3.3. Характеристика домішок за групами

До І групи належать суспензії (завислі речовини, грубодисперсні домішки). До них відносяться дрібний пісок, мул, глинисті речовини, зола, окалина, харчові рештки, гідроксиди металів і т.п., тобто такі домішки, які утримуються в підвішеному стані динамічними силами потоків води; в стані спокою вони осідають (якщо щільність більше щільності води) або спливають (при щільності менше одиниці).

У природні води суспензії потрапляють внаслідок розмивання порід русла, змиву ґрунтів зливовими водами. У стічні води зважені потрапляють із санітарних приладів (залишки їжі, частки ґрунту) або з технологічних процесів (наприклад, окалина при охолодженні валків прокатних станів, частки вугілля в шахтних водах). Суспензії антропогенного походження мають: підвищену стійкість до осідання.

Зважені речовини можуть містити на своїй поверхні віруси, отрутохімікати, радіонукліди.

До І групи домішок відносяться також планктон і бактерії. Бактерії можуть бути нешкідливими для організму людини і хвороботворними. Вони не випадають в осад і не спливають у нерухомій воді, а є або у вільному стані, а частіше - на поверхні завислих речовин. Бактерії поширюються водним шляхом.

Планктон прийнято підрозділяти на зоопланктон (рачки, черви) і фітопланктон (водорості).Перші активно переміщуються у воді. Водорості інтенсивно розвиваються в теплу пору року в малорухомої воді (у водосховищах). Найпоширеніші в наших кліматичних умовах синьо-зелені водорості.

Більш загальна назва II групи домішок (колоїдів) - золі (при дисперсійному середовищі у вигляді води - гідрозолі). Оскільки частинки колоїдів всього на порядок більше молекул, золі називають ще мікрогетерогенні системами;вони займають проміжне положення між суспензіями та істинними розчинами (говорять ще про колоїдних розчинах). Розрізняють гідрофобні та гідрофільні колоїди.

Гідрофобні не розчиняються у воді, не взаємодіють з молекулами води і є типовими колоїдними системами. Вони нестійкі і поступово руйнуються, виділяючи дисперсну фазу при укрупненні частинок під дією міжмолекулярних сил зчеплення, - переходять у І групу домішок.

Гідрофільні взаємодіють з дисперсним середовищем і здатні в ній розчинятися. Фактично вони представляють собою стійкі розчини високомолекулярних сполук з молекулярною масою 104 - 106 одиниць.

Колоїдні домішки природних вод є мінеральні та органо-мінеральні частинки ґрунтів, недіссоціірованої і нерозчинної форми гумусу. Гумус вимивається з лісових, болотистих і торф'яних ґрунтів чи утворюється у водоймах у результаті життєдіяльності рослин і водоростей.

Колоїди містяться також у більшості стічних вод, особливо в стоках нафтохімічних і целюлозно-паперових виробництв.

Домішки колоїдної дисперсності мають високу питому поверхню і володіють великою поверхневою енергією. Зі збільшенням ступеня дисперсності зростає кількість молекул, що знаходяться на поверхні розділу фаз. Вони розташовані в несиметричному силовому полі і мають надлишкову вільною енергією через некомпенсованих молекулярних зв'язків.

До ІІ групи домішок Кульський відносить також віруси. Віруси не здатні існувати на живильних середовищах і розмножуються тільки в клітинах організму-господаря.

III групу домішок представляють органічні сполуки біологічного та антропогенного походження - жири, білки, вуглеводи, цукру, продукти життєдіяльності (бактерій, водоростей, людини і тварин), феноли, спирти, альдегіди і т.д., стоки хімічної промисловості, розчинні форми гумусу (фульвокислоти).

Ці сполуки практично не дисоційовані і являють собою неелектроліти. У результаті взаємодії з водою утворюють гідрати, між собою - асоціати. Термодинамічно стійкі і можуть існувати як завгодно довго, не виділяючись з води. При перевищенні певної концентрації (межі розчинності) утворюють двофазні системи (випадають в осад) і переходять в домішки І групи.

До цієї групи належать також мінеральні сполуки - розчинені гази. У природних водах як правило присутні кисень, азот, вуглекислий газ. Підземні води можуть містити також сірководень і ці гази присутні також у водах, де йдуть процеси гниття (господарсько-фекальні, болотні води).

Домішки ІV групи представляють собою розчини солей, кислот і лугів і є електролітами. Утворюються в результаті дисоціації молекул речовин з іонними або сильно полярними зв'язками під впливом полярної структури молекул води.

У переважній кількості природних і стічних вод містяться катіони кальцію, магнію, заліза, натрію, калію, марганцю, водневі іони (іони гідроніума Н₃О⁺), а також аніони: гідрокарбонати (НСО^3-), карбонати (СО₃^2-), сульфати (SO₄^2- ), хлориди (Cl^-), фтор (F^-), фосфати (PO₄^3-), нітрати (NO₃), нітрити (NO^2-), гідросилікати (HSiO^2-),гідроксильні групи OH^-. Специфічні іони містяться в стоках гальванічних виробництв, шкіряної та радіоелектронної промисловості.

У результаті взаємодії іони можуть утворювати мало-або недісоційовані з'єднання (наприклад газ СО₂, осад Fe(OH)₃) і переходити таким чином в домішки інших груп.