos a priories decir, ante cualquier experiencia, además, con un ciento por ciento de certeza diránque el agua, como base de la vida, debe ser también un hidrocarburocompuesto. Y en su libro "Eternos misterios de la ciencia (a través de los ojos de un aficionado)", inclinado en los datos disponibles en la ciencia, demuestro consistentemente que el agua es de hechotiene la fórmula no H2O, pero CH2O, o, en otras palabras, es un hidrocarburocompuesto y, por lo tanto, materia orgánica. Sólo en esta capacidad, y noQué otro, puede servir como base de toda la vida en la Tierra.

Ahora para las proteínas. También son exclusivamente compuestos orgánicos complejos, que consisten en todos los mismos elementos familiares para nosotrosa saber, carbono, oxígeno e hidrógeno. En otras palabras, puede completamenterazón para afirmar que todos los seres vivos consisten en varias combinaciones de los mismoselementos de los que consiste el agua misma, si, por supuesto, en base a sus fórmulasCH2O. Este hecho pone todo en su lugar sin exageraciones ni masas adicionales.construcciones y accesorios artificiales, sirviendo solo para unir de alguna maneraincoherente. Entonces, el punto es pequeño: probar que el agua está realmente presentees una sustancia orgánica. Comencemos con esto.

No es necesario demostrar que el agua no es solo la principal, sino también la única sustrato absolutamente necesario de todos los seres vivos. Sin embargo, el punto central, de nuevo, es quepara que el agua desempeñe tal papel, debe ser orgánicamentesustancia. Aquí es donde radica todo el problema, ya que la ciencia moderna, y después de noy todas las personas que creen ciegamente en sus conclusiones siguen creyendo que el agua essustancia inorgánica, todo con el mismo bien conocido por todos los escolares fórmula H2O Es esta fórmula contra la que toda la ciencia mundial se ha estado golpeando la frente durante más de doscientos años.el momento en que el químico francés Lavoisier le dijo al mundo que el agua se compone de doselementos - hidrógeno y oxígeno, de los cuales se sigue naturalmente que ella comesustancia inorgánica. Desde ese momento, no solo todo lo poco científico, sino, ¿quéincreíble, y todo el mundo científico creía incondicionalmente en ello (y, además, cree enahora), que, en particular, se evidencia por un gran número de contradiccioneslas más fantásticas hipótesis y teorías sobre el origen de la vida. QuéPara derrocar esta fe "bienaventurada", se requiere aquí un avance, similar al quehecho en un momento Copérnico, presentando su sistema heliocéntrico en lugar deHipótesis geocéntrica ptolemaicaDe hecho, piensa por ti mismo: no solo increíble, sino también francamenteel hecho desalentador es que el más simplepensamiento, a saber: si el agua constituye hasta el 90% de la masa de todos los organismos vivos, si sin agua todos los seres vivos se marchitan y mueren, entonces ¿no se sigue de esto con toda evidencia que el agua es la base de la vida, y no en algún sentido figurativo, simbólico, pero en el sentido más directo. En otras palabras, como premisa principal, es necesario reconocer que el agua en sí misma es una sustancia orgánica y, como tal, no es solo la principal, sino la única base de toda la vida en la Tierra. Si no hay agua, no hay (¡y no puede haber!) vida alguna.

Entonces, repito una vez más: el agua por su naturaleza es una sustancia orgánica y su fórmula no es H2O, sino CH2O, y en esta capacidad es de hecho (y no en sentido figurado) la base de toda la vida en la Tierra. Diré más: la sustancia química, que recibió el nombre de nitrógeno (N) en química, en realidad también es una sustancia orgánica (más precisamente, el mismo grupo hidrocarbonado CH2, que se mostrará a continuación)*. Estas dos conclusiones proporcionan las bases para una mirada completamente nueva sobre el origen de la vida. La vida no surgió en algunos tiempos antiguos bajo algunas condiciones excepcionales, como todavía cree el mundo científico. No, surge continua y literalmente ante nuestros ojos, porque su base, el agua, se conserva. Repito una vez más: en todos los sistemas vivos, el 98% de la masa recae en los siguientes cuatro elementos: hidrógeno, carbono, oxígeno, nitrógeno. Las proteínas, los ácidos nucleicos, en definitiva, todos los seres vivos, se componen principalmente de los mismos elementos. Este momento debe tomarse como punto de partida. La fórmula de la proteína en su forma general se ve así: CnH2nOn, o en su versión más simple: CH2O. Y aquí les pido su atención! Como nos aseguran los científicos, las proteínas y los ácidos nucleicos constituyen hasta el 98% de la sustancia de todos los organismos vivos. Pero al mismo tiempo, los mismos científicos afirman que el agua es hasta un 90% del mismo organismo vivo. Resulta que las proteínas y el agua juntas constituyen aproximadamente el 200% de la sustancia de los organismos vivos. Pero esto no puede ser: es imposible que un mismo organismo esté compuesto al cien por cien de una sustancia y al cien por cien de otra sustancia. Sólo hay una salida a esta situación difícil, si no delicada, a saber: reconocer que el agua en sí misma es una sustancia orgánica y, en esta capacidad, es también la base de los cuerpos proteicos. En este caso, todo encaja. Aquí surge una pregunta de fundamental importancia: ¿existe en la Tierra en estado libre y en volúmenes correspondientes a la masa total de los cuerpos vivos, tal sustancia que en sí misma consiste en una combinación de hidrógeno, carbono, oxígeno y nitrógeno? Al responderla, responderemos no solo a la pregunta sobre el origen de la vida, sino también a la pregunta sobre cuál es su base, su fundamento permanente, que le permite no solo existir, sino también reproducirse constantemente. Entonces: esta sustancia es agua y su fórmula no es H2O, sino CH2O. Naturalmente, se deduce de esto que es el agua (¡y nada más!) la sustancia que contiene todos los componentes de la vida antes mencionados: hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno (lo que representa realmente el nitrógeno se discutirá más adelante). En este sentido, el agua no pertenece sólo al grupo de los hidratos de carbono, sino que forma su base, su masa principal, y en esta capacidad representa, además, la única fuente prácticamente inagotable de toda la vida en la Tierra. Esto elimina la evidente contradicción entre el contenido de agua y proteínas en los organismos vivos, que se mencionó anteriormente, porque en la fórmula propuesta aquí, el agua misma forma la base natural tanto de las proteínas como de los ácidos nucleicos.

Sin embargo, toda la intriga aquí es que la fórmula del agua de Lavoisier, H2O, se ha interpuesto en el camino de tal reconocimiento como un obstáculo poderoso y aún insuperable. La creencia en su verdad que se ha conservado hasta el día de hoy, a su vez, dio lugar a muchas teorías e hipótesis diferentes, a veces las más fantásticas, sobre el origen de la vida, de las que está llena la historia de las ciencias.