Ihonhoito 

orgaaniset yhdisteet vedessä. Luonnonveden orgaaniset epäpuhtaudet. Liuenneet mineraalisuolat

Monet jätevedet sisältävät mädäntyviä aineita lukuun ottamatta joitakin teollisuuden jätevesiä, jotka koostuvat pääasiassa kemiallisesti myrkyllisistä aineosista. Mädäntyvä aine, kuten liha tai veri, on luonteeltaan orgaanista ja on yleismaailmallisen luonnonlain – hajoamisen – alainen, mikä johtaa lopulta mineralisaatioon. Koska, kuten edellä kuvatun lihan hajoamisen tapauksessa, hajoamisprosessia stimuloivat ja ylläpitävät autolyyttiset entsyymit, suuri osa yllä olevasta pätee sekä jäteveteen että lihaan. Ero, joka on huomattava jo mädäntyvän aineen - ensimmäisessä tapauksessa tiivistetyn lihan ja toisessa - emulsion jne. - epätasaisen pitoisuuden vuoksi, ei päde hajoamisprosessin luonteeseen, edes jos jälkimmäisiä esiintyy kierrätysyritysten jätevesissä, joissa aiemmin yhteensä lämpökäsittely suoritetaan tulistetun höyryn fysikaalisella vaikutuksella (hajoaminen keittämällä). Osa itiöitä muodostavista mikro-organismeista säilyy hengissä steriloinnin aikana, ja ne ovat myös mukana hajoamisprosessissa. Tässä tapauksessa biokemiallinen hapenkulutus pienenee prosentteina.

Toisin kuin tietyllä hetkellä yritetään keskeyttää kierrätysyritysten raaka-aineiden hajoamisprosessi rehun säilyttämiseksi, kaikki jätevedenkäsittelyn ponnistelut tähtäävät siihen, että happihuollon avulla saavutetaan orgaanisten komponenttien nopea ja täydellinen mineralisaatio. Jos mineralisaatioprosessi estyy, esimerkiksi jäteveden lisääntynyt rasvapitoisuus, tätä ei-toivottua säilöntävaikutusta on torjuttava erityisen voimakkaasti (Randolph, 1977).

Jäteveden käsittely on olennaisesti sedimentaatiota, jossa muodostuu mädäntynyttä lietettä, sekä mikro-organismien hajoamisaktiivisuutta aerobioosin (aktiivilietteen) aikana. Anaerobioosin aikana mikro-organismien vaikutukselle altistuva mätänevä liete dehydratoituu, kun taas aktiivilietehiutaleet tukevat kaikkia jätevedenpuhdistuksen biologisia prosesseja. Ei ihmisen ponnisteluja ( metaanisäiliö, sedimentaatio, Emscher-kaivo), sitten aerobioosin ylläpitämiseksi pitkään, päinvastoin, tarvitaan monimutkaisia ​​teknisiä rakenteita (biosuodattimet, hapettumisaltaat, aktivointipiirit, kaskadit).

Hapen saanti on tärkeä edellytys jäteveden orgaanista ainesta hajottavien mikrobien lisääntymiselle. Lisäksi mikrobien määrä vähenee (anaerobioosin halu), jos käytettyä happea ei jatkuvasti ja säännöllisesti korvata uudella (bakteerit ja sienet ovat C-heterotrofisia). Tämä on perusta niiden kyvylle hajottaa orgaanista ainetta. Tämä mikrobien tehtävä on tärkeä osa ekologista järjestelmää, jossa jätevedet ja niiden käsittely sekä jokien ja järvien biologinen itsepuhdistuminen tulee huomioida. Luonnollisissa vesistöissä ja jätevesissä bakteerit "tyytyvät" merkityksettömiin ravintoainepitoisuuksiin. 39:llä 47 bakteeriperheestä on edustajansa vesistöjen ja jätevesien mikrofloorassa (Reinheimer, 1975). Täältä löytyy myös sieniä, jotka myös imevät orgaanista ainetta, koska ne ovat C-heterotrofisia. Useimmat sienet tarvitsevat myös vapaata happea. Sienille on ominaista korkea pH-sieto ja usein suhteellisen laaja lämpötila-alue, jossa ne voivat esiintyä (pH 3,2-9,6; lämpötila 1-33 °C). Sienet hajottavat proteiinia, sokeria, rasvaa, tärkkelystä, pektiinejä, hemiselluloosaa, selluloosaa, kitiiniä ja ligniiniä. Saprofyyttien määrä suhteessa mikrobien kokonaismäärään voimakkaasti saastuneissa vedenottopaikoissa vaihtelee välillä 1:5 - 1:100, kun taas oligotrofisissa vesistöissä luku vaihtelee välillä 1:100 - 1:1000. Jäteveden lämpötila ja sen proteiinikylläisyys vaikuttavat voimakkaasti heterotrofisten bakteerien uusiutumisaikaan ja mikrobiflooran koostumukseen. Ensin jäteveteen ilmaantuu saprofyytit, sitten selluloosaa hajottavat mikrobit ja lopuksi nitrifioivat bakteerit, joita on eniten edustettuina. Jokainen millilitra kotitalousjätevettä voi sisältää 3–16 miljoonaa bakteeria, mukaan lukien kymmeniä tai jopa satoja tuhansia coli-bakteereja. Tällaisissa jätevesissä on laaja valikoima Enterobakteeriasetat. Saastunut jätevesi, jossa on runsaasti orgaanista ainesta, rikastuu helposti klamydobakteereilla, erityisesti Sphaerotilus natans, mikä voi myöhemmin johtaa ilmiöön, jota kutsutaan sienten pakottamiseksi. Saprofyytit eroavat patogeenisista mikrobeista erityisesti siinä, että ensimmäiset hajottavat vain elotonta orgaanista ainesta ja jälkimmäiset myös hajottavat eläviä kudoksia. Tässä tapauksessa taudinaiheuttajat valmistavat toimintakentän saprofyyteille, tuhoten elävät kudokset kokonaan tai osittain. Biokemiallinen hapenkulutus (BOD) on happimäärä, jonka mainittujen lajien mikro-organismit tarvitsevat hajottaakseen haitallisia orgaanisia aineita sekä kierrätys- että muiden yritysten jätevesistä. On selvää, että mikro-organismien lisääntynyt hapen tarve viittaa jäteveden saastumiseen. Mittaamalla biokemiallinen hapenkulutus viiden vuorokauden aikana (BODb) voidaan määrittää tai arvioida likimääräisesti sekä jäteveden haitallisten orgaanisten aineiden pilaantumisaste että itse puhdistusjärjestelmän toiminnan laatu. Tällä tavalla saatua tietoa voidaan täydentää määrittämällä aineiden kemiallinen hapenkulutus, tiedot saostuneiden aineiden määrästä ja hajoamiskyvystä. On suositeltavaa aina määrittää pH-arvo ja tarvittaessa myös eniten edustettuina olevien bakteerien lukumäärä ja tyyppi (ks. sivu 193 ja seuraavat).

eloperäinen aine. Vesilähteiden vedestä löydettiin useita tuhansia orgaanisia aineita eri kemian luokkiin ja ryhmiin. Luonnonperäiset orgaaniset yhdisteet - humusaineet, erilaiset amiinit jne. - pystyvät muuttamaan veden aistinvaraisia ​​ominaisuuksia, ja tästä syystä niiden myrkyllisten ominaisuuksien todennäköisyys keskitettyjen juomavesijärjestelmien juomavedessä on pieni, koska ne on poistettava vedenkäsittelyn aikana.

Ei ole epäilystäkään siitä, että teknogeenistä alkuperää olevat orgaaniset aineet voivat, kun ne tulevat juomaveden mukana, vaikuttaa haitallisesti kehoon. Niiden juomaveden pitoisuuden analyyttinen hallinta on vaikeaa paitsi niiden valtavan määrän vuoksi, myös siksi, että monet niistä ovat erittäin epävakaita ja niiden jatkuva muuttuminen tapahtuu vedessä. Siksi analyyttisellä kontrollilla ei voida tunnistaa kaikkia juomaveden orgaanisia yhdisteitä. Monilla orgaanisilla aineilla on kuitenkin voimakkaat aistinvaraiset ominaisuudet (tuoksu, maku, väri, vaahtokyky), mikä mahdollistaa niiden tunnistamisen ja rajoittamisen juomavedessä. Esimerkkejä tällaisista aineista ovat: synteettiset pinta-aktiiviset aineet (pinta-aktiiviset aineet), jotka muodostavat vaahtoa pieninä (myrkyttömänä) pitoisuuksina; fenolit, jotka antavat vedelle erityisen hajun; monet orgaaniset fosforiyhdisteet. Altaiden luonnollisessa vedessä on aina orgaanisia aineita. Niiden pitoisuudet voivat joskus olla hyvin pieniä (esimerkiksi kevät- ja sulamisvesissä). Orgaanisten aineiden luonnollisia lähteitä ovat kasvi- ja eläinperäisten organismien hajoavat jäännökset, jotka elävät sekä vedessä että putoavat säiliöön lehdistä, ilman kautta, rannoilta jne. Luonnonlähteiden lisäksi on olemassa myös teknogeenisiä orgaanisten aineiden lähteitä: kuljetusyritykset (öljytuotteet), sellun ja paperin sekä puunjalostuslaitokset (ligniinit), lihanjalostuslaitokset (proteiiniyhdisteet), maatalouden ja ulosteen jätevedet jne. Orgaaninen saastuminen päätyy altaaseen eri tavoin, pääasiassa viemäri- ja sadepinnan huuhtoutumisena maaperästä. Orgaanisten aineiden pitoisuutta arvioidaan BOD- ja COD-indikaattoreilla. Biokemiallinen ja kemiallinen hapenkulutus - BOD ja COD - hygieniassa, hydrokemiassa ja ekologiassa otetut integroidut indikaattorit, jotka kuvaavat epästabiilien (ei-konservatiivisten) orgaanisten aineiden pitoisuutta vedessä, jotka muuttuvat vedeksi hydrolyysin, hapettumisen ja muiden prosessien seurauksena. Tällaisten aineiden pitoisuus ilmaistaan ​​hapen määränä, joka tarvitaan niiden hapettumiseen voimakkaasti happamassa väliaineessa, jossa on permanganaattia (BOD) tai bikromaatia (COD). Näitä aineita ovat alifaattiset hapot, jotkut esterit, amiinit, alkoholit. Näin ollen juomaveden analyyttisellä valvonnalla tulisi pyrkiä määrittämään riittävän stabiileja (konservatiivisia) aineita, joilla ei ole selkeitä aistinvaraisia ​​ominaisuuksia, mutta jotka aiheuttavat suuren terveysvaaran johtuen huomattavasta myrkyllisyydestä, kumulatiivisuudesta tai kyvystä aiheuttaa pitkäaikaisia ​​vaikutuksia, jotka ovat haitallinen yksilön tai seuraavien sukupolvien terveydelle (mutageeninen - perinnöllisiä rakenteita muuttava, syöpää aiheuttava, alkiotoksinen, gonadotoksinen). Näistä yhdisteistä seuraavat ryhmät ovat hygieenisesti erittäin tärkeitä: maatalouden torjunta-aineet, polyaromaattiset hiilivedyt, trihalometaanit. Viime aikoina dioksiinien, dibentsofuraanien ja bifenyylien – teknogeenisten tuotteiden – hygieeninen merkitys on ollut laajasti esillä kirjallisuudessa.

Luonnollisissa olosuhteissa bakteerit tuhoavat vedessä olevat orgaaniset aineet ja ne joutuvat aerobiseen biokemialliseen hapettumiseen hiilidioksidin muodostuessa. Tässä tapauksessa veteen liuennut happi kuluu hapettumiseen. Vesistöissä, joissa on korkea orgaanisen aineksen pitoisuus, suurin osa DO:sta kuluu biokemialliseen hapetukseen, jolloin muut organismit eivät saa happea. Näin ollen pienelle RA-pitoisuudelle vastustuskykyisempien organismien määrä lisääntyy, happea rakastavat lajit katoavat ja hapenpuutetta sietäviä lajeja ilmaantuu. Siten vedessä olevien orgaanisten aineiden biokemiallisessa hapetusprosessissa DO:n pitoisuus laskee, ja tämä lasku on epäsuorasti veden orgaanisten aineiden pitoisuuden mitta. Vastaavaa veden laadun indikaattoria, joka kuvaa orgaanisten aineiden kokonaispitoisuutta vedessä, kutsutaan biokemialliseksi hapenkulutukseksi (BOD).

BOD on hapen määrä (mg), joka tarvitaan orgaanisen aineen hapettumiseen 1 litrassa vettä aerobisissa olosuhteissa ilman valoa 20 °C:ssa tietyn ajan vedessä tapahtuvien biokemiallisten prosessien seurauksena. BOD:n määritys perustuu vesinäytteen RA-pitoisuuden mittaamiseen välittömästi näytteenoton jälkeen sekä näytteen inkubaation jälkeen. Näytteen inkubaatio suoritetaan ilman ilmaa happipullossa (eli samassa astiassa, jossa RK:n arvo määritetään) biokemiallisen hapetusreaktion etenemiseen tarvittavan ajan. Koska biokemiallisen reaktion nopeus riippuu lämpötilasta, inkubaatio suoritetaan vakiolämpötilatilassa (20 ± 1) °C, ja BOD-analyysin tarkkuus riippuu lämpötila-arvon ylläpitotarkkuudesta. Yleensä määritetään BOD 5 päivän inkubaatiolle (BOD5). Voidaan myös määrittää BOD10 10 vuorokaudelta ja BODtotal 20 vuorokaudelta (tässä tapauksessa noin 90 ja 99 % orgaanisista aineista hapettuu, vastaavasti). Alustavasti oletetaan, että BOD5 on noin 70 % BODFULL, mutta se voi olla 10 - 90 % hapettavasta aineesta riippuen. Virhe BOD:n määritykseen voi aiheuttaa myös näytteen valaistus, joka vaikuttaa mikro-organismien elintärkeään toimintaan ja voi joissain tapauksissa aiheuttaa valokemiallista hapettumista. Siksi näytteen inkubointi suoritetaan ilman valon pääsyä (pimeässä paikassa).

Veden orgaanisten aineiden biokemiallisen hapettumisen piirre on siihen liittyvä nitrifikaatioprosessi, joka vääristää RK:n kulutuksen luonnetta. Sekä luonnon- että kotitalousjätevesi sisältää suuren määrän mikro-organismeja, jotka voivat kehittyä veden sisältämien orgaanisten aineiden takia, mutta monet teollisuusjätevedet ovat steriilejä tai sisältävät mikro-organismeja, jotka eivät kykene aerobiseen orgaanisten aineiden käsittelyyn. Mikrobeja voidaan kuitenkin mukauttaa (sopeuttaa) erilaisten yhdisteiden, myös myrkyllisten, läsnäoloon. Siksi tällaisten jätevesien (niille on yleensä ominaista lisääntynyt orgaanisten aineiden pitoisuus) analysoinnissa käytetään yleensä laimentamista vedellä, joka on kyllästetty hapella ja joka sisältää mukautuneiden mikro-organismien lisäaineita. tällaisten vesien koostumus sisältää usein aineita, jotka hidastavat suuresti biokemiallista hapetusprosessia ja joilla on joskus myrkyllinen vaikutus bakteerien mikroflooraan.

Orgaanisten aineiden haitalliset vaikutukset vesistöihin voivat johtua:

1. Yksittäiset orgaaniset aineet niiden myrkyllisyyden vuoksi;

2. Vesistössä olevien orgaanisten aineiden kokonaisuus. Tämä viimeinen vaikutus voi olla kaksiosainen:

2.1. Orgaaniset aineet eivät välttämättä ole myrkyllisiä. Monia niistä, jos niitä on pieninä pitoisuuksina, voidaan pitää hyödyllisinä, koska. toimivat ravinnoksi mikro-organismeille. Kuitenkin useammin kohtaamme orgaanisten aineiden haitallisia vaikutuksia. Orgaanisella aineella ruokkivat aerobiset mikro-organismit kuluttavat veteen liuennutta happea. Jos tämä kulutus ylittää fotosynteesin tai säiliön pinnan ilmasta imeytymisen (hengityksen) aiheuttaman tuoreen hapen täydentymisen, olosuhteet ovat haitalliset aerobisille eläville organismeille. Mutta jos orgaaninen saastuminen ja siihen liittyvä hapenkulutus eivät ylitä kohtalaisia ​​rajoja, ts. aerobiset mikro-organismit säilyvät, sitten orgaaniset epäpuhtaudet hapetetaan osittain jälkimmäisellä (dissimilaatio), käytetään osittain biomassan luomiseen (assimilaatio) ja poistetaan asteittain vedestä.

2.2. Lisäksi orgaanisilla saasteilla voi kokonaisuudessaan olla monia muita kielteisiä vaikutuksia. Niiden läsnäolo heijastuu veden väriin ja läpinäkyvyyteen; usein niiden vaikutuksen alaisena epäspesifiset tuoksut ja maut tulevat näkyvämmiksi; valmistettaessa juomavettä klooraamalla tai otsonoimalla hapettimen kulutus lisääntyy, mikä johtaa juomaveden maun huononemiseen.

Edellä olevasta seuraa, että ensinnäkin kiinnostavat ne orgaaniset epäpuhtaudet, jotka ovat alttiina mikro-organismien nopealle hapettumiselle, sitten huomio kiinnitetään kaikkiin muihin orgaanisiin epäpuhtauksiin, koska joka tapauksessa niiden läsnäolo vedessä ei ole toivottavaa.

Vettä analysoitaessa määritetään ensinnäkin orgaanisten epäpuhtauksien kokonaispitoisuus. Tällaisen määritelmän tarkoitus voi olla erilainen. Näin ollen alhaisten orgaanisten pilaavien aineiden lähde- ja pohjavesien analyysin pitäisi vahvistaa niiden käyttö juomavetenä; pintavesien analysointi mahdollistaa tapoja ylläpitää niiden happibudjettia sekä mahdollisuutta käyttää niitä; erittäin saastuneiden kotitalous- ja jätevesien tutkimuksessa ratkaistaan ​​säiliön saastumisen mahdollisuus niillä tai niiden puhdistusmenetelmillä.

Yksinkertaiset menetelmät orgaanisten aineiden kokonaispitoisuuden määrittämiseen ovat olleet tiedossa jo pitkään, mutta ne eivät kuitenkaan anna täydellistä ja tarkkaa tietoa, esimerkiksi sytytyshäviön määritys. Sytytyksen menetys näyttää orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden massan, jotka haihtuvat tai hajoavat kalsinoitaessa (600 °C) muodostaen haihtuvia tuotteita.

Luonnollisten vesien väri liittyy orgaanisten aineiden pitoisuuteen - fulvohappoihin, jotka antavat vedelle väriä.

Kiinteät valvontamenetelmät sisältävät orgaanisten epäpuhtauksien pitoisuuden arvioinnin kokonaishiilen perusteella.

Orgaaninen kokonaishiili (C org.)

Orgaanisen hiilen määritys perustuu sen hapettumisen aikana vapautuvan CO 2:n määritykseen.Orgaanisen hiilen hapetus voidaan suorittaa kahdella tavalla:

1. Orgaanisten aineiden kuivapoltto happivirrassa katalyytin (kuparioksidin) päällä 900 o C:ssa.

2. Märkähapetus esimerkiksi kaliumdikromaatilla K 2 Cr 2 O 7 happamassa väliaineessa tai persulfaatilla K 2 S 2 O 8 katalyyttiä käyttäen.

Molemmat menetelmät antavat intensiivisen hapettumisen ja saavat vertailukelpoisia tuloksia erityyppisten vesien analysoinnissa.

Märkähapetusprosessi etenee kaavion mukaisesti:

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

"Märkä" hapetusreaktion nopeuttamiseksi katalyyttinä käytetään Ag2S04:a.

Määritys häiritsee karbonaateista ja liuenneesta CO 2 :sta löytyvää epäorgaanista sitoutunutta hiiltä. Ne poistetaan kuivapolton aikana puhaltamalla seosta pH-arvossa 4,6 - 4,8 happivirralla tai märkähapetuksen aikana seisottamalla näytettä happamalla K 2 Cr 2 O 7 -liuoksella ilman kuumennusta. Tässä tapauksessa kaikki epäorgaaniset yhdisteet hapettuvat ja CO 2 poistetaan ilmavirralla.

Orgaanisten aineiden hajoamisen aikana muodostuva hiilidioksidi määritetään IR-spektroskopialla tai katalyyttisen hydrauksen jälkeen Ni-katalyytillä metaaniksi kromatografisesti liekki-ionisaatiodetektorilla.

Vapautuneen CO 2:n määritys voidaan suorittaa myös kemiallisesti: gravimetrisesti askariitin (naOH:lla kyllästetty asbesti) absorption jälkeen tai titrimetrisesti KOH:n tai Ba (OH) 2:n absorption jälkeen:

CO 2 + H 2O \u003d H2CO3; H 2 CO 3 + KOH \u003d KHCO 3 + H 2 O

Saatu HCO 3 - titrattiin hapolla pH-arvoon 4,3.

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

BaC03 titrataan hapolla fenoliftaleiinin päälle.

On myös automaattisia analysaattoreita, jotka mittaavat jatkuvasti orgaanisen hiilen pitoisuutta vesivirtauksessa. Niiden toimintaperiaate on seuraava: vesinäyte haihdutetaan ja poltetaan t = 1000 o C:ssa ilmavirrassa katalyytin läsnä ollessa. Syntyneen CO 2:n määrittämiseen käytetään erilaisia ​​menetelmiä, esimerkiksi kaasun lämmönjohtavuuden muutosta, mutta useimmiten määritys suoritetaan IR-menetelmällä yksinkertaistetussa laitteessa, koska mitataan vain muodostuneen CO 2:n huippu.

Kuvatut menetelmät määrittävät vain orgaanisten aineiden hiilen, kun taas vetyä ja muita alkuaineita ei määritetä. Siksi kvantitatiivisten tietojen saaminen orgaanisten aineiden pitoisuudesta on mahdollista vain, jos niiden alkuainekoostumus tunnetaan.

Jos vesinäytteen orgaanisen osan laadullinen koostumus muuttuu vähän, niin näiden aineiden keskimääräisen moolimassan ja orgaanisen hiilen pitoisuuden välinen suhde on helppo löytää ja siten saada kerroin orgaanisen hiilen pitoisuuden muuntamiseksi orgaanisten aineiden määrä, ilmaistuna mg/l. Elintarviketeollisuuden, kotitalousjätevesien ja muiden jätevesien osalta, joissa orgaanisia aineita edustavat pääasiassa hiilihydraatit, proteiinit ja niiden hajoamistuotteet, tämä kerroin voidaan ottaa 2,4 - 2,5. Biokemiallisesti käsitellyn jäteveden, kemian ja muun teollisuustuotannon jätevesien osalta nämä kertoimet voivat vaihdella suuresti. Siksi ne määritetään erikseen kullekin vesityypille.

Lisäksi orgaanisen hiilen kokonaisarvon perusteella on mahdotonta saada tarkkaa tietoa arvioidusta hapenkulutuksesta niiden täydellisessä hapettumisessa, koska Tätä varten sinulla on myös oltava tiedot vetypitoisuudesta orgaanisissa aineissa, jotka myös hapetetaan, ja hapesta, joka on osa näiden aineiden molekyylejä.

Liuennut happi

Liuennutta happea löytyy luonnollisesta vedestä molekyylien muodossa O2. Sen pitoisuuteen vedessä vaikuttaa kaksi vastakkaisten prosessien ryhmää: toiset lisäävät happipitoisuutta, toiset vähentävät sitä. Ensimmäiseen prosessien ryhmään, jotka rikastavat vettä hapella, tulisi kuulua:

  • hapen imemisprosessi ilmakehästä; tämän prosessin nopeus kasvaa lämpötilan laskeessa, paineen noustessa ja suolapitoisuuden laskussa;
  • vesikasvillisuuden hapen vapautuminen fotosynteesin aikana, joka etenee mitä voimakkaammin, mitä korkeampi veden lämpötila, auringonvalon voimakkuus ja mitä enemmän ravinteita (P, N jne.) vedessä on;
  • pääsy vesistöihin, joissa on sade- ja lumivesiä, jotka ovat yleensä ylikyllästetty hapella.

Veden happipitoisuutta vähentävien prosessien ryhmään kuuluvat sen kulutuksen reaktiot orgaanisten aineiden hapettumiseen: biologiset (eliöiden hengitys), biokemialliset (bakteerien hengitys, hapenkulutus orgaanisten aineiden hajoamiseen) ja kemialliset (hapetus) Fe2+, Mn2+, NO2-, NH4+, CH4, H2S). Hapenkulutus lisääntyy lämpötilan, bakteerien ja muiden vesieliöiden sekä kemiallisesti ja biokemiallisesti hapettuvien aineiden määrän noustessa. Lisäksi vedessä voi tapahtua happipitoisuuden lasku johtuen sen vapautumisesta ilmakehään pintakerroksista ja vain jos vesi tietyssä lämpötilassa ja paineessa osoittautuu hapella ylikylläiseksi.

Pintavesissä liuenneen hapen pitoisuus vaihtelee suuresti - 0-14 mg/l - ja se on alttiina vuodenaikojen ja päivittäisille vaihteluille. Jälkimmäiset riippuvat sen tuotanto- ja kulutusprosessien intensiteetistä, joten happinäyte otetaan ennen klo 12, kunnes happipitoisuus on saavuttanut korkeat arvot fotosynteesin vuoksi (seurattaessa he yrittävät korjata pahin ehdot). Hapenpuutetta havaitaan useammin vesistöissä, joissa saastuttavien orgaanisten aineiden pitoisuudet ovat korkeat, sekä rehevöityneissä vesistöissä, joissa on runsaasti biogeenisiä ja humusaineita.

Happipitoisuus määrää redox-potentiaalin suuruuden ja suurelta osin orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden kemiallisen ja biokemiallisen hapettumisen prosessien suunnan ja nopeuden. Happijärjestelmällä on syvällinen vaikutus säiliön käyttöikään. Liuenneen hapen vähimmäispitoisuus, joka varmistaa kalojen normaalin kehityksen, on noin 5 mg/l. Sen alentaminen 2 mg/l:aan aiheuttaa kalojen massakuolleisuutta (kuolemaa). Vaikuttaa haitallisesti vesiväestön tilaan ja veden ylikyllästymiseen hapella fotosynteesiprosessien seurauksena, kun vesikerrosten sekoittuminen ei ole riittävän intensiivistä.

Pintavesien hapen määritys sisältyy havainnointiohjelmiin hydrobionttien, mukaan lukien kalojen, elinolosuhteiden arvioimiseksi sekä myös epäsuorana ominaisuutena pintavesien laadun arvioinnissa ja itsepuhdistusprosessin säätelyssä. Liuenneen hapen pitoisuus on välttämätön aerobiselle hengitykselle ja se on biologisen aktiivisuuden (eli fotosynteesin) indikaattori vesistössä. Koska liuenneen hapen pitoisuus on kuitenkin eri prosessien tulos, ei ole yksiselitteistä yhteyttä liuenneen hapen ja veden orgaanisten aineiden pitoisuuksien välillä. Siksi vedessä olevien orgaanisten aineiden hapettumisen hapenkulutuksen tai hapettuvuuden indikaattoreiden arvioimiseksi on kehitetty laboratoriomenetelmiä.

Hapeutuvuus

Hapeutuvuus on epäsuora indikaattori orgaanisten aineiden pitoisuudesta vedessä, koska. ei kuvaa orgaanisten aineiden pitoisuutta, vaan veden ominaisuutta kuluttaa liuennutta happea siinä olevien orgaanisten aineiden hapetukseen.

Joten saastumisasteesta riippuen vesi sisältää enemmän tai vähemmän pelkistäviä aineita (ensinkin orgaanisia aineita), joita hapettavat voimakkaat hapettavat aineet: permanganaatti, bikromaatti jne. Happimäärää, joka vastaa hapettimen määrää, jota käytetään hapettamaan 1 litrassa vettä sisältämiä pelkistäviä aineita, kutsutaan hapetettavuudeksi. Se määritellään mg:na happea litrassa vettä (mg O/l).

Luonnonvesien orgaanisen aineen koostumus muodostuu monien tekijöiden vaikutuksesta. Tärkeimpiä ovat vedensisäiset biokemialliset tuotanto- ja muunnosprosessit, tulot muista vesistöistä, joissa on pinta- ja maanalainen valuma, ilmakehän sademäärä sekä teollisuus- ja kotitalousjätevesi. Säiliöön muodostuvat ja ulkopuolelta tulevat orgaaniset aineet ovat luonteeltaan ja kemiallisilta ominaisuuksiltaan hyvin erilaisia, mukaan lukien vastustuskyky erilaisten hapettimien vaikutukselle. Veden sisältämien helposti ja vaikeasti hapettuvien aineiden suhde vaikuttaa merkittävästi veden hapettuvyyteen sen yhden tai toisen määritysmenetelmän olosuhteissa.

Luonnonvesien hapettuvuusarvot vaihtelevat milligramman murto-osista kymmeniin milligrammoihin litrassa riippuen vesistöjen kokonaisbiologisesta tuottavuudesta, orgaanisten aineiden pilaantumisasteesta sekä luonnon orgaanisten aineiden vaikutuksesta. alkuperää suoilta, turvesoilta jne. Pintaveden hapettuvuus on parempi kuin maanalaisissa vesissä (milligramman kymmenesosat ja sadasosat litrassa), poikkeuksena öljykenttävedet ja soiden ravitsemat pohjavedet. Vuoristojoille ja järville on ominaista hapettuvuus 2-3 mg O/l, alankoisilla - 5-12 mg O/l, suojoilla - kymmeniä milligrammoja litrassa.

Altaissa ja vesistöissä, jotka ovat alttiina ihmisen toiminnan voimakkaalle vaikutukselle, hapettuvuuden muutos toimii ominaisuutena, joka heijastaa jäteveden sisäänvirtauksen tilaa. Luonnollisille lievästi saastuneille vesille on suositeltavaa määrittää permanganaatin hapettuvuus; saastuneemmissa vesissä pääsääntöisesti määritetään bikromaattihapettuvuus (COD).

Joten käytetystä hapettimesta riippuen erotetaan permanganaatin hapettuvuus (permanganaattiindeksi) ja bikromaattihapettuvuus (COD - kemiallinen hapenkulutus). Tulokset saman vesinäytteen hapettuvuuden määrittämisestä, mutta käyttämällä eri hapettimia, eroavat yleensä toisistaan, koska analysoitavassa vedessä olevat eri aineet hapettuvat epätasaisesti näiden hapettimien vaikutuksesta. Se ei riipu vain hapettimen ominaisuuksista, vaan myös sen pitoisuudesta, lämpötilasta, pH:sta jne. Siksi kaikki menetelmät hapettuvuuden määrittämiseksi ovat ehdollisia ja saadut tulokset ovat vertailukelpoisia vain, jos kaikkia määrityksen ehtoja noudatetaan tarkasti.

Verrataanpa erilaisia ​​orgaanisten aineiden pitoisuuden mittausmenetelmiä (kuva 1):

Kuva 1. Määritysmenetelmien vertailuominaisuudet

Ilmeisin indikaattori orgaanisten aineiden pitoisuudesta vedessä (luonnollistaa niiden pitoisuutta 100%) on teoreettinen hapenkulutus(TPK tai teoreettinen COD), joka vastaa orgaanisten aineiden hapettumisen hapen tarvetta määritettynä hapetusreaktion stoikiometrisen yhtälön perusteella.

Teoreettinen hapenkulutus on näytteen sisältämien orgaanisten aineiden täydelliseen hapettumiseen tarvittava hapen (tai hapettavan aineen) määrä mg/l, jossa hiiltä, ​​vetyä, rikkiä, fosforia ja muita alkuaineita, paitsi typpi, jos sitä on orgaanisessa aineessa, hapettuu korkeammiksi oksideiksi:

ja typpi muunnetaan ammoniakiksi tai ammoniumsuolaksi:

N® NH3 (NH4+).

Samalla happi, joka oli osa hapettuvia orgaanisia aineita, osallistuu hapetusprosessiin, ja näiden yhdisteiden vety luovuttaa ammoniakin (NH 3) muodostuessa kolme atomia jokaista typpiatomia kohti tai kaksi atomia kutakin kohti. happiatomi veden (H 2 O ) muodostumisen aikana.

Esimerkkejä tietyn TPK:n laskemisesta:

1. Oksaalihappo

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

1 mg - TPK lyö.

TPK voittaa \u003d mg O / mg oksaalihappoa.

2. Glukoosi

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

M = 180 g - 12 × 16 g

1 mg - TPK lyö.

TPK voittaa = mg O/mg glukoosia

3. Etikkahappo

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

M = 60 g - 4 × 16 g

1 mg - TPK lyö.

TPK voittaa = mg O/mg etikkahappoa

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

M = 89 g - 6 × 16 g

1 mg - TPK lyö.

TPK voittaa = mg 0/mg aniliinia

Joillekin kotitalous- ja teollisuusjäteveden yksittäisille komponenteille, jotka ovat koostumukseltaan samanlaisia, ominais-TPK on yhtä suuri:

Sakkaroosi 1.12

Peptoni 1,20

Albumiini 1,32

Kaseiini 1,39

Jos kotitalousjäteveden orgaaninen aines, joka koostuu pääasiassa proteiinimolekyylien ja hiilihydraattien jäännöksistä, esitetään muodossa (CH 2 O) n, niin hapettuvuuden pitäisi teoreettisesti olla yhtä suuri:

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

1 mg - TPK lyö.

TPK voittaa \u003d mg O / mg orgaanista ainetta kotitalousjätevedessä.

Teoreettisen hapentarpeen laboratorioarviointi suoritetaan hapettamalla kaliumdikromaatilla voimakkaasti happamassa ympäristössä Ag 2 SO 4 -katalyytin läsnä ollessa. Orgaanisten aineiden hapetukseen käytetyn dikromaatin määrää vastaavaa hapen määrää kutsutaan bikromaattihapettuvuus tai COD(kemiallinen hapenkulutus).

Prosessi etenee kaavion mukaisesti:

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

täysin identtinen märkähapetuksen kaavion kanssa orgaanisen kokonaishiilen Сorg määrityksessä. . Hapetus kiihtyy ja kattaa jopa sellaiset vaikeasti hapettavat aineet kuin etikkahappo ja aminohapot, jos reaktio suoritetaan Ag2S04-katalyytin läsnä ollessa.

Katalyysikaavio:

Reaktioon lisätään tiukasti määritelty määrä kaliumbikromaattia. Hapetuksen jälkeen ylimääräinen Cr 2 O 7 2- titrataan Mohrin suolalla Fe 2 (NH 4) 2 (SO 4) indikaattorin (ferroiini tai fenyyliantraniilihappo) läsnä ollessa:

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

Tulos ilmaistaan ​​mg O/l, kun otetaan huomioon, että 1 Cr 2 O 7 2- molekyyli vastaa kolmea happiatomia.

Huolimatta siitä, että dikromaatti on vahva hapetin ja hapettaa lähes kaikki orgaaniset aineet, COD-tulos on 95-98 % teoreettisesta COD:stä (tai TOD:sta). 2-5 %:n häviö johtuu pääasiassa haihtuvien, hapettumista kestävien hajoamistuotteiden (CO, CH 4) muodostumisesta. Normaaleissa prosessiolosuhteissa vain pyridiini ja jotkut muut typpeä sisältävät heterosyklit (pyrroli, pyrrolidiini, nikotiinihappo) sekä veteen huonosti liukenevat hiilivedyt, kuten bentseeni ja sen homologit, parafiini ja naftaleeni, eivät hapetu. Jos analysoitava näyte sisältää epäorgaanisia pelkistäviä aineita, on COD-määrityksen tuloksesta vähennettävä niiden erikseen määritetty määrä (hapen määrä).

Tarkkailuohjelmissa COD:tä käytetään näytteen orgaanisen aineen määrän mittana, joka on herkkä voimakkaan kemiallisen hapettimen vaikutukselle. COD:llä karakterisoidaan vesistöjen ja altaiden tilaa, kotitalous- ja teollisuusjätevesien sisäänvirtausta (mukaan lukien niiden puhdistusaste) sekä pintavalumia. Tämä menetelmä on tärkein analysoitaessa jäte- ja saastuneita vesiä, joiden hapettuvuus on > 100 mg O/L. Sillä voidaan analysoida myös vesiä, joiden hapettuvuus on 5–100 mg O/l, mutta toistettavuus on huonompi (±10 %). Puhtaammille vesille menetelmää ei voida soveltaa, koska antaa epätarkkoja tuloksia: pieni määrä reaktiossa kulutettua hapetinta määritellään erona kahden suuren arvon välillä - K 2 Cr 2 O 7 määrä ennen hapetusta ja jäljellä oleva määrä K 2 Cr 2 O 7 hapettumisen jälkeen.

Juomavedenä käytettävän puhtaan veden COD-arvo on kuitenkin erityisen kiinnostava. Koska orgaaniset epäpuhtaudet reagoivat K 2 Cr 2 O 7:n kanssa lähes täydellisesti, COD on luotettavampi hapettuvuuden mitta (kuin PO, jossa hapettumista tapahtuu vain 40 - 60 %), jonka perusteella voidaan arvioida tarvittava otsoni- tai otsonimäärä. vedenkäsittelyssä käytetty kloori.

Tässä mielessä automaattiset COD-mittauslaitteet ovat erityisen kiinnostavia. Yhdessä näistä laitteista vesinäyte haihdutetaan typpivirrassa, poltetaan sitten tarkasti mitatussa happimäärässä katalyytin vaikutuksesta korkeassa lämpötilassa, ja hapen jäännösmäärä määritetään potentiometrisellä menetelmällä.

COD-säännökset kotitalous- ja juomavesivarastojen vesille - 15 mg O / l, kulttuuri- ja kotitalouskäyttöön - 30 mg O / l.

COD-arvo, vaikka se toimiikin veden orgaanisten epäpuhtauksien kokonaispitoisuuden mittana, ei kuitenkaan (kuten Corg.) riitä saastumisen kvantitatiiviseen laskemiseen, jos näiden orgaanisten epäpuhtauksien alkuainekoostumusta ei tunneta. Muuntokerroin (1 mg epäpuhtautta = 1,2 mg O/l COD) vaihtelee orgaanisen aineksen O- ja N-pitoisuuksien mukaan.

Tällä hetkellä määrittelyyn panostetaan entistä enemmän suhde COD/C org. pinta- ja jätevesissä. Luonnollisesti suhteellisen puhtaita vesiä analysoitaessa tämä arvo löytyy merkittävillä virheillä, mikä johtuu sekä COD-tulosten hajonnasta että Corg. määritellään pienenä erona kahden suuren arvon välillä: kokonais- ja epäorgaanisen hiilen pitoisuus.

Tämä suhde kaikille hiilihydraateille (glukoosi, sakkaroosi, polysakkaridit) on sama, 2,67. Sama arvo saadaan etikka- ja maitohapoille. Proteiineille, jos oletetaan niiden keskimääräinen koostumus: C - 53%, H - 7%, O - 23%, N - 17%, S - 0,25%, saamme arvon 2,8. Jos humushapoille keskimääräinen suhde C:H:O:N = 16:17:8:1, niin niille COD / C org. = 2.6.

Näin ollen tärkeimpien luonnollista alkuperää olevien orgaanisten aineiden kohdalla COD/C org. = 2,6 - 2,8. Samaa voidaan sanoa orgaanisista aineista elintarviketeollisuuden jätevesissä ja kotitalousjätevesissä, jotka eivät ole teollisuuden jätevesien saastuttamia.

Tarkastetaan, mitä sanottiin laskemalla sakkaroosiesimerkin avulla:

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

M = 342 g - 24 x 16 g

1 mg - TPK lyö.

TPK voittaa = mg O/mg sakkaroosia;

C12H22O 11-12 C

M = 342 g - 12 × 12 g

1 mg - C org, lyöntiä

Lähde: org, ud. = mg C/mg sakkaroosia

Ota suhde: TPK lyö. /S org., ud. \u003d 1,12 / 0,42 \u003d 2,67.

COD/C org. kätevämpi kuin COD ja Corg. erikseen. COD-arvo heijastaa paitsi orgaanisen hiilen pitoisuutta näytteessä, myös happi- ja vetypitoisuutta hapettuvien orgaanisten aineiden molekyyleissä. Vety vaatii sopivan määrän happea muuttaakseen sen vedeksi; mitä enemmän vetyä molekyylissä, sitä suurempi COD. Toisaalta happi, joka on osa hapettavan aineen molekyyliä, osallistuu CO 2- ja H 2 O -molekyylien muodostumiseen ja siksi mitä enemmän happea, sitä vähemmän COD:tä.

COD ja C org. erikseen tarkasteltuna ne eivät voi karakterisoida orgaanisen epäpuhtauden luonnetta tai määrää, jos alkuainekoostumusta ei tunneta. Laskettaessa suhdetta COD/C org. orgaanisen aineen moolimassa pienenee:

COD/C org. (sakkaroosille) =

ja suhde kuvaa hapen määrää (mg), joka tarvitaan hapettamaan 1 mg saastemolekyylissä olevaa hiiltä.

Koska useimmissa luonnollista alkuperää olevissa orgaanisissa aineissa suhde H:O = 2:1, ts. kuten vesimolekyylissä tai toisin sanoen hiilen muodollinen hapetusaste on 0, niin hapettimen happi kuluu vain hiilen hapettumiseen CO 2:ksi. Siksi luonnollisille orgaanisille aineille COD/C org. jolle on tunnusomaista tällainen vakaa arvo, joka on yhtä suuri kuin 2,67:

C o + 2O \u003d CO 2

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

Aineille, joissa on korkeampi hiili- ja vetypitoisuus, ts. kun hiilen muodollinen hapetusaste< 0, на окисление каждого атома углерода до СО 2 требуется больше кислорода, а следовательно ХПК/С орг. > 2,67.

Siksi, jos COD/C org. > 3, tämä on merkki siitä, että vesi on saastunut aineilla, joiden molekyyleissä on suhteellisen pitkät hiilivetyketjut (oletettavasti kemialliset tuotteet tai öljytuotteet). Sitten vesi analysoidaan tarkemmin. Siinä on mahdollista määrittää öljytuotteiden pitoisuus, vähentää sitä vastaavat COD- ja Corg-arvot. vastaavasti osion COD / C org osoittajasta ja nimittäjästä. ja saada tälle indikaattorille uusi arvo, jonka avulla voidaan arvioida muiden saasteiden läsnäoloa vedessä, joiden molekyylissä on pitkä hiilivetyketju.

Esimerkkejä tällaisista aineista:

Jos hiilen muodollinen hapetusaste orgaanisessa molekyylissä on > 0, niin COD/C org.< 2,67. Самое маленькое значение этого отношения у щавелевой кислоты: ХПК/С орг. = 0,67.

Siten tämä indikaattori on tyypillinen teollisuuden jätevesien aiheuttama vesien pilaantuminen. Orgaanisten yhdisteiden molekyyleissä olevien C-, H-, N- ja O-määrien välistä suhdetta se antaa hyödyllistä tietoa näiden yhdisteiden luonteesta.

III. III. Liiketoiminnan ulkopuoliset tuotot ja kulut (indikaattorit 12, 13, 14.15, 16)
  • III. Battle Bannerin säilytys-, huolto- ja korjausjärjestys

    • orgaaninen hiili. Orgaaninen hiili on luotettavin indikaattori luonnonvesien orgaanisen aineen kokonaispitoisuudesta, ja sen osuus orgaanisen aineen massasta on keskimäärin noin 50 %.

    Luonnonvesien orgaanisten aineiden koostumuksen ja pitoisuuden määrää monien luonteeltaan ja nopeudeltaan erilaisten prosessien yhdistelmä: vesieliöiden post mortem ja elinikäiset eritteet; sisäänvirtaukset, joissa on ilmakehän sadetta ja pintavalumia, jotka johtuvat ilmakehän vesien vuorovaikutuksesta maaperän ja valuma-alueen pinnalla olevan kasvillisuuden kanssa; tulot muista vesistöistä, soista, turvesoista; tulot kotitalous- ja teollisuusjätevesistä.

    Orgaanisen hiilen pitoisuus on alttiina kausivaihteluille, joiden luonteen määrää vesistöjen hydrologinen tila ja siihen liittyvät kemiallisen koostumuksen vuodenaikojen vaihtelut, tilapäiset muutokset biologisten prosessien intensiteetissä. Vesistöjen pohjakerroksissa ja pintakalvossa orgaanisen hiilen pitoisuus voi poiketa merkittävästi sen pitoisuudesta muussa vesimassassa.

    Orgaaniset aineet ovat vedessä liuenneessa, kolloidisessa ja suspendoituneessa tilassa muodostaen tietyn dynaamisen, yleensä epätasapainoisen järjestelmän, jossa fysikaalisten, kemiallisten ja biologisten tekijöiden vaikutuksesta tapahtuu jatkuvasti siirtymiä tilasta toiseen.

    Liuenneiden orgaanisten aineiden alin hiilipitoisuus saastumattomissa luonnonvesissä on noin 1 mg/dm 3 , korkein ei yleensä ylitä 10–20 mg/dm 3 , mutta suovesissä se voi olla useita satoja mg/dm 3 .

    Hiilivedyt (öljytuotteet ja aromaattiset hiilivedyt). Tällä hetkellä Maailman valtameren pinta on laajalla alueella peitetty hiilivetykalvolla. Syyt tähän ovat:

    § Öljynjalostamoiden jätteiden käsittely (esim. vain yksi keskikapasiteettinen laitos tuottaa 400 tonnia jätettä päivässä –1);

    § painolastin tyhjennys ja öljynkuljetusalusten tankkien pesu kuljetuksen jälkeen (veteen joutuva öljymäärä on keskimäärin 1 % kuljetetusta lastista eli 1-2 Mt vuosi -1);

    § suuri määrä öljysäiliöalusten onnettomuuksia (vain vuosina 1967-1974 tapahtui 161 onnettomuutta (Erhard, 1984), vuosina 1960-1970 - noin 500 (Ramad, 1981)).

    Kuva 12.1 esittää eri ihmisperäisten lähteiden osuudet valtamerten saastumisesta öljytuotteilla. Mutta on myös tarpeen ottaa huomioon se tosiasia, että öljy on luonnollinen aine ja joutuu meriveteen ei vain teknogeenisen toiminnan seurauksena, vaan myös luonnollisilla saannoilla (eri arvioiden mukaan 20 kt - 2 Mt per vuosi -1).

    Riisi. 12.1. Ihmisperäinen öljytuotteiden pääsy valtameriin
    (Perjantai, 2002)

    Öljytuotteet ovat yleisimpiä ja vaarallisimpia pintavesiä saastuttavia aineita. Öljy ja sen jalostetut tuotteet ovat äärimmäisen monimutkainen, epästabiili ja monipuolinen aineseos (pieni- ja suurimolekyylipainoiset tyydyttyneet, tyydyttymättömät alifaattiset, nafteeniset, aromaattiset hiilivedyt, happi, typpi, rikkiyhdisteet sekä tyydyttymättömät heterosykliset yhdisteet, kuten hartsit, asfalteenit , anhydridit, asfalteenit). hapot). Käsite "öljytuotteet" hydrokemiassa rajoittuu ehdollisesti vain hiilivetyfraktioon (alifaattiset, aromaattiset, alisykliset hiilivedyt).

    Suuria määriä öljytuotteita joutuu pintavesiin, kun öljyä kuljetetaan vesiteitse, öljyntuotannon, öljynjalostuksen, kemian, metallurgian ja muiden teollisuudenalojen jäteveden mukana kotitalousveden mukana. Joitakin määriä hiilivetyjä joutuu veteen kasvi- ja eläinorganismien intravitaalisten eritteiden seurauksena sekä niiden kuoleman jälkeisen hajoamisen seurauksena.

    Säiliössä tapahtuvien haihtumis-, sorptio-, biokemiallisten ja kemiallisten hapettumisprosessien seurauksena öljytuotteiden pitoisuus voi laskea merkittävästi, kun taas niiden kemiallinen koostumus voi muuttua merkittävästi. Aromaattiset hiilivedyt ovat stabiileimpia, n-alkaanit vähiten stabiileja.

    Öljytuotteilla saastuttamattomissa vesistöissä luonnollisten hiilivetyjen pitoisuus voi vaihdella merivesissä välillä 0,01 - 0,10 mg / dm 3 ja enemmän, joki- ja järvivesissä 0,01 - 0,20 mg / dm 3, joskus 1 - 1,5 mg. / dm 3. Luonnollisten hiilivetyjen pitoisuus määräytyy säiliön trofisen tilan mukaan ja riippuu suurelta osin säiliön biologisesta tilanteesta.

    Öljytuotteiden haitalliset vaikutukset vaikuttavat monin tavoin ihmiskehoon, luontoon, vesikasvitukseen, säiliön fysikaaliseen, kemialliseen ja biologiseen tilaan. Öljytuotteisiin kuuluvilla pienimolekyylisillä alifaattisilla, nafteenisilla ja erityisesti aromaattisilla hiilivedyillä on myrkyllinen ja jossain määrin myös huumausaine elimistöön kohdistuva vaikutus sydän- ja verisuonijärjestelmään sekä hermostoon. Suurin vaara ovat polysykliset kondensoidut hiilivedyt, kuten 3,4-bentsapyreeni, joilla on syöpää aiheuttavia ominaisuuksia. Öljytuotteet ympäröivät lintujen höyhenpeitettä, kehon pintaa ja muiden vesieliöiden elimiä aiheuttaen sairauksia ja kuolemaa.

    Öljytuotteiden negatiivinen vaikutus, erityisesti pitoisuuksina 0,001–10 mg/dm 3 , ja niiden esiintyminen kalvon muodossa vaikuttaa myös korkeamman vesikasvillisuuden ja mikrofyyttien kehittymiseen.

    Öljytuotteiden läsnä ollessa vesi saa tietyn maun ja tuoksun, sen väri ja pH muuttuvat ja kaasunvaihto ilmakehän kanssa huononee.

    Öljytuotteiden MPC on 0,3 mg / dm 3 (rajoittava vaaraindikaattori - organoleptinen), MPC vr - 0,05 mg / dm 3 (rajoittava vaaran indikaattori - kalastus). Karsinogeenisten hiilivetyjen esiintymistä vedessä ei voida hyväksyä.

    PAH. Polysyklisten aromaattisten hiilivetyjen (PAH) aiheuttama saastuminen on nyt maailmanlaajuista. Niitä on havaittu kaikissa luonnonympäristön elementeissä (ilma, maaperä, vesi, eliöstö) arktiselta alueelta Etelämantereelle.

    PAH-yhdisteitä, joilla on selkeitä myrkyllisiä, mutageenisia ja karsinogeenisia ominaisuuksia, on lukuisia. Niiden määrä on 200. Samanaikaisesti PAH-yhdisteitä on jakautunut koko biosfääriin vain muutama kymmenkunta. Näitä ovat antraseeni, fluorantreeni, pyreeni, kryseeni ja jotkut muut.

    PAH-yhdisteistä tyypillisin ja yleisin on bentso(a)pyreeni (BP):

    BP liukenee hyvin orgaanisiin liuottimiin, kun taas se on erittäin heikosti veteen liukeneva. Bentso(a)pyreenin pienin tehokas pitoisuus on alhainen. Verenpaine muuttuu oksigenaasien vaikutuksesta. BP:n muunnostuotteet ovat karsinogeenejä.

    BP:n osuus havaittujen PAH-yhdisteiden kokonaismäärästä on pieni (1–20 %). He tekevät siitä merkittävän:

    § Aktiivinen verenkierto biosfäärissä

    § Korkea molekyylistabiilisuus

    § Merkittävä karsinogeeninen vaikutus.

    Vuodesta 1977 lähtien BP:tä on pidetty kansainvälisellä tasolla indikaattoriyhdisteenä, jonka pitoisuuden perusteella arvioidaan ympäristön saastumista karsinogeenisilla PAH-yhdisteillä.

    Bentso(a)pyreenin luonnollisen taustan muodostumiseen osallistuu erilaisia ​​abioottisia ja bioottisia lähteitä.

    Geologiset ja tähtitieteelliset lähteet. Koska PAH-yhdisteitä syntetisoidaan yksinkertaisten orgaanisten rakenteiden lämpömuutosten aikana, BP:tä löytyy:

    § meteoriittien materiaali;

    § tuliperäiset kivet;

    § hydrotermiset muodostumat (1–4 µg kg -1);

    § Vulkaanista tuhkaa (jopa 6 µg kg -1). Vulkaanisen BP:n globaali virtaus saavuttaa 1,2 tonnia vuodessa -1 (Israel, 1989).

    BP:n abioottinen synteesi on mahdollista orgaanisten materiaalien palamisen aikana luonnonpalojen aikana. Metsän, nurmipeitettä, turvetta poltettaessa muodostuu jopa 5 tonnia vuodessa -1. BP:n bioottinen synteesi havaittiin useille anaerobisille bakteereille, jotka pystyvät syntetisoimaan BP:tä pohjasedimenttien luonnollisista lipideistä. Mahdollisuus syntetisoida BP ja chlorella esitetään.

    Nykyaikaisissa olosuhteissa bentso(a)pyreenin pitoisuuden nousu liittyy ihmisperäiseen alkuperään. BP:n tärkeimmät lähteet ovat: kotitalous-, teollisuus-, huuhtelu-, kuljetus-, onnettomuudet, pitkän matkan kuljetukset. BP:n antropogeeninen virtaus on noin 30 t yr -1.

    Lisäksi tärkeä BP:n lähde vesiympäristöön on öljyn kuljetus. Tällöin veteen joutuu noin 10 t vuosi -1.

    Suurin BP:n saastuminen on tyypillistä lahdille, lahdille, suljetuille ja puolisuljetuille merialueille, jotka ovat alttiina ihmistoiminnan vaikutuksille (taulukko 12.4). Korkeimmat BP-saasteet ovat tällä hetkellä Pohjois-, Kaspianmerellä, Välimerellä ja Itämerellä.

    Bents(a)pyreeni pohjasedimentissä

    PAH-yhdisteiden pääsy meriympäristöön niiden liukenemismahdollisuudet ylittävänä määränä merkitsee näiden yhdisteiden sorptiota suspendoituneisiin hiukkasiin. Suspensiot laskeutuvat pohjalle ja sen seurauksena BP kerääntyy pohjasedimentteihin. Tässä tapauksessa PAH:n kertymisen päävyöhyke on 1–5 cm kerros.

    Sateen PAH-yhdisteet ovat usein luonnollista alkuperää. Näissä tapauksissa ne rajoittuvat tektonisiin vyöhykkeisiin, syvän lämpövaikutuksen alueisiin, alueisiin, joissa öljy- ja kaasukertymä on levinnyt.

    Korkeimmat verenpaineen pitoisuudet löytyvät kuitenkin ihmisperäisen vaikutuksen alueilla.

    PAH:t eivät vain imeydy organismien pinnalle, vaan myös konsentroituvat solunsisäisesti. Planktonisille organismeille on ominaista korkea PAH-kertyvyys.

    BP-pitoisuus planktonissa voi vaihdella muutamasta μg kg -1 mg kg -1 kuivapainoon. Yleisin pitoisuus on (2–5) 10 2 µg kg -1 kuivapaino. Beringinmerellä kumulaatiokertoimet (eliöissä olevan pitoisuuden suhde vedessä olevaan pitoisuuteen) planktonissa (Cp/Sw) vaihtelevat välillä 1,6 10 - 1,5 10 4, kertymiskertoimet neustonissa (Cn/Sw) välillä 3,5 10 2 - 3,6 103 (Israel, 1989).

    Koska suurin osa pohjaeliöistä ruokkii suspendoitunutta orgaanista ainesta ja maaperän jätettä, joka sisältää usein PAH-yhdisteitä korkeampina pitoisuuksina kuin vedessä, bentontit keräävät usein BP:tä merkittävinä pitoisuuksina (taulukko 12.1). PAH-yhdisteiden kerääntyminen monisoluisiin, nilviäisiin, äyriäisiin ja makrofyytteihin tunnetaan.

    Koska PAH-yhdisteet ovat luonnossa esiintyviä aineita, on luonnollista, että on olemassa mikro-organismeja, jotka voivat tuhota ne. Näin ollen Pohjois-Atlantilla tehdyissä kokeissa BP:tä hapettavat bakteerit tuhosivat 10–67 % käytetystä verenpaineesta. Tyynellämerellä tehdyissä kokeissa osoitettiin mikroflooran kyky tuhota 8–30 % tuodusta verenpaineesta. Beringinmerellä mikro-organismit tuhosivat 17–66 % käytetystä BP:stä ja Itämerellä 35–87 %.

    Kyllä, juuri niin: vesi on orgaaninen aine ja tässä mielessä se on kaiken perusta. elää maan päällä. Aforistisemmin sanottuna vesi on elämää, eikäkuvaannollisesti, mutta kirjaimellisesti.

    Aloitan yksinkertaisella toteamuksella: tiede kertoo meille, että koko orgaaninen maailma on mukaan lukien sekä kasvit että eläimet, ovat 80-90 % vettä ja kaikki prosessitne esiintyvät uudelleen saman veden suoran osallistumisen myötä. Tämä yksintosiasia ikään kuin kertoo meille, että veden on itsessään oltava orgaanista ainettaTältä osin korostan välittömästi, että se on erittäin tärkeää ja samallaaivan yhtä yksinkertaista ja kaikkien poikkeuksetta tunnustama tosiasia, että syntymä on kaikkiplaneettamme organismit liittyvät erottamattomasti veteen. Ilmaisin asian jopa näin:- tämä on erityisesti muunnettu ja organisoitu vesi.


    Ei todellakaan tarvitse olla seitsemää jänneväliä otsassa nähdäkseen sen elävä organismi, vesi ei ole vain välttämätön, vaan myös pääkomponenttikomponentti. Sen määrä elävissä organismeissa, mahdollisesti poikkeuksenavaihtelee välillä 70 - 99,7 painoprosenttia. Pelkästään tästä tosiasiasta, muista puhumattakaanVielä tärkeämpää on, että on selvää, että vedellä ei ole vain suurta rooliaeliöiden elintärkeä toiminta, kuten kaikki poikkeuksetta tunnustavat, ja rooliratkaiseva, ratkaiseva, perustavanlaatuinen. Mutta pelatakseen sellaista roolia,sen on oltava orgaanista ainetta.

    Outoa kuitenkin käy ilmi: periaatteessa kukaan ei kiistä veden ensisijainen rooli kaikkien elävien olentojen elämässä poikkeuksetta, ja kuitenkinräikeän ristiriidan tällaisen roolin kanssa ovat myös kaikki kemiallisesti tiedossaveden koostumus ilmaistuna kaavalla H2O. Mutta tekemällä niin, vapaaehtoisesti tai tahattomastitunnustetaan täysin absurdi tosiasia, nimittäin se, että vesi on tämä ehdoton perustakaikki orgaaninen elämä – itse on epäorgaanista ainetta, toisin sanoenkuollut aine

    Siksi alusta alkaen ehdottaa itseään kova vaihtoehto: joko virheellinen käsitys vedestä kaiken elävän perustana tai virheellinennykyinen käsitys veden kemiallisesta koostumuksesta. Ensimmäinen "joko"heti pois, koska sen alla ei ole maata. Jää toiseksi"joko", nimittäin että vesi H2O on väärä. Ei kolmatta vaihtoehtoaTässä tapauksessa sitä ei anneta, eikä periaatteessa voi olla. Ja tässä se on jo ennakkoon, ts.Ennen kokemusta on täysi syy väittää, että vesi itsessään on aineLuomu. Tämä (ja vain tämä!) laatu voi tehdä siitä kaiken perustanelossa. Ja ei väliä mitä argumentteja tätä vastaan ​​nykyinen hyvin ruokitturento tiede, nämä argumentit ovat myös a priori, eli ilmeisesti ovatvirheellinen. Vasta sitten voi kysyäEnnen kuin siirryn tähän pääkysymykseen, haluaisin kiinnittää huomiontoinen kaikilta osin merkittävä tosiasia, joka, kuten tulemme näkemään,Lisäksi se liittyy suoraan veteen. Tosiasia on tämä: kemiallisestiminkä tahansa elävän aineen perusta poikkeuksetta onhiilivetyyhdisteitä. Tiedetään, että elävä organismi koostuu yhdistelmästämelko rajallinen määrä kemiallisia alkuaineita. Oletetaan siis 96 % massastaIhmiskeho koostuu yhteisistä elementeistä, kuten hiilestä (C)vety (H), typpi (N) ja happi (O)Joten aluksi muistetaan: veden lisäksi kaiken toinen perusta orgaanisestiMaapallon yhdisteet ovat hiilihydraatteja. Ne ovat yksinkertaisiayhdisteet, jotka koostuvat, toistan, hiilestä (C), vedystä (H) ja hapesta (O)eri tavoin, ja ne ilmaistaan ​​yleensä yleisellä kaavalla CnH2nOn. Tätä hetkeä vartenKiinnitän erityistä huomiota. Vertaamalla näitä kahta hetkeä voimme jo a priorieli ennen minkäänlaista kokemusta, lisäksi sataprosenttisella varmuudella he sanovatettä veden on elämän perustana oltava myös hiilivetyyhdiste. Ja kirjassaan "Tieteen ikuiset mysteerit (amatöörin silmin)", nojaten Tieteen käytettävissä olevien tietojen perusteella todistan jatkuvasti, että vesi on todellakinjonka kaava ei ole H2O, vaan CH2O, tai toisin sanoen se on hiilivetyyhdistettä ja siten orgaanista ainetta. Vain tässä ominaisuudessa, eikäMitä muuta, se voi toimia kaiken elämän perustana maan päällä.

    Nyt proteiineihin. Ne ovat myös yksinomaan monimutkaiset orgaaniset yhdisteet, jotka koostuvat kaikista samoista meille tutuista alkuaineistaeli hiiltä, ​​happea ja vetyä. Toisin sanoen voit täysinsyy väittää, että kaikki elävät koostuvat saman eri yhdistelmistäjoista vesi itse koostuu, jos tietysti sen kaavojen perusteellaCH20. Tämä tosiasia asettaa kaiken paikoilleen ilman liioittelua ja lisämassaa.keinotekoisia rakenteita ja rekvisiitta, jotka vain sitovat jotenkinsekava. Joten pointti on pieni: todistaa, että vettä todella onon orgaaninen aine. Aloitetaan tästä.

    Ei tarvitse todistaa, että vesi ei ole vain tärkein, vaan myös ainoa ehdottoman välttämätön alusta kaikille elollisille. Koko pointti on kuitenkin taas seJotta vedellä olisi tällainen rooli, sen on oltava orgaanistaaine. Tässä on koko pulma nykyajan tieteestä lähtien, ja sen jälkeen eija kaikki ihmiset, jotka uskovat sokeasti hänen johtopäätöksiinsä, uskovat edelleen, että vesi on sitäepäorgaaninen aine, joka on sama jokaiselle koululaiselle tuttu kaava H2O Juuri tätä kaavaa vastaan ​​koko maailman tiede on lyönyt otsaansa yli kahdensadan vuoden ajan.aika, jolloin ranskalainen kemisti Lavoisier kertoi maailmalle, että vesi koostuu kahdestaalkuaineita - vetyä ja happea, joista seurasi luonnollisesti, että hän syöepäorgaaninen aine. Siitä lähtien, ei vain kaikki epätieteellistä, mutta mitähämmästyttävä, ja koko tieteellinen maailma uskoi siihen ehdoitta (ja lisäksi uskoonyt), mistä erityisesti todistaa valtava määrä ristiriitaisiaupeimmat hypoteesit ja teoriat elämän alkuperästä. MitäTämän "autuaan" uskon kukistamiseksi tarvitaan tässä samanlainen läpimurto kuin seteki aikoinaan Kopernikuksen, esitellen heliosentrinen järjestelmänsä sen sijaanPtolemaioksen geosentrinen hypoteesiItse asiassa, ajattele itse: ei vain hämmästyttävää, vaan myös suoraamasentava tosiasia on, että yksinkertaisinajatus, nimittäin: jos vesi muodostaa jopa 90% kaikkien elävien organismien massasta, jos ilman vettä kaikki elävät olennot kuihtuvat ja kuolevat, niin eikö tästä seuraa täysin ilmeisesti, että vesi on elämän perusta, eikä jossain kuvaannollisessa, symbolisessa merkityksessä, mutta suorimmassa merkityksessä. Toisin sanoen pääasiallisena lähtökohtana on tunnustettava, että vesi itsessään on orgaaninen aine ja sellaisenaan se ei ole vain pääasiallinen, vaan ainoa perusta koko elämälle maapallolla. Jos ei ole vettä, ei ole (eikä voi olla!) elämää.

    Joten toistan vielä kerran: vesi on luonteeltaan orgaaninen aine ja sen kaava ei ole H2O, vaan CH2O, ja tässä ominaisuudessa se on itse asiassa (eikä kuvaannollisesti) kaiken elämän perusta maapallolla. Sanon lisää: kemiallinen aine, joka sai kemiassa nimen typpi (N), on itse asiassa myös orgaaninen aine (tarkemmin sanottuna sama hiilivetyryhmä CH2, joka esitetään alla)*. Nämä kaksi johtopäätöstä antavat perustan täysin uudelle näkemykselle elämän alkuperästä. Elämä ei syntynyt muinaisina aikoina joissakin poikkeuksellisissa olosuhteissa, kuten tiedemaailma edelleen uskoo. Ei, se syntyy jatkuvasti ja kirjaimellisesti silmiemme edessä, koska sen perusta, vesi, säilyy. Toistan vielä kerran: kaikissa elävissä järjestelmissä 98% massasta putoaa seuraaviin neljään alkuaineeseen: vety, hiili, happi, typpi. Proteiinit, nukleiinihapot, lyhyesti sanottuna, kaikki elävät olennot koostuvat pääosin samoista alkuaineista. Tämä hetki on otettava lähtökohtana. Proteiinikaava yleisessä muodossaan näyttää tältä: CnH2nOn tai yksinkertaisimmassa versiossaan - CH2O. Ja tässä pyydän huomiotanne! Kuten tiedemiehet vakuuttavat, proteiinit ja nukleiinihapot muodostavat jopa 98 % jokaisen elävän organismin aineesta. Mutta samaan aikaan samat tutkijat väittävät, että vesi on jopa 90% samasta elävästä organismista. Osoittautuu, että proteiinit ja vesi yhdessä muodostavat noin 200 % elävien organismien aineesta. Mutta näin ei voi olla: on mahdotonta, että sama organismi koostuisi sataprosenttisesti yhdestä aineesta ja sataprosenttisesti toisesta aineesta. Tästä vaikeasta, ellei herkästä tilanteesta on vain yksi tie, nimittäin: tunnustaa, että vesi itsessään on orgaaninen aine ja tässä ominaisuudessa se on myös proteiinikappaleiden perusta. Tässä tapauksessa kaikki loksahtaa paikoilleen. Tässä herää pohjimmiltaan tärkeä kysymys: onko maan päällä vapaassa tilassa ja elävien kappaleiden kokonaismassaa vastaavina tilavuuksina sellaista ainetta, joka itse koostuu vedyn, hiilen, hapen ja typen yhdistelmästä? Vastaamalla siihen, emme vastaa vain kysymykseen elämän alkuperästä, vaan myös kysymykseen siitä, mikä on sen perusta, sen pysyvä perusta, joka antaa sen paitsi olla olemassa, myös jatkuvasti toistaa itseään. Joten: tämä aine on vettä ja sen kaava ei ole H2O, vaan CH2O. Tästä seuraa luonnollisesti, että vesi (eikä mikään muu!) on aine, joka sisältää kaikki edellä mainitut elämän komponentit: vedyn, hapen, hiilen ja typen (mitä typpi itse asiassa edustaa, käsitellään myöhemmin). Tässä mielessä vesi ei kuulu vain hiilihydraattien ryhmään - se muodostaa sen perustan, sen päämassan, ja tässä ominaisuudessa se edustaa ainoaa, lisäksi käytännössä ehtymätöntä kaiken elämän lähdettä maapallolla. Tämä eliminoi yllämainitun räikeän ristiriidan elävien organismien vesi- ja proteiinipitoisuuden välillä, koska tässä ehdotetussa kaavassa vesi itse muodostaa sekä proteiinien että nukleiinihappojen luonnollisen perustan.

    Kuitenkin koko juoni tässä on se, että Lavoisierin vesikaava, H2O, on estänyt tällaisen tunnustuksen voimakkaana ja silti ylitsepääsemättömänä esteenä. Tähän päivään asti säilynyt usko sen totuuteen puolestaan ​​synnytti monia erilaisia, joskus fantastisimpia teorioita ja hypoteeseja elämän alkuperästä, joita tieteen historia on täynnä.

    Onko sinulla kysyttävää?

    Ilmoita kirjoitusvirheestä

    Toimituksellemme lähetettävä teksti:

    Lähettää