สารประกอบอินทรีย์ในน้ำ สิ่งสกปรกอินทรีย์น้ำธรรมชาติ เกลือแร่ละลายน้ำ

น้ำเสียหลายประเภทมีสารที่เน่าเปื่อย นอกเหนือจากน้ำเสียจากอุตสาหกรรมบางชนิด ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบที่เป็นพิษทางเคมีเป็นส่วนใหญ่ สารที่เน่าเปื่อย เช่น เนื้อสัตว์หรือเลือด เป็นสารอินทรีย์ในธรรมชาติและอยู่ภายใต้กฎสากลของธรรมชาติ นั่นคือ การสลายตัว ซึ่งนำไปสู่การทำให้เป็นแร่ในที่สุด เนื่องจากในกรณีของเนื้อเน่าที่อธิบายข้างต้น กระบวนการย่อยสลายจะถูกกระตุ้นและบำรุงรักษาโดยเอนไซม์ autolytic ส่วนใหญ่ข้างต้นเป็นจริงสำหรับทั้งน้ำเสียและเนื้อสัตว์ ความแตกต่างที่ต้องสังเกตอยู่แล้วในมุมมองของความเข้มข้นไม่เท่ากันของสารเน่าเสีย - ในกรณีแรก เนื้อแน่น และในที่สอง - อิมัลชัน ฯลฯ ใช้ไม่ได้กับธรรมชาติของกระบวนการสลายตัว หากสิ่งหลังเกิดขึ้นในน้ำเสียของสถานประกอบการรีไซเคิลซึ่งก่อนหน้านี้การบำบัดความร้อนจะดำเนินการโดยการกระทำทางกายภาพของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง (การสลายตัวโดยการต้ม) จุลินทรีย์ที่สร้างสปอร์บางส่วนจะอยู่รอดได้ในระหว่างการฆ่าเชื้อและรวมอยู่ในกระบวนการย่อยสลายด้วย ในกรณีนี้ ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมีลดลงเป็นเปอร์เซ็นต์

ตรงกันข้ามกับความพยายามที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งเพื่อขัดขวางกระบวนการย่อยสลายของวัตถุดิบของสถานประกอบการรีไซเคิลเพื่อรักษาอาหารสัตว์ ความพยายามทั้งหมดในการบำบัดน้ำเสียมุ่งเป้าไปที่การบรรลุโดยใช้การจัดหาออกซิเจน การทำให้เป็นแร่ธาตุอย่างรวดเร็วและสมบูรณ์ของส่วนประกอบอินทรีย์ หากกระบวนการทำให้เป็นแร่ถูกยับยั้ง ตัวอย่างเช่น โดยปริมาณไขมันที่เพิ่มขึ้นในน้ำเสีย ผลกระทบในลักษณะการเก็บรักษาที่ไม่ต้องการนี้จะต้องถูกต่อต้านด้วยความแข็งแรงเป็นพิเศษ (Randolph, 1977)

การบำบัดน้ำเสียโดยพื้นฐานแล้วการตกตะกอนด้วยการก่อตัวของตะกอนที่เน่าเสียตลอดจนกิจกรรมการสลายตัวของจุลินทรีย์ในระหว่างแอโรบิโอซิส (กากตะกอนที่เปิดใช้งาน) กากตะกอนที่เน่าเสียระหว่างสภาวะไร้อากาศซึ่งสัมผัสกับการทำงานของจุลินทรีย์จะถูกทำให้แห้ง ในขณะที่สะเก็ดของตะกอนกระตุ้นสนับสนุนกระบวนการทางชีวภาพทั้งหมดของการบำบัดน้ำเสีย ไม่ต้องใช้ความพยายามของมนุษย์ (ถังมีเทน, การตกตะกอน, Emscher ดี) จากนั้นเพื่อรักษาแอโรไบโอซิสเป็นเวลานานในทางกลับกันจำเป็นต้องมีโครงสร้างทางเทคนิคที่ซับซ้อน (ตัวกรองชีวภาพ, บ่อออกซิเดชัน, วงจรกระตุ้น, น้ำตก)

การจัดหาออกซิเจนเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่สำคัญสำหรับการเพิ่มจำนวนของจุลินทรีย์ที่ทำลายสารอินทรีย์ที่มีอยู่ในน้ำเสีย นอกจากนี้จำนวนจุลินทรีย์ลดลง (ความปรารถนาที่จะไม่ใช้ออกซิเจน) หากออกซิเจนที่ใช้ไม่ได้ถูกแทนที่ด้วยออกซิเจนใหม่อย่างสม่ำเสมอและสม่ำเสมอ (แบคทีเรียและเชื้อราคือ C-heterotrophic) นี่เป็นพื้นฐานของความสามารถในการย่อยสลายอินทรียวัตถุ หน้าที่ของจุลชีพนี้เป็นส่วนสำคัญของระบบนิเวศ ซึ่งควรพิจารณาน้ำเสียและการบำบัดน้ำเสีย รวมไปถึงการทำความสะอาดตนเองทางชีวภาพของแม่น้ำและทะเลสาบด้วย แบคทีเรียในแหล่งน้ำธรรมชาติและน้ำเสีย “พอใจ” ด้วยสารอาหารที่มีความเข้มข้นเพียงเล็กน้อย แบคทีเรีย 39 จาก 47 ตระกูลมีตัวแทนอยู่ในจุลินทรีย์ในแหล่งน้ำและน้ำเสีย (Reinheimer, 1975) นอกจากนี้ยังพบเชื้อราที่นี่ซึ่งดูดซับอินทรียวัตถุด้วยเนื่องจากเป็น C-heterotrophic เชื้อราส่วนใหญ่ต้องการออกซิเจนฟรี เห็ดมีลักษณะเฉพาะที่มีความทนทานต่อ pH สูงและมักจะมีช่วงอุณหภูมิที่ค่อนข้างใหญ่ที่สามารถมีอยู่ได้ (pH 3.2-9.6; อุณหภูมิ 1-33°C) เห็ดสลายโปรตีน น้ำตาล ไขมัน แป้ง เพคติน เฮมิเซลลูโลส เซลลูโลส ไคติน และลิกนิน จำนวนของ saprophytes ที่สัมพันธ์กับจำนวนจุลินทรีย์ทั้งหมดในการบริโภคน้ำที่มีมลพิษอย่างหนักอยู่ในช่วง 1:5 ถึง 1:100 ในขณะที่แหล่งน้ำ oligotrophic ตัวเลขนี้จะแตกต่างกันไประหว่าง 1:100 ถึง 1:1000 อุณหภูมิของน้ำเสียและความอิ่มตัวของโปรตีนมีอิทธิพลอย่างมากต่อระยะเวลาการงอกใหม่ของแบคทีเรีย heterotrophic และต่อองค์ประกอบของพืชจุลินทรีย์ อย่างแรก สารซาโพรไฟต์ปรากฏในน้ำเสีย ตามด้วยจุลินทรีย์ที่สลายเซลลูโลส และสุดท้ายคือแบคทีเรียไนตริไฟริ่ง ซึ่งมีจำนวนมากที่สุด น้ำเสียในครัวเรือนแต่ละมิลลิลิตรสามารถมีแบคทีเรียได้ 3 ถึง 16 ล้านตัว ซึ่งรวมถึงแบคทีเรียโคไลหลายสิบหรือหลายแสนตัว น้ำเสียดังกล่าวมีหลากหลายประเภท เอนเทอโรแบคทีเรีย.น้ำเสียที่ปนเปื้อน อุดมไปด้วยอินทรียวัตถุ อุดมไปด้วย chlamydobacteria ได้ง่าย โดยเฉพาะ Sphaerotilus natans,ซึ่งสามารถนำไปสู่ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการบีบตัวของเชื้อราในภายหลัง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Saprophytes แตกต่างจากจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอดีตจะทำลายเฉพาะอินทรียวัตถุที่ไม่มีชีวิตในขณะที่หลังยังย่อยสลายเนื้อเยื่อที่มีชีวิต ในกรณีนี้ เชื้อโรคเตรียมกิจกรรมสำหรับ saprophytes ทำลายเนื้อเยื่อที่มีชีวิตทั้งหมดหรือบางส่วน ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี (BOD) คือปริมาณออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับจุลินทรีย์ในสายพันธุ์ดังกล่าวในการย่อยสลายสารอินทรีย์ที่เป็นอันตรายในน้ำเสียจากการรีไซเคิลและจากองค์กรอื่นๆ เป็นที่ชัดเจนว่าความต้องการที่เพิ่มขึ้นของจุลินทรีย์สำหรับออกซิเจนบ่งบอกถึงการปนเปื้อนของน้ำเสีย ด้วยการวัดความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมีในระยะเวลาห้าวัน (BODb) ทำให้สามารถกำหนดหรือประมาณการทั้งระดับมลพิษของน้ำเสียด้วยสารอินทรีย์ที่เป็นอันตรายและคุณภาพการทำงานของระบบบำบัดโดยประมาณได้ ข้อมูลที่ได้รับในลักษณะนี้สามารถเสริมได้โดยการกำหนดความต้องการออกซิเจนทางเคมีของสาร ข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณของสารตกตะกอน และความสามารถในการสลายตัวของสารเหล่านั้น ขอแนะนำให้กำหนดค่า pH เสมอ และหากจำเป็น ให้ระบุจำนวนและประเภทของแบคทีเรียที่แสดงอย่างกว้างขวางที่สุดด้วย (ดูหน้า 193 และที่ตามมา)

อินทรียฺวัตถุ. พบสารอินทรีย์จำนวนหลายพันชนิดและกลุ่มสารเคมีต่างๆ ในน้ำของแหล่งน้ำประปา สารประกอบอินทรีย์ที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติ - สารฮิวมิก เอมีนต่างๆ ฯลฯ - สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสของน้ำได้ และด้วยเหตุนี้ โอกาสที่คุณสมบัติเป็นพิษของพวกมันในน้ำดื่มของระบบจ่ายน้ำดื่มแบบรวมศูนย์จึงต่ำ เนื่องจาก ต้องถอดออกระหว่างการบำบัดน้ำ

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าสารอินทรีย์ที่มาจากเทคโนโลยีเมื่อเข้าสู่น้ำดื่มสามารถส่งผลเสียต่อร่างกายได้ การควบคุมเชิงวิเคราะห์ของเนื้อหาในน้ำดื่มนั้นทำได้ยาก ไม่เพียงเพราะมีปริมาณมากเท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะหลายๆ ตัวมีความไม่เสถียรอย่างมาก และการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องเกิดขึ้นในน้ำ ดังนั้น การควบคุมเชิงวิเคราะห์จึงไม่สามารถระบุสารประกอบอินทรีย์ทั้งหมดที่มีอยู่ในน้ำดื่มได้ อย่างไรก็ตาม สารอินทรีย์หลายชนิดมีคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสที่เด่นชัด (กลิ่น รส สี ความสามารถในการเกิดฟอง) ซึ่งทำให้สามารถระบุและจำกัดปริมาณของสารอินทรีย์ในน้ำดื่มได้ ตัวอย่างของสารดังกล่าว ได้แก่ สารลดแรงตึงผิวสังเคราะห์ (สารลดแรงตึงผิว) ที่สร้างโฟมที่มีความเข้มข้นต่ำ (ไม่เป็นพิษ) ฟีนอลซึ่งทำให้น้ำมีกลิ่นเฉพาะ สารประกอบออร์กาโนฟอสฟอรัสจำนวนมาก สารอินทรีย์มักมีอยู่ในแหล่งน้ำธรรมชาติของอ่างเก็บน้ำ ความเข้มข้นบางครั้งอาจต่ำมาก (เช่น ในฤดูใบไม้ผลิและน้ำละลาย) แหล่งธรรมชาติของสารอินทรีย์คือซากสิ่งมีชีวิตที่เน่าเปื่อยจากพืชและสัตว์ ทั้งที่อาศัยอยู่ในน้ำและตกลงไปในอ่างเก็บน้ำจากใบไม้ ทางอากาศ จากชายฝั่ง เป็นต้น นอกจากแหล่งธรรมชาติแล้ว ยังมีแหล่งเทคโนโลยีของสารอินทรีย์: ผู้ประกอบการขนส่ง (ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม) เยื่อกระดาษและกระดาษและโรงงานแปรรูปไม้ (ลิกนิน) โรงงานแปรรูปเนื้อสัตว์ (สารประกอบโปรตีน) น้ำทิ้งทางการเกษตรและอุจจาระ ฯลฯ มลภาวะอินทรีย์เข้าสู่อ่างเก็บน้ำด้วยวิธีต่างๆ กัน ส่วนใหญ่เกิดจากการชะล้างของน้ำเสียและน้ำฝนออกจากดิน เนื้อหาของสารอินทรีย์ประเมินโดยตัวชี้วัดของ BOD และ COD ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมีและเคมี - BOD และ COD - ตัวชี้วัดที่นำมาใช้ในด้านสุขอนามัย อุทกเคมี และนิเวศวิทยา โดยระบุลักษณะของเนื้อหาของสารอินทรีย์ที่ไม่เสถียร (ไม่อนุรักษ์) ในน้ำ ซึ่งจะถูกแปลงในน้ำโดยไฮโดรไลซิส ออกซิเดชัน และกระบวนการอื่นๆ เนื้อหาของสารดังกล่าวแสดงเป็นปริมาณออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับการออกซิเดชั่นในตัวกลางที่เป็นกรดอย่างแรงด้วยเปอร์แมงกาเนต (BOD) หรือไบโครเมต (COD) สารเหล่านี้รวมถึงกรดอะลิฟาติก เอสเทอร์บางชนิด เอมีน แอลกอฮอล์ ดังนั้น การควบคุมเชิงวิเคราะห์ของน้ำดื่มควรมุ่งเป้าไปที่การกำหนดสารที่คงตัวเพียงพอ (แบบอนุรักษ์นิยม) ซึ่งไม่มีคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสที่เด่นชัด แต่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพในระดับสูง เนื่องจากความเป็นพิษที่เด่นชัด การสะสมหรือความสามารถในการก่อให้เกิดผลกระทบระยะยาวที่ ไม่เอื้ออำนวยต่อสุขภาพของบุคคลหรือรุ่นต่อ ๆ ไป (การกลายพันธุ์ - โครงสร้างทางพันธุกรรมที่เปลี่ยนแปลงไป, สารก่อมะเร็ง, พิษต่อตัวอ่อน, พิษ gonadotoxic) ในบรรดาสารประกอบเหล่านี้ กลุ่มต่อไปนี้มีความสำคัญด้านสุขอนามัยอย่างยิ่ง: สารกำจัดศัตรูพืชทางการเกษตร, โพลีอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน, ไตรฮาโลมีเทน เมื่อเร็ว ๆ นี้ ความสำคัญที่ถูกสุขอนามัยของไดออกซิน ไดเบนโซฟูแรน และไบฟีนิล - ผลิตภัณฑ์เทคโนโลยี - ได้รับการกล่าวถึงอย่างกว้างขวางในวรรณกรรม

ภายใต้สภาวะทางธรรมชาติ สารอินทรีย์ในน้ำจะถูกทำลายโดยแบคทีเรีย โดยเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันทางชีวเคมีแบบแอโรบิกด้วยการก่อตัวของคาร์บอนไดออกไซด์ ในกรณีนี้ ออกซิเจนที่ละลายในน้ำถูกใช้เพื่อออกซิเดชัน ในแหล่งน้ำที่มีอินทรียวัตถุสูง RA ส่วนใหญ่ถูกใช้เพื่อออกซิเดชันทางชีวเคมี ซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตอื่นๆ ขาดออกซิเจน ดังนั้นจำนวนของสิ่งมีชีวิตที่ต้านทานต่อปริมาณ RA ต่ำจึงเพิ่มขึ้น สายพันธุ์ที่รักออกซิเจนจะหายไปและสายพันธุ์ที่ทนต่อการขาดออกซิเจนปรากฏขึ้น ดังนั้น ในกระบวนการออกซิเดชันทางชีวเคมีของสารอินทรีย์ในน้ำ ความเข้มข้นของ DO จะลดลง และการลดลงนี้เป็นการวัดทางอ้อมของปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำ ตัวบ่งชี้คุณภาพน้ำที่สอดคล้องกันซึ่งกำหนดลักษณะเนื้อหาทั้งหมดของสารอินทรีย์ในน้ำเรียกว่าความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี (BOD)

BOD คือปริมาณออกซิเจนในหน่วย (มก.) ที่จำเป็นสำหรับการเกิดออกซิเดชันของสารอินทรีย์ในน้ำ 1 ลิตรภายใต้สภาวะแอโรบิก ที่อุณหภูมิ 20 ° C โดยไม่ต้องให้แสงส่องผ่านเป็นระยะเวลาหนึ่งอันเป็นผลมาจากกระบวนการทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นในน้ำ การกำหนด BOD ขึ้นอยู่กับการวัดความเข้มข้นของ RA ในตัวอย่างน้ำทันทีหลังจากการสุ่มตัวอย่าง ตลอดจนหลังจากการฟักตัวของตัวอย่าง ตัวอย่างถูกฟักโดยปราศจากการเข้าถึงอากาศในขวดออกซิเจน (กล่าวคือ ในภาชนะเดียวกันกับที่กำหนดค่า RK ไว้) ในช่วงเวลาที่จำเป็นเพื่อให้ปฏิกิริยาออกซิเดชันทางชีวเคมีดำเนินต่อไป เนื่องจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาทางชีวเคมีขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ การฟักไข่จะดำเนินการในโหมดอุณหภูมิคงที่ (20 ± 1) °C และความแม่นยำของการวิเคราะห์ BOD ขึ้นอยู่กับความแม่นยำในการรักษาค่าอุณหภูมิ มักจะกำหนด BOD เป็นเวลา 5 วันของการฟักตัว (BOD5) นอกจากนี้ยังสามารถกำหนด BOD10 เป็นเวลา 10 วันและ BOD รวมเป็นเวลา 20 วัน (ในกรณีนี้ประมาณ 90 และ 99% ของสารอินทรีย์จะถูกออกซิไดซ์ตามลำดับ) เป็นที่ยอมรับในเบื้องต้นว่า BOD5 มีค่าประมาณ 70% BODFULL แต่อาจอยู่ที่ 10 ถึง 90% ขึ้นอยู่กับสารออกซิไดซ์ ข้อผิดพลาดในการกำหนด BOD ยังสามารถนำมาใช้ได้ด้วยการส่องสว่างของตัวอย่าง ซึ่งส่งผลต่อกิจกรรมที่สำคัญของจุลินทรีย์ และในบางกรณี อาจทำให้เกิดปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอล ดังนั้นการฟักตัวของตัวอย่างจะดำเนินการโดยไม่ต้องเข้าถึงแสง (ในที่มืด)

คุณลักษณะของการเกิดออกซิเดชันทางชีวเคมีของสารอินทรีย์ในน้ำคือกระบวนการควบคู่ของไนตริฟิเคชั่น ซึ่งบิดเบือนธรรมชาติของการบริโภค RK แม้ว่าน้ำเสียจากธรรมชาติและน้ำเสียจากบ้านเรือนจะมีจุลินทรีย์จำนวนมากที่สามารถพัฒนาได้เนื่องจากสารอินทรีย์ที่มีอยู่ในน้ำ แต่น้ำเสียจากอุตสาหกรรมหลายประเภทนั้นปลอดเชื้อ หรือมีจุลินทรีย์ที่ไม่สามารถแปรรูปสารอินทรีย์แบบแอโรบิกได้ อย่างไรก็ตาม จุลินทรีย์สามารถปรับ (ดัดแปลง) ให้เข้ากับการปรากฏตัวของสารประกอบต่าง ๆ รวมถึงสารพิษ ดังนั้นในการวิเคราะห์น้ำเสียดังกล่าว (โดยปกติแล้วจะมีปริมาณสารอินทรีย์เพิ่มขึ้น) การเจือจางด้วยน้ำที่อิ่มตัวด้วยออกซิเจนและสารเติมแต่งของจุลินทรีย์ที่ดัดแปลงจึงมักใช้ เพราะ องค์ประกอบของน้ำดังกล่าวมักประกอบด้วยสารที่ทำให้กระบวนการออกซิเดชันทางชีวเคมีช้าลงอย่างมาก และบางครั้งก็เป็นพิษต่อจุลินทรีย์ในแบคทีเรีย

ผลกระทบที่เป็นอันตรายของสารอินทรีย์ต่อแหล่งน้ำอาจเกิดจาก:

1. สารอินทรีย์ส่วนบุคคลเนื่องจากความเป็นพิษ

2. ปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมดที่มีอยู่ในแหล่งน้ำ อิทธิพลสุดท้ายนี้สามารถเป็นสองเท่า:

2.1. สารอินทรีย์ไม่จำเป็นต้องเป็นพิษ หลายคนถ้ามีความเข้มข้นเพียงเล็กน้อยก็ถือได้ว่าเป็นประโยชน์เพราะ ทำหน้าที่เป็นอาหารของจุลินทรีย์ อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งที่เราพบกับผลกระทบที่เป็นอันตรายของสารอินทรีย์ จุลินทรีย์แอโรบิกที่กินอินทรียวัตถุใช้ออกซิเจนที่ละลายในน้ำ หากการบริโภคนี้เกินการเติมเต็มด้วยออกซิเจนสดเนื่องจากการสังเคราะห์ด้วยแสงหรือการดูดซับจากอากาศบนพื้นผิวของอ่างเก็บน้ำ (reaeration) สภาวะต่างๆ จะเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตแบบแอโรบิก แต่ถ้ามลพิษอินทรีย์และการใช้ออกซิเจนที่เกี่ยวข้องไม่เกินขีดจำกัดปานกลาง กล่าวคือ จุลินทรีย์ที่ใช้ออกซิเจนจะได้รับการเก็บรักษาไว้ จากนั้นสิ่งเจือปนอินทรีย์จะถูกออกซิไดซ์บางส่วนโดยส่วนหลัง (การสลาย) บางส่วนใช้เพื่อสร้างชีวมวล (การดูดซึม) และค่อยๆ นำออกจากน้ำ

2.2. นอกจากนี้ สารมลพิษอินทรีย์อย่างครบถ้วนสามารถมีผลกระทบด้านลบอื่นๆ มากมาย การปรากฏตัวของพวกเขาสะท้อนให้เห็นในสีและความโปร่งใสของน้ำ มักจะอยู่ภายใต้อิทธิพลของพวกเขากลิ่นและรสชาติที่ไม่เฉพาะเจาะจงจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ในการเตรียมน้ำดื่มโดยคลอรีนหรือโอโซนการบริโภคของตัวออกซิไดซ์จะเพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสภาพในรสชาติของน้ำดื่ม

จากที่กล่าวมาข้างต้น อย่างแรกเลย สิ่งเจือปนอินทรีย์ที่อาจเกิดออกซิเดชันอย่างรวดเร็วโดยจุลินทรีย์นั้นเป็นที่สนใจ จากนั้นจึงให้ความสนใจต่อสิ่งเจือปนอินทรีย์อื่น ๆ ทั้งหมด เนื่องจากไม่ว่าในกรณีใดการมีอยู่ของพวกมันในน้ำเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนา

เมื่อวิเคราะห์น้ำ อันดับแรก จะต้องกำหนดเนื้อหาทั้งหมดของสารอินทรีย์เจือปน วัตถุประสงค์ของคำจำกัดความดังกล่าวอาจแตกต่างกัน ดังนั้น การวิเคราะห์แหล่งน้ำพุและแหล่งน้ำใต้ดินที่มีปริมาณสารมลพิษอินทรีย์ต่ำควรยืนยันความเป็นไปได้ที่จะใช้เป็นน้ำดื่ม การวิเคราะห์น้ำผิวดินทำให้สามารถหาวิธีรักษางบประมาณออกซิเจนตลอดจนความเป็นไปได้ในการใช้งาน ในการศึกษาน้ำในประเทศและน้ำเสียที่มีมลพิษอย่างหนักปัญหาความเป็นไปได้ของการปนเปื้อนของบ่อกับพวกเขาหรือวิธีการทำให้บริสุทธิ์ได้รับการแก้ไข

วิธีการง่ายๆ ในการพิจารณาปริมาณรวมของสารอินทรีย์นั้นเป็นที่ทราบกันมานานแล้ว แต่ไม่ได้ให้ข้อมูลที่ครบถ้วนและถูกต้อง เช่น การหาค่าการสูญเสียจากการจุดติดไฟ ขาดทุนจากการจุดระเบิดแสดงมวลของสารอินทรีย์และอนินทรีย์ที่ระเหยหรือสลายตัวเมื่อเผา (600 ° C) ด้วยการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่ระเหยได้

สีน้ำธรรมชาติเกี่ยวข้องกับเนื้อหาของสารอินทรีย์ - กรดฟุลวิคซึ่งให้สีแก่น้ำ

วิธีการควบคุมแบบครบวงจรรวมถึงการประเมินเนื้อหาของสารปนเปื้อนอินทรีย์โดยคาร์บอนทั้งหมด

คาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมด (C org.)

การคำนวณหาคาร์บอนอินทรีย์ขึ้นอยู่กับการหาค่า CO 2 ที่ปล่อยออกมาระหว่างการเกิดออกซิเดชัน การออกซิเดชันของคาร์บอนอินทรีย์สามารถทำได้ด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสองวิธี:

1. การเผาไหม้สารอินทรีย์แบบแห้งในกระแสออกซิเจนเหนือตัวเร่งปฏิกิริยา (คอปเปอร์ออกไซด์) ที่ 900 o C

2. ออกซิเดชันแบบเปียก เช่น โพแทสเซียมไบโครเมต K 2 Cr 2 O 7 ในตัวกลางที่เป็นกรดหรือเพอร์ซัลเฟต K 2 S 2 O 8 โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา

ทั้งสองวิธีให้การออกซิเดชันแบบเข้มข้นและได้ผลลัพธ์ที่เปรียบเทียบได้ในการวิเคราะห์น้ำประเภทต่างๆ

กระบวนการออกซิเดชันแบบเปียกดำเนินการตามรูปแบบ:

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

3 ซีโอ - 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

Ag 2 SO 4 ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน "เปียก"

การกำหนดจะรบกวนคาร์บอนที่จับกับอนินทรีย์ที่พบในคาร์บอเนตและ CO 2 ที่ละลายน้ำ พวกมันจะถูกลบออกระหว่างการเผาไหม้แบบแห้งโดยการเป่าส่วนผสมที่ pH 4.6 - 4.8 ด้วยกระแสออกซิเจนหรือระหว่างการเกิดออกซิเดชันแบบเปียกโดยการวางตัวอย่างด้วยสารละลายที่เป็นกรดของ K 2 Cr 2 O 7 โดยไม่ให้ความร้อน ในกรณีนี้ สารประกอบอนินทรีย์ทั้งหมดจะถูกออกซิไดซ์ และ CO 2 จะถูกลบออกโดยการไหลของอากาศ

คาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของสารอินทรีย์ถูกกำหนดโดยอินฟราเรดสเปกโตรสโคปี หรือหลังจากการเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันบนตัวเร่งปฏิกิริยา Ni สู่มีเทน จะถูกกำหนดโดยโครมาโตกราฟีด้วยเครื่องตรวจจับเปลวไฟไอออไนซ์

การหาค่า CO 2 ที่ปล่อยออกมาสามารถทำได้ในทางเคมีเช่นกัน: กราวิเมตริกหลังการดูดซึมโดยแอสคาไรต์ (แร่ใยหินที่ชุบด้วย NaOH) หรือไททริเมตริกหลังจากการดูดซึมของ KOH หรือ Ba (OH) 2:

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

ผลลัพธ์ HCO 3 - ไทเทรตด้วยกรดเป็น pH 4.3

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

BaCO 3 ถูกไตเตรทด้วยกรดมากกว่าฟีนอฟทาลีน

นอกจากนี้ยังมีเครื่องวิเคราะห์อัตโนมัติที่บันทึกเนื้อหาของอินทรีย์คาร์บอนในกระแสน้ำอย่างต่อเนื่อง หลักการทำงานมีดังนี้ ตัวอย่างน้ำระเหยและเผาที่อุณหภูมิ t = 1,000 o C ในกระแสอากาศต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา ในการหาผลลัพธ์ของ CO 2 จะใช้วิธีการต่างๆ เช่น การเปลี่ยนแปลงค่าการนำความร้อนของก๊าซ แต่ส่วนใหญ่แล้ว การคำนวณจะเสร็จสิ้นโดยวิธี IR ในอุปกรณ์แบบง่ายเพราะ วัดเฉพาะยอดของ CO 2 ที่เกิดขึ้นเท่านั้น

วิธีการที่อธิบายไว้จะกำหนดเฉพาะคาร์บอนของสารอินทรีย์ ในขณะที่ไม่ได้กำหนดไฮโดรเจนและองค์ประกอบอื่นๆ ดังนั้น การรับข้อมูลเชิงปริมาณเกี่ยวกับเนื้อหาของสารอินทรีย์จึงเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อทราบองค์ประกอบของธาตุ

หากองค์ประกอบเชิงคุณภาพของส่วนอินทรีย์ของตัวอย่างน้ำเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย จะเป็นเรื่องง่ายที่จะหาอัตราส่วนระหว่างมวลโมลาร์เฉลี่ยของสารเหล่านี้กับปริมาณคาร์บอนอินทรีย์ ดังนั้นจึงได้ค่าสัมประสิทธิ์ในการแปลงปริมาณคาร์บอนอินทรีย์เป็น ปริมาณสารอินทรีย์ มีหน่วยเป็น มก./ลิตร สำหรับน้ำเสียจากอุตสาหกรรมอาหาร น้ำเสียจากบ้านเรือน และอื่นๆ ซึ่งสารอินทรีย์ส่วนใหญ่เป็นคาร์โบไฮเดรต โปรตีน และผลิตภัณฑ์จากการสลายของพวกมัน ค่าสัมประสิทธิ์นี้สามารถนำมาเท่ากับ 2.4 - 2.5 สำหรับน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดทางชีวเคมี สำหรับน้ำเสียจากสารเคมีและการผลิตทางอุตสาหกรรมอื่นๆ ค่าสัมประสิทธิ์เหล่านี้อาจแตกต่างกันอย่างมาก ดังนั้นจึงกำหนดเป็นรายบุคคลสำหรับน้ำแต่ละประเภท

นอกจากนี้ด้วยมูลค่าของคาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมด เป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับปริมาณการใช้ออกซิเจนโดยประมาณสำหรับการเกิดออกซิเดชันที่สมบูรณ์เนื่องจาก ในการทำเช่นนี้ คุณต้องมีข้อมูลเกี่ยวกับเนื้อหาของไฮโดรเจนในสารอินทรีย์ ซึ่งจะถูกออกซิไดซ์ด้วย และออกซิเจนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลของสารเหล่านี้

ออกซิเจนละลายน้ำ

ออกซิเจนละลายน้ำพบได้ในน้ำธรรมชาติในรูปของโมเลกุล O2. ปริมาณในน้ำได้รับผลกระทบจากกระบวนการสองกลุ่มที่มีทิศทางตรงกันข้าม: บางส่วนเพิ่มความเข้มข้นของออกซิเจนและบางส่วนลดลง กระบวนการกลุ่มแรกที่ทำให้น้ำมีออกซิเจนมากขึ้นควรรวมถึง:

• กระบวนการดูดซับออกซิเจนจากบรรยากาศ อัตราของกระบวนการนี้เพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลงด้วยความดันที่เพิ่มขึ้นและความเค็มลดลง
• การปล่อยออกซิเจนโดยพืชน้ำในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งทำให้ยิ่งมีอุณหภูมิของน้ำสูงขึ้นความเข้มของแสงแดดและสารอาหาร (P, N, ฯลฯ ) ในน้ำมากขึ้น
• เข้าสู่แหล่งน้ำด้วยน้ำฝนและน้ำหิมะ ซึ่งมักจะมีออกซิเจนอิ่มตัวยิ่งยวด

กลุ่มของกระบวนการที่ลดปริมาณออกซิเจนในน้ำรวมถึงปฏิกิริยาของการบริโภคต่อการเกิดออกซิเดชันของสารอินทรีย์: ชีวภาพ (การหายใจของสิ่งมีชีวิต) ชีวเคมี (การหายใจของแบคทีเรีย การใช้ออกซิเจนสำหรับการสลายตัวของสารอินทรีย์) และสารเคมี (ออกซิเดชันของ Fe 2+ , Mn 2+ , NO 2 -, NH 4 +, CH 4, H 2 S). อัตราการใช้ออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น จำนวนแบคทีเรียและสิ่งมีชีวิตในน้ำอื่นๆ และสารที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมีและทางชีวเคมี นอกจากนี้ ปริมาณออกซิเจนในน้ำสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการปลดปล่อยออกซิเจนออกจากชั้นผิวสู่ชั้นบรรยากาศ และเฉพาะในกรณีที่น้ำที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนดจะมีออกซิเจนอิ่มตัวยิ่งยวด

ในน้ำผิวดิน ปริมาณออกซิเจนละลายน้ำจะแตกต่างกันอย่างมาก - ตั้งแต่ 0 ถึง 14 มก./ลิตร - และขึ้นอยู่กับความผันผวนตามฤดูกาลและรายวัน หลังขึ้นอยู่กับความเข้มของกระบวนการผลิตและการบริโภคดังนั้นจึงเก็บตัวอย่างออกซิเจนก่อนเวลา 12.00 น. จนกว่าปริมาณออกซิเจนจะถึงค่าสูงเนื่องจากการสังเคราะห์ด้วยแสง (เมื่อตรวจสอบพวกเขาพยายามแก้ไขสิ่งที่เลวร้ายที่สุด เงื่อนไข). การขาดออกซิเจนมักพบในแหล่งน้ำที่มีสารอินทรีย์ก่อมลพิษความเข้มข้นสูงและในแหล่งน้ำยูโทรฟิกที่มีสารชีวภาพและฮิวมิกจำนวนมาก

ความเข้มข้นของออกซิเจนเป็นตัวกำหนดขนาดของศักย์ไฟฟ้ารีดอกซ์ และส่วนใหญ่ ทิศทางและความเร็วของกระบวนการออกซิเดชันทางเคมีและทางชีวเคมีของสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์ ระบอบออกซิเจนมีผลอย่างมากต่อชีวิตของอ่างเก็บน้ำ ปริมาณออกซิเจนละลายน้ำขั้นต่ำซึ่งรับประกันการพัฒนาตามปกติของปลาคือประมาณ 5 มก./ลิตร การลดระดับลงเหลือ 2 มก./ลิตร จะทำให้ปลาตายเป็นจำนวนมาก (การฆ่า) ส่งผลเสียต่อสถานะของประชากรในน้ำและความอิ่มตัวสูงของน้ำกับออกซิเจนอันเป็นผลมาจากกระบวนการสังเคราะห์แสงด้วยการผสมชั้นน้ำอย่างเข้มข้นไม่เพียงพอ

การวัดปริมาณออกซิเจนในน้ำผิวดินรวมอยู่ในโปรแกรมการสังเกตเพื่อประเมินสภาพความเป็นอยู่ของไฮโดรไบโอนต์ รวมถึงปลา และเป็นลักษณะทางอ้อมในการประเมินคุณภาพของน้ำผิวดินและควบคุมกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ด้วยตนเอง เนื้อหาของออกซิเจนละลายน้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการหายใจแบบใช้ออกซิเจนและเป็นตัวบ่งชี้กิจกรรมทางชีวภาพ (เช่น การสังเคราะห์ด้วยแสง) ในร่างกายของน้ำ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเนื้อหาของออกซิเจนละลายน้ำเป็นผลมาจากกระบวนการต่างๆ จึงไม่มีความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างเนื้อหาของออกซิเจนละลายน้ำกับสารอินทรีย์ในน้ำ ดังนั้น วิธีการในห้องปฏิบัติการจึงได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อประเมินความต้องการออกซิเจนสำหรับการออกซิเดชันของสารอินทรีย์ที่มีอยู่ในน้ำ หรือตัวบ่งชี้ความสามารถในการออกซิไดซ์

ความสามารถในการออกซิไดซ์

ความสามารถในการออกซิไดซ์เป็นตัวบ่งชี้ทางอ้อมของเนื้อหาของสารอินทรีย์ในน้ำเพราะ ไม่ได้กำหนดลักษณะความเข้มข้นของสารอินทรีย์ แต่คุณสมบัติของน้ำที่ใช้ออกซิเจนละลายน้ำสำหรับการเกิดออกซิเดชันของสารอินทรีย์ที่มีอยู่ในนั้น

ดังนั้น ขึ้นอยู่กับระดับของมลพิษ น้ำมีสารรีดิวซ์ในปริมาณมากหรือน้อย (อย่างแรกคือ สารอินทรีย์) ที่ถูกออกซิไดซ์โดยตัวออกซิไดซ์ที่แรง: เปอร์แมงกาเนต ไบโครเมต ฯลฯ ปริมาณออกซิเจนที่เทียบเท่ากับปริมาณของตัวออกซิไดซ์ที่ใช้ในการออกซิไดซ์ตัวรีดิวซ์ที่บรรจุอยู่ในน้ำ 1 ลิตรเรียกว่า ความสามารถในการออกซิไดซ์ มันถูกกำหนดเป็นมิลลิกรัมของออกซิเจนต่อน้ำ 1 ลิตร (mg O/l)

องค์ประกอบของอินทรียวัตถุในน่านน้ำธรรมชาติเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของปัจจัยหลายประการ กระบวนการที่สำคัญที่สุด ได้แก่ กระบวนการผลิตและการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีในสัตว์น้ำ การรับจากแหล่งน้ำอื่นๆ ที่มีการไหลบ่าของผิวน้ำและใต้ดิน โดยมีการตกตะกอนในบรรยากาศ น้ำเสียจากอุตสาหกรรมและในประเทศ สารอินทรีย์ที่เกิดขึ้นในอ่างเก็บน้ำและป้อนจากภายนอกนั้นมีความหลากหลายมากในธรรมชาติและคุณสมบัติทางเคมี รวมถึงการต้านทานต่อการกระทำของสารออกซิไดซ์ต่างๆ อัตราส่วนของสารที่ออกซิไดซ์ได้ง่ายและแทบจะไม่อยู่ในน้ำมีผลต่อความสามารถในการออกซิไดซ์ของน้ำอย่างมีนัยสำคัญภายใต้เงื่อนไขของวิธีการกำหนดอย่างใดอย่างหนึ่งหรืออีกวิธีหนึ่ง

ค่าของความสามารถในการออกซิไดซ์ของน้ำธรรมชาตินั้นแตกต่างกันไปตั้งแต่เศษส่วนของมิลลิกรัมไปจนถึงหลายสิบมิลลิกรัมต่อลิตร ขึ้นอยู่กับผลผลิตทางชีวภาพโดยรวมของแหล่งน้ำ ระดับของมลพิษด้วยสารอินทรีย์ตลอดจนอิทธิพลของสารอินทรีย์จากธรรมชาติ ที่มาจากหนองน้ำ บึงพรุ ฯลฯ น้ำผิวดินมีความสามารถในการออกซิไดซ์ได้สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำบาดาล (หนึ่งในสิบและร้อยของมิลลิกรัมต่อ 1 ลิตร) ยกเว้นแหล่งน้ำในแหล่งน้ำมันและน้ำใต้ดินที่เลี้ยงด้วยหนองน้ำ แม่น้ำและทะเลสาบบนภูเขามีลักษณะออกซิไดซ์ได้ 2-3 มก. O/l แม่น้ำที่ราบลุ่ม - 5-12 มก. O/l แม่น้ำที่มีหนองบึง - หลายสิบมิลลิกรัมต่อ 1 ลิตร

ในแหล่งกักเก็บและแหล่งน้ำที่ได้รับผลกระทบจากกิจกรรมของมนุษย์ การเปลี่ยนแปลงความสามารถในการออกซิไดซ์จะทำหน้าที่เป็นลักษณะเฉพาะที่สะท้อนถึงระบบการไหลเข้าของน้ำเสีย สำหรับน้ำที่มีมลพิษเล็กน้อยตามธรรมชาติ ขอแนะนำให้กำหนดความสามารถในการออกซิไดซ์ของเปอร์แมงกาเนต ในน้ำที่มีมลพิษมากขึ้น ตามกฎแล้ว ความสามารถในการออกซิไดซ์ของไบโครเมต (COD) จะถูกกำหนด

ดังนั้นขึ้นอยู่กับสารออกซิไดซ์ที่ใช้ ความสามารถในการออกซิไดซ์ของเปอร์แมงกาเนต (ดัชนีเปอร์แมงกาเนต) และความสามารถในการออกซิไดซ์ของไบโครเมต (COD - ความต้องการออกซิเจนทางเคมี) มีความแตกต่างกัน ผลลัพธ์ของการพิจารณาความสามารถในการออกซิไดซ์ของตัวอย่างน้ำเดียวกัน แต่การใช้ตัวออกซิไดซ์ที่แตกต่างกัน มักจะแตกต่างกันเนื่องจากระดับการเกิดออกซิเดชันที่ไม่เท่ากันของสารต่างๆ ในน้ำที่วิเคราะห์โดยตัวออกซิไดซ์เหล่านี้ มันไม่เพียงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของตัวออกซิไดซ์เท่านั้น แต่ยังขึ้นกับความเข้มข้น อุณหภูมิ ค่า pH เป็นต้น ดังนั้น วิธีการทั้งหมดในการพิจารณาความสามารถในการออกซิไดซ์จึงมีเงื่อนไข และผลลัพธ์ที่ได้จะเปรียบเทียบได้ก็ต่อเมื่อปฏิบัติตามเงื่อนไขทั้งหมดสำหรับการกำหนดอย่างเคร่งครัดเท่านั้น

ลองเปรียบเทียบวิธีการต่าง ๆ ในการวัดความเข้มข้นของสารอินทรีย์ (รูปที่ 1):

รูปที่ 1 ลักษณะเปรียบเทียบของวิธีการกำหนด

ตัวบ่งชี้ที่ชัดเจนที่สุดของความเข้มข้นของสารอินทรีย์ในน้ำ (แสดงลักษณะเนื้อหาโดย 100%) คือ ความต้องการออกซิเจนตามทฤษฎี(TPK หรือ COD ตามทฤษฎี) ซึ่งสอดคล้องกับความต้องการออกซิเจนสำหรับการเกิดออกซิเดชันของสารอินทรีย์ ซึ่งพิจารณาจากสมการปริมาณสารสัมพันธ์สำหรับปฏิกิริยาออกซิเดชัน

ความต้องการออกซิเจนตามทฤษฎีคือปริมาณออกซิเจน (หรือตัวออกซิไดซ์ในรูปของออกซิเจน) มีหน่วยเป็นมิลลิกรัม/ลิตร ซึ่งจำเป็นในการออกซิไดซ์สารอินทรีย์ที่อยู่ในตัวอย่างอย่างสมบูรณ์ ซึ่งคาร์บอน ไฮโดรเจน ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส และธาตุอื่นๆ ยกเว้น ไนโตรเจน หากมีอยู่ในอินทรียวัตถุ จะถูกออกซิไดซ์เป็นออกไซด์ที่สูงขึ้น:

และไนโตรเจนจะถูกแปลงเป็นแอมโมเนียหรือเกลือแอมโมเนียม:

N ® NH 3 (NH 4 +).

ในกรณีนี้ ออกซิเจนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสารอินทรีย์ที่ออกซิไดซ์ได้ จะมีส่วนร่วมในกระบวนการออกซิเดชัน และไฮโดรเจนของสารประกอบเหล่านี้ให้อะตอมไนโตรเจนสามอะตอมต่ออะตอมไนโตรเจนในระหว่างการก่อตัวของแอมโมเนีย (NH 3) หรือสองอะตอมสำหรับออกซิเจนแต่ละตัว อะตอมระหว่างการก่อตัวของน้ำ (H 2 O ).

ตัวอย่างการคำนวณ TPK เฉพาะ:

1. กรดออกซาลิก

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

1 มก. - TPK เต้น

TPK เต้น \u003d มก. O / มก. กรดออกซาลิก

2. กลูโคส

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

M=180g - 12×16g

1 มก. - TPK เต้น

TPK เต้น = มก. O / มก. กลูโคส

3. กรดอะซิติก

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

M=60g - 4×16g

1 มก. - TPK เต้น

TPK เต้น = mg O/mg กรดอะซิติก

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

M= 89g - 6×16g

1 มก. - TPK เต้น

TPK เต้น = มก. O/มก. อนิลีน

สำหรับองค์ประกอบเฉพาะบางอย่างของน้ำเสียในครัวเรือนและอุตสาหกรรมที่มีองค์ประกอบคล้ายกัน TPK เฉพาะจะเท่ากับ:

ซูโครส1.12

เปปโทน1.20

อัลบูมิน 1.32

เคซีน 1.39

หากสารอินทรีย์ของน้ำเสียในครัวเรือนซึ่งประกอบด้วยสารตกค้างของโมเลกุลโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนใหญ่ แสดงเป็น (CH 2 O) n ในทางทฤษฎีแล้ว ความสามารถในการออกซิไดซ์ควรเท่ากับ:

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

1 มก. - TPK เต้น

TPK เต้น \u003d mg O / mg ของสารอินทรีย์ในน้ำเสียในประเทศ

การประเมินความต้องการออกซิเจนเชิงทฤษฎีในห้องปฏิบัติการดำเนินการโดยออกซิเดชันกับโพแทสเซียม ไดโครเมตในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดอย่างแรง โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา Ag 2 SO 4 ปริมาณออกซิเจนที่เทียบเท่ากับปริมาณไดโครเมตที่ใช้ในการออกซิเดชันของสารอินทรีย์เรียกว่า ความสามารถในการออกซิไดซ์แบบไบโครเมตหรือ COD(ความต้องการออกซิเจนทางเคมี)

กระบวนการดำเนินการตามโครงการ:

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

เหมือนกันอย่างสมบูรณ์กับรูปแบบของการเกิดออกซิเดชันแบบเปียกในการคำนวณหาคาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมด Сorg . ออกซิเดชันจะถูกเร่งและครอบคลุมแม้กระทั่งสารที่ออกซิไดซ์ได้ยาก เช่น กรดอะซิติกและกรดอะมิโน หากทำปฏิกิริยาต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา Ag 2 SO 4

โครงการเร่งปฏิกิริยา:

ปริมาณโพแทสเซียมไดโครเมตที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดจะถูกนำมาใช้ในปฏิกิริยา หลังจากออกซิเดชั่น Cr 2 O 7 2- ส่วนเกินจะถูกไตเตรทด้วยเกลือของ Mohr Fe 2 (NH 4) 2 (SO 4) ต่อหน้าตัวบ่งชี้ (ferroin หรือกรด phenylanthranilic):

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

ผลลัพธ์แสดงเป็นมิลลิกรัม O/l โดยคำนึงถึงความจริงที่ว่า 1 Cr 2 O 7 2- โมเลกุลเทียบเท่ากับออกซิเจนสามอะตอม

แม้ว่าไดโครเมตจะเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงและออกซิไดซ์สารอินทรีย์เกือบทั้งหมด แต่ผลลัพธ์ของ COD คือ 95-98% ของ COD (หรือ TOD) ตามทฤษฎี การสูญเสีย 2-5% ส่วนใหญ่เกิดจากการก่อตัวของผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวที่ทนต่อการเกิดออกซิเดชันและระเหยง่าย (CO, CH 4) ภายใต้สภาวะกระบวนการปกติ เฉพาะไพริดีนและเฮเทอโรไซเคิลที่ประกอบด้วยไนโตรเจนอื่นๆ (ไพร์โรล ไพร์โรลิดีน กรดนิโคตินิก) เช่นเดียวกับไฮโดรคาร์บอนที่ละลายได้ไม่ดีในน้ำ เช่น เบนซีนและโฮโมล็อกของมัน พาราฟินและแนฟทาลีนจะไม่ถูกออกซิไดซ์ หากตัวอย่างที่วิเคราะห์มีสารรีดิวซ์อนินทรีย์ จะต้องลบปริมาณของตัวอย่างที่พิจารณาแยกกัน (ในแง่ของออกซิเจน) ออกจากผลลัพธ์ของการกำหนด COD

ในโปรแกรมการเฝ้าติดตาม COD ถูกใช้เป็นตัววัดปริมาณอินทรียวัตถุในตัวอย่างที่ไวต่อการเกิดออกซิเดชันโดยตัวออกซิไดเซอร์ที่แรง COD ใช้เพื่อระบุลักษณะของแหล่งน้ำและแหล่งกักเก็บ การไหลเข้าของน้ำเสียในครัวเรือนและอุตสาหกรรม (รวมถึงระดับของการทำให้บริสุทธิ์) รวมถึงการไหลบ่าของผิวน้ำ วิธีนี้เป็นวิธีหลักในการวิเคราะห์ของเสียและน้ำเสีย ความสามารถในการออกซิไดซ์คือ > 100 มก. O/L นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการวิเคราะห์น้ำที่มีความสามารถในการออกซิไดซ์ที่ 5–100 มก. O/l แต่ความสามารถในการทำซ้ำจะแย่ลง (±10%) สำหรับน้ำบริสุทธิ์ วิธีการนี้ใช้ไม่ได้เพราะ ให้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้อง: ปริมาณออกซิเดชันเล็กน้อยที่ใช้ในปฏิกิริยาถูกกำหนดเป็นความแตกต่างระหว่างค่าขนาดใหญ่สองค่า - ปริมาณของ K 2 Cr 2 O 7 ก่อนออกซิเดชันและปริมาณ K 2 Cr 2 O 7 ที่เหลือหลังจากการเกิดออกซิเดชัน

อย่างไรก็ตาม มูลค่า COD ของน้ำสะอาดที่ใช้เป็นน้ำดื่มน่าสนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากสารมลพิษอินทรีย์ทำปฏิกิริยากับ K 2 Cr 2 O 7 เกือบทั้งหมด ดังนั้น COD จึงเป็นตัววัดความสามารถในการออกซิไดซ์ที่เชื่อถือได้มากกว่า (มากกว่า PO ซึ่งเกิดออกซิเดชันเพียง 40 - 60%) ซึ่งสามารถใช้ตัดสินปริมาณโอโซนที่ต้องการหรือ คลอรีนที่ใช้ในการบำบัดน้ำ

ในเรื่องนี้ เครื่องมือวัด COD อัตโนมัติเป็นที่สนใจเป็นพิเศษ ในหนึ่งในอุปกรณ์เหล่านี้ ตัวอย่างน้ำจะระเหยในกระแสไนโตรเจน จากนั้นเผาผลาญออกซิเจนในปริมาณที่วัดได้อย่างแม่นยำภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง และปริมาณออกซิเจนที่เหลือจะถูกกำหนดโดยวิธีโพเทนชิโอเมตริก

ระเบียบ CODสำหรับน้ำในอ่างเก็บน้ำของใช้ในครัวเรือนและน้ำดื่ม - 15 มก. O / l วัฒนธรรมและของใช้ในครัวเรือน - 30 มก. O / l

ค่าของ COD แม้ว่าจะทำหน้าที่เป็นตัววัดปริมาณรวมของสารมลพิษอินทรีย์ในน้ำ แต่กระนั้น (เช่น Corg.) ก็ไม่เพียงพอสำหรับการคำนวณเชิงปริมาณของมลพิษหากไม่ทราบองค์ประกอบองค์ประกอบของสารอินทรีย์เหล่านี้ ปัจจัยการแปลง (สารก่อมลพิษ 1 มก. = 1.2 มก. O/l COD) แปรผันตามเนื้อหาของ O และ N ในอินทรียวัตถุ

ปัจจุบันมีการให้ความสำคัญกับการกำหนดมากขึ้น องค์กร COD/C ความสัมพันธ์ในน้ำผิวดินและน้ำเสีย โดยปกติ เมื่อวิเคราะห์น้ำที่ค่อนข้างบริสุทธิ์ ค่านี้จะพบข้อผิดพลาดที่สำคัญ ทั้งเนื่องจากการกระจายในผลลัพธ์ COD และเนื่องจาก Corg ถูกกำหนดเป็นความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างสองค่าขนาดใหญ่: เนื้อหาของคาร์บอนทั้งหมดและอนินทรีย์

อัตราส่วนนี้สำหรับคาร์โบไฮเดรตทั้งหมด (กลูโคส ซูโครส พอลิแซ็กคาไรด์) มีค่าเท่ากัน เท่ากับ 2.67 จะได้รับค่าเดียวกันสำหรับกรดอะซิติกและแลคติก สำหรับโปรตีน สมมติว่าองค์ประกอบเฉลี่ย: C - 53%, H - 7%, O - 23%, N - 17%, S - 0.25% เราจะได้ค่า 2.8 ถ้าสำหรับกรดฮิวมิกมีอัตราส่วนเฉลี่ย C:H:O:N = 16:17:8:1 ดังนั้นสำหรับพวกเขา COD / C org = 2.6.

ดังนั้นสำหรับสารอินทรีย์หลักที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติ อัตราส่วน COD/C = 2.6 - 2.8. อาจกล่าวได้เช่นเดียวกันเกี่ยวกับสารอินทรีย์ในน้ำเสียของอุตสาหกรรมอาหารและน้ำเสียในครัวเรือนที่ไม่ปนเปื้อนด้วยน้ำเสียจากอุตสาหกรรม

มาตรวจดูว่าคำนวณอย่างไรโดยใช้ตัวอย่างซูโครส:

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

M=342 ก. - 24×16 ก.

1 มก. - TPK เต้น

TPK เต้น = มก. O / มก. ซูโครส;

C 12 H 22 O 11 - 12 C

M=342 ก. - 12×12 ก.

1 มก. - C org, เต้น

จาก org, ud. = mg C/mg ซูโครส

ใช้อัตราส่วน: TPK เต้น /S org., ud. \u003d 1.12 / 0.42 \u003d 2.67.

อัตราส่วนขององค์กร COD/C สะดวกกว่า COD และ Corg. แยกจากกัน ค่า COD ไม่เพียงสะท้อนถึงเนื้อหาของคาร์บอนอินทรีย์ในตัวอย่างเท่านั้น แต่ยังสะท้อนถึงเนื้อหาของออกซิเจนและไฮโดรเจนในโมเลกุลของสารอินทรีย์ที่ออกซิไดซ์ได้ ไฮโดรเจนต้องการออกซิเจนในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อแปลงเป็นน้ำ ยิ่งมีไฮโดรเจนในโมเลกุลมาก ค่า COD ก็ยิ่งสูงขึ้น ในทางกลับกัน ออกซิเจนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลของสารออกซิไดซ์ มีส่วนร่วมในการก่อตัวของโมเลกุล CO 2 และ H 2 O ดังนั้น ยิ่งออกซิเจนมาก ค่า COD ก็ยิ่งน้อยลง

องค์กร COD และ C แยกจากกัน ไม่สามารถระบุลักษณะของสารก่อมลพิษอินทรีย์หรือปริมาณของมลพิษได้ หากไม่ทราบองค์ประกอบองค์ประกอบ เมื่อคำนวณอัตราส่วน COD/C มวลโมเลกุลของสารอินทรีย์ลดลง:

องค์กร COD/C (สำหรับซูโครส) =

และอัตราส่วนจะแสดงลักษณะปริมาณของออกซิเจน (เป็นมิลลิกรัม) ที่จำเป็นในการออกซิไดซ์ของคาร์บอน 1 มก. ที่มีอยู่ในโมเลกุลของสารก่อมลพิษ

เนื่องจากในสารอินทรีย์ส่วนใหญ่ที่มาจากธรรมชาติมีอัตราส่วน H:O = 2:1 กล่าวคือ เช่นเดียวกับในโมเลกุลของน้ำ หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง สถานะออกซิเดชันอย่างเป็นทางการของคาร์บอนคือ 0 จากนั้นออกซิเจนของตัวออกซิไดเซอร์จะถูกใช้สำหรับการออกซิเดชันของคาร์บอนถึง CO 2 เท่านั้น ดังนั้น สำหรับสารอินทรีย์ธรรมชาติ อัตราส่วนของ COD/C org. โดดเด่นด้วยค่าคงที่ดังกล่าวเท่ากับ 2.67:

C o + 2O \u003d CO 2

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

สำหรับสารที่มีปริมาณคาร์บอนและไฮโดรเจนสูงกว่า กล่าวคือ เมื่อสถานะออกซิเดชันอย่างเป็นทางการของคาร์บอน< 0, на окисление каждого атома углерода до СО 2 требуется больше кислорода, а следовательно ХПК/С орг. > 2,67.

ดังนั้น ถ้า COD/C org. > 3 นี่คือสัญญาณว่าน้ำมีการปนเปื้อนด้วยสารที่มีสายไฮโดรคาร์บอนที่ค่อนข้างยาวในโมเลกุล (น่าจะเป็นผลิตภัณฑ์เคมีหรือผลิตภัณฑ์น้ำมัน) จากนั้นจึงวิเคราะห์น้ำในรายละเอียดเพิ่มเติม เป็นไปได้ที่จะกำหนดเนื้อหาของผลิตภัณฑ์น้ำมันลบค่า COD และ Corg ที่สอดคล้องกับมัน ตามลำดับจากตัวเศษและตัวส่วนของเศษส่วน COD / C org และเพื่อให้ได้ค่าใหม่ของตัวบ่งชี้นี้ ซึ่งสามารถใช้เพื่อตัดสินการมีอยู่ในน้ำของสารมลพิษอื่นๆ ที่มีสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนที่ยาวอยู่ในโมเลกุล

ตัวอย่างของสารดังกล่าว:

ถ้าสถานะออกซิเดชันอย่างเป็นทางการของคาร์บอนในโมเลกุลอินทรีย์คือ > 0 ดังนั้น COD/C org< 2,67. Самое маленькое значение этого отношения у щавелевой кислоты: ХПК/С орг. = 0,67.

ดังนั้น ตัวบ่งชี้นี้เป็นลักษณะของมลพิษทางน้ำที่เกิดจากน้ำเสียอุตสาหกรรม สะท้อนให้เห็นถึงอัตราส่วนระหว่างปริมาณของ C, H, N และ O ในโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ จะให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับธรรมชาติของสารประกอบเหล่านี้

สาม. สาม. รายได้และค่าใช้จ่ายที่มิใช่การดำเนินงาน (ตัวชี้วัด 12, 13, 14.15, 16)

สาม. ลำดับการจัดเก็บ การบำรุงรักษา และการซ่อมแซม Battle Banner

คาร์บอนอินทรีย์คาร์บอนอินทรีย์เป็นตัวบ่งชี้ที่น่าเชื่อถือที่สุดสำหรับเนื้อหาทั้งหมดของอินทรียวัตถุในน้ำธรรมชาติ โดยคิดเป็นค่าเฉลี่ยประมาณ 50% ของมวลสารอินทรีย์

องค์ประกอบและเนื้อหาของสารอินทรีย์ในน้ำธรรมชาติถูกกำหนดโดยการรวมกันของกระบวนการต่าง ๆ ที่มีลักษณะและความเร็วแตกต่างกัน: การชันสูตรพลิกศพและการขับถ่ายของสิ่งมีชีวิตในน้ำ การไหลเข้าที่มีการตกตะกอนในชั้นบรรยากาศโดยมีการไหลบ่าของพื้นผิวอันเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของน้ำในชั้นบรรยากาศกับดินและพืชพรรณบนพื้นผิวของพื้นที่เก็บกักน้ำ รายรับจากแหล่งน้ำอื่น ๆ จากหนองน้ำพรุ รายรับจากน้ำเสียในครัวเรือนและอุตสาหกรรม

ความเข้มข้นของคาร์บอนอินทรีย์ขึ้นอยู่กับความผันผวนตามฤดูกาล ซึ่งกำหนดโดยระบอบอุทกวิทยาของแหล่งน้ำและการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลที่เกี่ยวข้องในองค์ประกอบทางเคมี การเปลี่ยนแปลงชั่วคราวในความเข้มข้นของกระบวนการทางชีววิทยา ในชั้นล่างสุดของแหล่งน้ำและฟิล์มบนพื้นผิว เนื้อหาของคาร์บอนอินทรีย์อาจแตกต่างกันอย่างมากจากเนื้อหาในมวลน้ำที่เหลือ

สารอินทรีย์อยู่ในน้ำในสถานะละลาย คอลลอยด์ และสารแขวนลอย ก่อตัวเป็นระบบไดนามิก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะไม่สมดุล ซึ่งภายใต้อิทธิพลของปัจจัยทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ การเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งจะดำเนินการอย่างต่อเนื่อง

ความเข้มข้นต่ำสุดของคาร์บอนของสารอินทรีย์ที่ละลายในน้ำธรรมชาติที่ไม่มีมลพิษคือประมาณ 1 มก./ดม. 3 ค่าสูงสุดมักจะไม่เกิน 10–20 มก./ดม. 3 แต่ในหนองน้ำ สามารถเข้าถึงหลายร้อย มก./ดม. 3

ไฮโดรคาร์บอน (ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมและอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน)ปัจจุบันพื้นผิวของมหาสมุทรโลกเหนือพื้นที่กว้างใหญ่ถูกปกคลุมด้วยฟิล์มไฮโดรคาร์บอน เหตุผลคือ:

§ การกำจัดของเสียจากโรงกลั่นน้ำมัน (เช่น โรงงานที่มีกำลังการผลิตเฉลี่ยเพียงแห่งเดียวสร้างขยะ 400 ตันต่อวัน –1)

§ การทิ้งบัลลาสต์และการล้างถังน้ำมันหลังการขนส่ง (ปริมาณน้ำมันที่ลงสู่น้ำโดยเฉลี่ยคือ 1% ของสินค้าที่ขนส่งคือ 1–2 Mt ปีที่ -1)

§ อุบัติเหตุจำนวนมากกับเรือบรรทุกน้ำมัน (เฉพาะในช่วงปี 2510 ถึง 2517 มีอุบัติเหตุ 161 ครั้ง (เออร์ฮาร์ด 1984) ตั้งแต่ปี 2503 ถึง 2513 - ประมาณ 500 ครั้ง (เดือนรอมฎอน 2524))

รูปที่ 12.1 แสดงส่วนแบ่งของแหล่งมานุษยวิทยาต่างๆ ในมลภาวะในมหาสมุทรกับผลิตภัณฑ์น้ำมัน แต่ยังจำเป็นต้องคำนึงถึงความจริงที่ว่าน้ำมันเป็นสารธรรมชาติและเข้าสู่น้ำทะเลไม่เพียง แต่เป็นผลมาจากกิจกรรมทางเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผลผลิตตามธรรมชาติด้วย (ตามการประมาณการต่างๆตั้งแต่ 20 kt ถึง 2 Mt ต่อ ปี -1).

ข้าว. 12.1. การนำผลิตภัณฑ์น้ำมันเข้าสู่มหาสมุทร
(ศุกร์ 2545)

ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมเป็นหนึ่งในสารอันตรายที่พบได้บ่อยที่สุดซึ่งก่อให้เกิดมลพิษต่อน้ำผิวดิน น้ำมันและผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการกลั่นเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนมาก ไม่เสถียร และหลากหลายของสาร (น้ำหนักโมเลกุลต่ำและอิ่มตัวสูง อะลิฟาติกไม่อิ่มตัว แนฟเทนิก อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน ออกซิเจน ไนโตรเจน สารประกอบกำมะถัน ตลอดจนสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกไม่อิ่มตัว เช่น เรซิน แอสฟัลทีน , แอนไฮไดรด์, ​​แอสฟัลทีน). กรด). แนวคิดของ "ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม" ในวิชาอุทกเคมีนั้นจำกัดตามอัตภาพให้เหลือเพียงเศษส่วนของไฮโดรคาร์บอน (อะลิฟาติก อะโรมาติก อะลิไซคลิกไฮโดรคาร์บอน)

ผลิตภัณฑ์น้ำมันจำนวนมากเข้าสู่ผิวน้ำเมื่อน้ำมันถูกขนส่งโดยน้ำ กับน้ำเสียจากการผลิตน้ำมัน การกลั่นน้ำมัน เคมี โลหะ และอุตสาหกรรมอื่นๆ กับน้ำในครัวเรือน ไฮโดรคาร์บอนจำนวนหนึ่งเข้าสู่น้ำเนื่องจากการขับถ่ายภายในร่างกายโดยพืชและสิ่งมีชีวิตในสัตว์ รวมทั้งเป็นผลมาจากการสลายตัวภายหลังการชันสูตรพลิกศพ

เป็นผลมาจากกระบวนการระเหย การดูดซับ การเกิดออกซิเดชันทางชีวเคมีและเคมีที่เกิดขึ้นในอ่างเก็บน้ำ ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์น้ำมันจะลดลงอย่างมาก ในขณะที่องค์ประกอบทางเคมีสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมีนัยสำคัญ อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนมีความเสถียรมากที่สุด n-alkanes มีความคงตัวน้อยที่สุด

ในแหล่งน้ำที่ไม่ปนเปื้อนด้วยผลิตภัณฑ์น้ำมัน ความเข้มข้นของไฮโดรคาร์บอนธรรมชาติสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในน้ำทะเลตั้งแต่ 0.01 ถึง 0.10 มก. / ด.ม. 3 และสูงกว่า ในแม่น้ำและทะเลสาบน้ำ 0.01 ถึง 0.20 มก. / ดม. 3 บางครั้งถึง 1– 1.5 มก. / dm 3 เนื้อหาของไฮโดรคาร์บอนธรรมชาติถูกกำหนดโดยสถานะทางโภชนาการของอ่างเก็บน้ำ และส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ทางชีววิทยาในอ่างเก็บน้ำ

ผลกระทบเชิงลบของผลิตภัณฑ์น้ำมันส่งผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ สัตว์ป่า พืชน้ำ สภาพทางกายภาพ เคมี และชีวภาพของอ่างเก็บน้ำในรูปแบบต่างๆ อะลิฟาติก แนฟเทนิก และอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมเป็นพิษและมีผลต่อระบบหัวใจและหลอดเลือดและระบบประสาทในระดับหนึ่ง อันตรายที่ใหญ่ที่สุดคือสารไฮโดรคาร์บอนควบแน่นโพลีไซคลิก เช่น 3,4-เบนซาไพรีน ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นสารก่อมะเร็ง ผลิตภัณฑ์น้ำมันห่อหุ้มขนนก พื้นผิวของร่างกาย และอวัยวะของสิ่งมีชีวิตในน้ำอื่น ๆ ทำให้เกิดโรคและความตาย

อิทธิพลเชิงลบของผลิตภัณฑ์น้ำมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระดับความเข้มข้น 0.001–10 มก./ดม. 3 และการมีอยู่ในรูปของฟิล์มยังส่งผลต่อการพัฒนาพืชพรรณในน้ำและไมโครไฟต์ที่สูงขึ้นด้วย

เมื่อมีผลิตภัณฑ์น้ำมัน น้ำจะได้รับรสชาติและกลิ่นที่เฉพาะเจาะจง การเปลี่ยนสีและค่า pH ของน้ำ และการแลกเปลี่ยนก๊าซกับบรรยากาศจะลดลง

MPC ในผลิตภัณฑ์น้ำมันคือ 0.3 mg / dm 3 (ตัวบ่งชี้อันตราย - ทางประสาทสัมผัส), MPC vr - 0.05 mg / dm 3 (ตัวบ่งชี้ความเป็นอันตราย - การประมง) การมีสารไฮโดรคาร์บอนก่อมะเร็งในน้ำเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้

ป.มลภาวะจากโพลีไซคลิก อะโรมาติก ไฮโดรคาร์บอน (PAHs) เกิดขึ้นทั่วโลกแล้ว พบการปรากฏตัวของพวกมันในองค์ประกอบทั้งหมดของสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ (อากาศ, ดิน, น้ำ, สิ่งมีชีวิต) ตั้งแต่อาร์กติกไปจนถึงแอนตาร์กติกา

PAHs ที่มีคุณสมบัติเป็นพิษ ทำให้เกิดการกลายพันธุ์ และเป็นสารก่อมะเร็งได้มีอยู่มากมาย จำนวนของพวกเขาถึง 200 ในเวลาเดียวกัน PAHs กระจายไปทั่วชีวมณฑลมีไม่เกินสองสามโหล เหล่านี้คือแอนทราซีน ฟลูออแรนทรี ไพรีน ไครซีนและอื่น ๆ

ลักษณะเฉพาะและพบมากที่สุดในหมู่ PAHs คือ benzo(a)pyrene (BP):

BP สามารถละลายได้สูงในตัวทำละลายอินทรีย์ ในขณะที่ละลายได้เล็กน้อยมากในน้ำ ความเข้มข้นต่ำสุดที่มีประสิทธิภาพของเบนโซ(เอ)ไพรีนอยู่ในระดับต่ำ ความดันโลหิตจะเปลี่ยนภายใต้การกระทำของอ็อกซิเจน ผลิตภัณฑ์เปลี่ยนรูป BP เป็นสารก่อมะเร็งขั้นสุดท้าย

ส่วนแบ่งของ BP ในจำนวนรวมของ PAH ที่สังเกตพบมีน้อย (1–20%) พวกเขาทำให้มันสำคัญ:

§ การไหลเวียนในชีวมณฑล

§ ความเสถียรของโมเลกุลสูง

§ กิจกรรมก่อมะเร็งที่มีนัยสำคัญ

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2520 เป็นต้นมา BP ได้รับการพิจารณาในระดับสากลว่าเป็นสารประกอบบ่งชี้ ซึ่งเนื้อหาดังกล่าวใช้เพื่อประเมินระดับมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมด้วยสารก่อมะเร็ง PAHs

แหล่งที่มาของสิ่งมีชีวิตและสิ่งมีชีวิตต่างๆ มีส่วนเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพื้นหลังตามธรรมชาติของเบนโซ (เอ)ไพรีน

แหล่งทางธรณีวิทยาและดาราศาสตร์ เนื่องจาก PAHs ถูกสังเคราะห์ขึ้นระหว่างการเปลี่ยนแปลงทางความร้อนของโครงสร้างอินทรีย์อย่างง่าย BP จึงพบได้ใน:

§วัสดุอุกกาบาต

§ หินอัคนี

§ การก่อตัวของไฮโดรเทอร์มอล (1-4 ไมโครกรัมกิโลกรัม -1);

§ เถ้าภูเขาไฟ (มากถึง 6 µg kg -1) การไหลของ BP ภูเขาไฟทั่วโลกถึง 1.2 ตันต่อปี -1 (อิสราเอล, 1989)

การสังเคราะห์ BP แบบอะไบโอติกเป็นไปได้ในระหว่างการเผาไหม้สารอินทรีย์ระหว่างไฟธรรมชาติ ในระหว่างการเผาป่าหญ้าปกคลุมพีทมากถึง 5 ตันต่อปี -1 จะเกิดขึ้น พบการสังเคราะห์ BP ทางชีวภาพสำหรับแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนจำนวนหนึ่งที่สามารถสังเคราะห์ BP จากไขมันตามธรรมชาติในตะกอนด้านล่าง แสดงความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์ BP และคลอเรลล่า

ในสภาพปัจจุบัน การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของเบนโซ (เอ)ไพรีนสัมพันธ์กับแหล่งกำเนิดของมนุษย์ แหล่งที่มาหลักของ BP คือ: ในประเทศ, การปลดปล่อยทางอุตสาหกรรม, การชะล้าง, การขนส่ง, อุบัติเหตุ, การขนส่งทางไกล อัตราการไหลของมนุษย์ของ BP อยู่ที่ประมาณ 30 ปี -1 ปี

นอกจากนี้แหล่งที่สำคัญของ BP ที่เข้าสู่สิ่งแวดล้อมทางน้ำคือการขนส่งน้ำมัน ในกรณีนี้ ประมาณ 10 t ปี -1 จะลงไปในน้ำ

มลพิษที่ใหญ่ที่สุดของ BP เป็นเรื่องปกติสำหรับอ่าว อ่าว แอ่งน้ำแบบปิดและกึ่งปิดที่ได้รับผลกระทบจากมานุษยวิทยา (ตารางที่ 12.4) ระดับสูงสุดของมลพิษ BP ในปัจจุบันมีการระบุไว้สำหรับภาคเหนือ, แคสเปียน, เมดิเตอร์เรเนียนและทะเลบอลติก

Benz(a)pyrene ในตะกอนด้านล่าง

การเข้าสู่ PAHs ในสภาพแวดล้อมทางทะเลในปริมาณที่เกินความเป็นไปได้ของการละลายทำให้เกิดการดูดซับของสารประกอบเหล่านี้ในอนุภาคแขวนลอย สารแขวนลอยตกลงไปที่ด้านล่างและด้วยเหตุนี้ BP จึงสะสมในตะกอนด้านล่าง ในกรณีนี้ โซนหลักของการสะสม PAH คือชั้น 1-5 ซม.

PAHs ในการตกตะกอนมักมีต้นกำเนิดจากธรรมชาติ ในกรณีเหล่านี้ พื้นที่เหล่านี้จะถูกจำกัดอยู่ในเขตแปรสัณฐาน พื้นที่กระทบความร้อนลึก พื้นที่กระจายน้ำมันและก๊าซสะสม

อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นสูงสุดของ BP จะพบได้ในเขตที่มีอิทธิพลต่อมนุษย์

PAHs ไม่เพียงถูกดูดซับบนพื้นผิวของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่ยังมีความเข้มข้นภายในเซลล์อีกด้วย สิ่งมีชีวิตแพลงตอนมีลักษณะเฉพาะด้วยการสะสม PAH ในระดับสูง

เนื้อหาของ BP ในแพลงก์ตอนสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ไม่กี่ไมโครกรัมกิโลกรัม -1 ถึงมิลลิกรัมกิโลกรัม -1 ของน้ำหนักแห้ง เนื้อหาที่พบบ่อยที่สุดคือ (2–5) 10 2 µg kg -1 น้ำหนักแห้ง สำหรับทะเลแบริ่ง ปัจจัยสะสม (อัตราส่วนของความเข้มข้นในสิ่งมีชีวิตต่อความเข้มข้นในน้ำ) ในแพลงก์ตอน (Cp/Sw) อยู่ในช่วง 1.6 10 ถึง 1.5 10 4 ปัจจัยสะสมในนิวสตัน (Cn/Sw) มีตั้งแต่ 3.5 10 2 ถึง 3.6 10 3 (อิสราเอล, 1989).

เนื่องจากสัตว์หน้าดินส่วนใหญ่กินอินทรียวัตถุแขวนลอยและเศษดิน ซึ่งมักจะมี PAHs ที่มีความเข้มข้นสูงกว่าในน้ำ bentonts มักจะสะสม BP ในระดับความเข้มข้นที่มีนัยสำคัญ (ตารางที่ 12.1) เป็นที่ทราบกันดีว่าการสะสมของ PAHs โดย polychaetes, mollusks, crustaceans และ macrophytes

เนื่องจาก PAHs เป็นสารที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ จึงเป็นเรื่องปกติที่จะมีจุลินทรีย์ที่สามารถทำลายพวกมันได้ ดังนั้น ในการทดลองในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ แบคทีเรียที่ออกซิไดซ์ BP ทำลาย BP ที่ใช้ไป 10–67% ในการทดลองในมหาสมุทรแปซิฟิก ความสามารถของจุลินทรีย์ในการทำลาย 8-30% ของ BP ที่แนะนำนั้นแสดงให้เห็น ในทะเลแบริ่ง จุลินทรีย์ทำลาย 17–66% ของ BP ที่ใช้ และในทะเลบอลติก 35–87%

ใช่ ถูกต้อง: น้ำเป็นสารอินทรีย์ และในแง่นี้ มันคือพื้นฐานของทุกสิ่ง อาศัยอยู่บนโลก พูดเชิงสัญชาตญาณมากกว่า น้ำคือชีวิต ไม่ใช่เปรียบเปรย แต่ตามตัวอักษร

ให้ฉันเริ่มต้นด้วยข้อความง่ายๆ: วิทยาศาสตร์บอกเราว่าโลกอินทรีย์ทั้งหมดคือ ทั้งพืชและสัตว์เป็นน้ำ 80-90% และทุกกระบวนการเกิดขึ้นอีกครั้งโดยมีส่วนร่วมโดยตรงของน้ำเดียวกัน นี้คนเดียวความจริงมันบอกเราว่าน้ำเองต้องเป็นอินทรียวัตถุในเรื่องนี้ผมจะเน้นย้ำทันทีว่าสำคัญมากและพร้อมๆ กันเรียบง่ายและเป็นที่ยอมรับของทุกคนโดยไม่มีข้อยกเว้นความจริงที่ว่าการเกิดคือทั้งหมดสิ่งมีชีวิตในโลกของเราเชื่อมโยงกับน้ำอย่างแยกไม่ออก ฉันจะพูดแบบนี้:- เป็นน้ำที่ดัดแปลงและจัดเป็นพิเศษ

แท้จริงแล้วไม่จำเป็นต้องมีเจ็ดช่วงที่หน้าผากก็จะเห็นสิ่งนั้นได้ สิ่งมีชีวิต น้ำไม่ได้เป็นเพียงสิ่งที่ขาดไม่ได้ แต่ยังเป็นองค์ประกอบหลักด้วยส่วนประกอบ. ปริมาณในสิ่งมีชีวิต ยกเว้นอยู่ระหว่าง 70 ถึง 99.7% โดยน้ำหนัก จากข้อเท็จจริงนี้เพียงอย่างเดียว ไม่ต้องพูดถึงอีกเรื่องหนึ่งที่สำคัญยิ่งกว่านั้น เห็นได้ชัดว่าน้ำไม่ได้มีบทบาทสำคัญเพียงเท่านั้นกิจกรรมสำคัญของสิ่งมีชีวิตตามที่ทุกคนรับรู้และบทบาทเด็ดขาด, เด็ดขาด, พื้นฐาน. แต่การได้แสดงบทบาทดังกล่าวตัวเองจะต้องเป็นอินทรียวัตถุ

แปลกแต่กลับกลายเป็นว่า โดยหลักการแล้วไม่มีใครโต้แย้ง บทบาทหลักของน้ำในชีวิตของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้นและยังความขัดแย้งอย่างโจ่งแจ้งกับบทบาทดังกล่าวยังเป็นที่ยอมรับในทางเคมีทั้งหมดองค์ประกอบของน้ำแสดงโดยสูตร H2O แต่กระทำโดยสมัครใจหรือไม่สมัครใจความจริงที่ไร้สาระอย่างสมบูรณ์เป็นที่รับรู้คือน้ำเป็นรากฐานที่ไม่มีเงื่อนไขนี้สิ่งมีชีวิตอินทรีย์ทั้งหมด—ตัวมันเองนั้นเป็นสสารอนินทรีย์ กล่าวอีกนัยหนึ่งสารที่ตายแล้ว

ดังนั้น จากจุดเริ่มต้น ทางเลือกที่ยากลำบากแนะนำตัวเอง: อย่างใดอย่างหนึ่ง ความคิดที่ผิดของน้ำเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดหรือผิดพลาดความเข้าใจในปัจจุบันเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของน้ำ ครั้งแรก "อย่างใดอย่างหนึ่ง"ทิ้งทันทีเพราะไม่มีดินอยู่ข้างใต้ ยังคงเป็นที่สอง"อย่างใดอย่างหนึ่ง" กล่าวคือสูตรน้ำ H2O ผิด ไม่มีตัวเลือกที่สามในกรณีนี้จะไม่ได้รับและไม่สามารถอยู่ในหลักการได้ และนี่ก็เป็นพรีเออรี่อยู่แล้วนั่นคือก่อนประสบการณ์ใด ๆ มีเหตุผลทุกประการที่จะยืนยันว่าน้ำเองเป็นสารโดยธรรมชาติ. นี่คือคุณภาพ (และนี่เท่านั้น!) ที่สามารถทำให้เป็นพื้นฐานของทั้งหมดได้มีชีวิตอยู่. และไม่ว่าจะมีข้อโต้แย้งใด ๆ กับสิ่งนี้ในปัจจุบันที่ได้รับอาหารอย่างดีวิทยาศาสตร์ผ่อนคลาย อาร์กิวเมนต์เหล่านี้ยังเป็นลำดับความสำคัญ นั่นคือ เป็นผิดพลาด เท่านั้นจึงจะสามารถคำถามก่อนเปิดประเด็นหลักนี้ ขอเน้นที่ข้อเท็จจริงที่น่าทึ่งอีกประการหนึ่งซึ่งอย่างที่เราจะเห็นเพิ่มเติมคือเกี่ยวข้องโดยตรงกับน้ำ ความจริงก็คือสิ่งนี้: ในทางเคมีพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตใดๆ โดยไม่มีข้อยกเว้น คือสารประกอบไฮโดรคาร์บอน เป็นที่ทราบกันว่าสิ่งมีชีวิตประกอบด้วยการรวมกันองค์ประกอบทางเคมีค่อนข้างจำกัด สมมุติว่า 96% ของมวลร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยองค์ประกอบทั่วไปเช่นคาร์บอน (C)ไฮโดรเจน (H) ไนโตรเจน (N) และออกซิเจน (O)เริ่มด้วย จำไว้ว่า: นอกจากน้ำแล้ว อีกพื้นฐานของอินทรีย์ทั้งหมดสารประกอบบนโลกคือคาร์โบไฮเดรต เรียบง่ายสารประกอบที่ประกอบด้วย คาร์บอน (C) ไฮโดรเจน (H) และออกซิเจน (O)ในรูปแบบต่างๆ และมักจะแสดงโดยสูตรทั่วไป CnH2nOn สำหรับช่วงเวลานี้ฉันให้ความสนใจเป็นพิเศษ เปรียบเทียบสองช่วงเวลานี้ เราสามารถจัดลำดับความสำคัญได้อยู่แล้วนั่นคือก่อนประสบการณ์ใด ๆ ยิ่งกว่านั้นด้วยความมั่นใจร้อยเปอร์เซ็นต์พวกเขาจะพูดว่าน้ำนั้นซึ่งเป็นพื้นฐานของชีวิตก็ต้องเป็นไฮโดรคาร์บอนด้วยสารประกอบ. และในหนังสือของเขา "ความลึกลับนิรันดร์ของวิทยาศาสตร์ (ผ่านสายตาของมือสมัครเล่น)", พิง จากข้อมูลที่มีอยู่ในวิทยาศาสตร์ ข้าพเจ้าได้พิสูจน์มาโดยตลอดว่าน้ำนั้นแท้จริงแล้วมีสูตรไม่ใช่ H2O แต่ CH2O หรืออีกนัยหนึ่งคือ ไฮโดรคาร์บอนสารประกอบและอินทรียวัตถุ ในความสามารถนี้เท่านั้นไม่ใช่สิ่งอื่นใด มันสามารถทำหน้าที่เป็นพื้นฐานของทุกชีวิตบนโลก

ตอนนี้สำหรับโปรตีน พวกเขายังพิเศษ สารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนประกอบด้วยองค์ประกอบเดียวกันกับที่เราคุ้นเคยได้แก่ คาร์บอน ออกซิเจน และไฮโดรเจน กล่าวอีกนัยหนึ่งคุณสามารถสมบูรณ์เหตุที่ยืนยันว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดประกอบด้วยการรวมกันต่างๆ ของสิ่งเดียวกันองค์ประกอบที่น้ำเองประกอบด้วยถ้าแน่นอนตามสูตรของมันCH2O. ความจริงข้อนี้ทำให้ทุกอย่างเข้าที่โดยไม่มีการพูดเกินจริงและมวลเพิ่มเติมสิ่งก่อสร้างเทียมและอุปกรณ์ประกอบฉาก ที่ใช้ผูกมัดเท่านั้นไม่ต่อเนื่องกัน ประเด็นเล็กคือเพื่อพิสูจน์ว่าน้ำมีอยู่จริงเป็นสารอินทรีย์ เริ่มจากสิ่งนี้กัน

ไม่ต้องพิสูจน์ว่าน้ำไม่ใช่สายหลักแต่เป็นน้ำเดียวด้วย สารตั้งต้นที่จำเป็นอย่างยิ่งของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ประเด็นทั้งหมดอีกครั้งก็คือเพื่อให้น้ำมีบทบาทดังกล่าว จะต้องเป็นอินทรีย์เองสาร. นี่คืออุปสรรค์ทั้งหมดตั้งแต่วิทยาศาสตร์สมัยใหม่และหลังจากนั้นและทุกคนที่สุ่มสี่สุ่มห้าเชื่อในข้อสรุปของเธอยังคงเชื่อว่าน้ำคือสารอนินทรีย์ที่ทุกคนรู้จักกันดีในเด็กนักเรียนทุกคนสูตร H2O เป็นสูตรที่วิทยาศาสตร์โลกทั้งโลกได้ตีหน้าผากของมันมานานกว่าสองร้อยปีช่วงเวลาที่นักเคมีชาวฝรั่งเศส Lavoisier บอกกับโลกว่าน้ำประกอบด้วยสองธาตุ - ไฮโดรเจนและออกซิเจนซึ่งเป็นไปตามธรรมชาติที่เธอกินสารอนินทรีย์ ตั้งแต่นั้นมา ไม่ใช่แค่ทั้งหมดตามหลักวิทยาศาสตร์ แต่อะไรอัศจรรย์ และโลกวิทยาศาสตร์ทั้งโลกก็เชื่ออย่างไม่มีเงื่อนไข (และยิ่งกว่านั้น เชื่อในตอนนี้) ซึ่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีหลักฐานขัดแย้งจำนวนมากสมมติฐานและทฤษฎีที่น่าอัศจรรย์ที่สุดเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต อะไรเพื่อล้มล้างศรัทธา "ความสุข" นี้ จำเป็นต้องมีการพัฒนาที่นี่ คล้ายกับสิ่งที่ทำในครั้งเดียว Copernicus ยกระบบ heliocentric ของเขาแทนสมมติฐานทางภูมิศาสตร์ศูนย์กลางของปโตเลมีที่จริงแล้ว คิดเอาเองว่า: ไม่ใช่แค่น่าทึ่งแต่ยังจริงจังอีกด้วยความจริงที่น่าท้อแท้คือสิ่งที่ง่ายที่สุดกล่าวคือ ถ้าน้ำประกอบด้วยมวลถึง 90% ของมวลสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ถ้าไม่มีน้ำ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดเหี่ยวเฉาและตาย มันก็ไม่เป็นไปตามนี้ด้วยความชัดเจนว่าน้ำเป็นพื้นฐานของชีวิต ไม่ใช่ใน บางอย่างที่เป็นรูปเป็นร่าง ความหมายเชิงสัญลักษณ์ แต่ในความหมายที่ตรงที่สุด กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในฐานะที่เป็นหลักฐานหลัก จำเป็นต้องตระหนักว่าน้ำเองเป็นสารอินทรีย์ และด้วยเหตุนี้ จึงไม่เป็นเพียงปัจจัยหลัก แต่เป็นพื้นฐานเดียวของทุกชีวิตบนโลก หากไม่มีน้ำ ก็ไม่มีชีวิต (และไม่สามารถเป็นได้!)

ดังนั้นฉันจึงขอย้ำอีกครั้งว่า โดยธรรมชาติแล้ว น้ำเป็นสารอินทรีย์ และสูตรของน้ำไม่ใช่ H2O แต่เป็น CH2O และในความเป็นจริง (และไม่ใช่ในเชิงเปรียบเทียบ) เป็นพื้นฐานของทุกชีวิตบนโลก ฉันจะพูดมากกว่านี้: สารเคมีซึ่งได้รับชื่อไนโตรเจน (N) ในวิชาเคมี แท้จริงแล้วยังเป็นสารอินทรีย์อีกด้วย (แม่นยำกว่านั้นคือกลุ่มไฮโดรคาร์บอนเดียวกัน CH2 ซึ่งจะแสดงด้านล่าง)* ข้อสรุปทั้งสองนี้เป็นพื้นฐานสำหรับรูปลักษณ์ใหม่ที่กำเนิดของชีวิต ชีวิตไม่ได้เกิดขึ้นในสมัยโบราณบางครั้งภายใต้เงื่อนไขพิเศษบางอย่างตามที่โลกวิทยาศาสตร์ยังคงเชื่อ ไม่ มันเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและแท้จริงต่อหน้าต่อตาเรา เพราะว่าพื้นฐานของมันคือน้ำ ถูกรักษาไว้ ฉันขอย้ำอีกครั้งว่า ในทุกระบบของสิ่งมีชีวิต 98% ของมวลตกลงมาจากองค์ประกอบสี่อย่างต่อไปนี้: ไฮโดรเจน คาร์บอน ออกซิเจน ไนโตรเจน โปรตีน กรดนิวคลีอิก กล่าวโดยย่อ สิ่งมีชีวิตทั้งหมด ส่วนใหญ่ประกอบด้วยองค์ประกอบเดียวกัน ช่วงเวลานี้ควรถือเป็นจุดเริ่มต้น สูตรโปรตีนในรูปแบบทั่วไปมีลักษณะดังนี้: CnH2nOn หรือในเวอร์ชันที่ง่ายที่สุด - CH2O และที่นี่ฉันขอให้คุณสนใจ! ตามที่นักวิทยาศาสตร์รับรองกับเรา โปรตีนและกรดนิวคลีอิกประกอบขึ้นเป็น 98% ของสสารของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด แต่ในขณะเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์คนเดียวกันก็อ้างว่าน้ำมีมากถึง 90% ของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน ปรากฎว่าโปรตีนและน้ำรวมกันเป็นส่วนประกอบประมาณ 200% ของสิ่งมีชีวิต แต่สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้: เป็นไปไม่ได้ที่สิ่งมีชีวิตเดียวกันจะประกอบด้วยสารหนึ่งร้อยเปอร์เซ็นต์และอีก 100 เปอร์เซ็นต์ของสารอื่น มีทางเดียวเท่านั้นที่จะหลุดพ้นจากสถานการณ์ที่ยากลำบากนี้ หากไม่ละเอียดอ่อน กล่าวคือ ต้องตระหนักว่าน้ำเองเป็นสารอินทรีย์ และด้วยความสามารถนี้ ยังเป็นพื้นฐานของร่างกายของโปรตีนด้วย ในกรณีนี้ทุกอย่างเข้าที่ มีคำถามสำคัญพื้นฐานเกิดขึ้น: บนโลกมีสภาวะอิสระและในปริมาตรที่สอดคล้องกับมวลรวมของสิ่งมีชีวิต สารดังกล่าวประกอบด้วยไฮโดรเจน คาร์บอน ออกซิเจนและไนโตรเจนรวมกันหรือไม่? เมื่อเราตอบคำถามนี้ เราจะไม่ตอบคำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคำถามที่ว่าพื้นฐานของมันคืออะไร รากฐานถาวรของมัน ไม่เพียงแต่จะดำรงอยู่ได้เท่านั้น แต่ยังสามารถแพร่พันธุ์ตัวเองได้อย่างต่อเนื่องอีกด้วย ดังนั้น: สารนี้คือน้ำและสูตรของมันคือไม่ใช่ H2O แต่เป็น CH2O จากนี้ไปตามธรรมชาติก็คือน้ำ (และไม่มีอะไรอื่น!) ซึ่งเป็นสารที่มีองค์ประกอบทั้งหมดข้างต้นของชีวิต: ไฮโดรเจน ออกซิเจน คาร์บอน และไนโตรเจน (สิ่งที่แสดงถึงไนโตรเจนจริงจะกล่าวถึงด้านล่าง) ในแง่นี้ น้ำไม่ได้เป็นเพียงของกลุ่มคาร์โบไฮเดรตเท่านั้น แต่ยังเป็นพื้นฐานของมัน มวลหลักของมัน และในฐานะนี้เป็นตัวแทนของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกที่ไม่มีวันหมดสิ้นเท่านั้น สิ่งนี้ช่วยขจัดความขัดแย้งที่เห็นได้ชัดระหว่างปริมาณน้ำและโปรตีนในสิ่งมีชีวิต ซึ่งถูกกล่าวถึงข้างต้น เพราะในสูตรที่นำเสนอนี้ น้ำเองเป็นพื้นฐานทางธรรมชาติของทั้งโปรตีนและกรดนิวคลีอิก

อย่างไรก็ตาม สิ่งที่น่าสนใจทั้งหมดคือสูตรน้ำของ Lavoisier หรือ H2O ได้ขัดขวางการรับรู้ว่าเป็นอุปสรรคที่ทรงพลังและยังผ่านไม่ได้ ความเชื่อในความจริงที่ได้รับการอนุรักษ์มาจนถึงทุกวันนี้ ทำให้เกิดทฤษฎีและสมมติฐานที่น่าอัศจรรย์ที่สุดเกี่ยวกับต้นกำเนิดชีวิตที่หลากหลาย ซึ่งบางครั้งก็เต็มไปด้วยประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์