Загрязняющие вещества, самоочищение (Даценко ю.С.)

Виды загрязнения: тепловые (вода для охлаждения электростанций), бактериальные (коммунальные сточные воды), твердые отходы (мусор), радиоактивные (вода для охлаждения АЭС), органические (сточные воды, смываемые с поверхности), минеральные (растворенные и взвешенные).

Процессы самоочищения:

1. Физические. Иногда относят сюда такой процесс как разбавление (т.е. уменьшение концентрации, однако масса загрязнения-то не уменьшается). Осаждение (для взвешенных веществ)-доминирует в водоемах с медленным водообменном. Концентрирование в пене. Испарение (нефтяная пленка). Эвазия (для газов, образовавшиеся при химических реакций).

2. Физико-химические, химические. Сорбция (очень важный, процесс прилипание молекул к веществам, находящимися во взвешенном состоянии); т.е. чем вода мутнее, тем лучше идут процесс самоочищения. Химическое окисление -вещество не убывает, но вещество переходит в другую форму (иногда в лучшую, иногда в худшую). Фотоокисление (разложение под действием света). Гидролиз. Комплексообразование.

3. Биохимические, биологические. Биохимическое окисление (под действием бактерий) - азотное окисление, к примеру, 95% -окисляют бактерии, 5 %-чистохимические. Биологические (экосистемный круговорот) - включение в пищевые цепи. КН-коэффициент накопления - отношение концентрации в самом организме к концентрации в среде. Кишечная палочка не выживает в чистых водах. Фильтрация (биологический).

Загрязняющие вещества: специфические и неспецифические. Специфические - те, которых не существует в природе. Перестройка экосистемы, через биологические цепи. Вся первичная энергия - берется из фотосинтеза. Избыток фосфора и азота - приводит к избытку продукции, тогда большая часть бактерий вымирает, а не выедается (как в первом случае). Скорость реакции - скорость разложения соединения, попавшего в среду. Коэффициент К. Скорость убыли вещества описывает уравнением дс\дт=-кс; с(т)+с(0)е (в степени -кт), т.е. двигается по экспоненте. Лучше всего показывается БПК (полное или 5 суток) -это и процесс и оценка содержания органики.

Чтобы найти К надо решить уравнение относительно коэффициента. К= 1\дельта т * логарифм по натуральному основанию отношения Св\Са.

Также еще один фактор - температура воды. Все приводим к одной температуре 20 градусов, т.е. приведение скорости. К (т)= К(20 градусов) * тета (в степени т-20), где т - фактическая температура, тета - константа, которая зависит от процесса.

Пау (полициклические ароматические углеводы)

Считаются частью нефтепродуктов, но могут поступать и от других источников.. Обладают низкой концентрацией, но очень токсичны. Бензапирен – основной концерогенный компонент – индикатор наличия ПАУ. ПАУ 3,4 бензаперен определили достаточно давно. ПАУ 16 является наиболее распространенным.

Способы образования: ПАУ образуются: при пиролизе органических веществ, при неполном сжигании топлива, при температуре более 60 градусов, при недостатке О2. Слабо растворяются в воде.

Источники поступления ПАУ в воду: промышленное производство; бытовые мусоросжигатели; атмосферный перенос выхлопных газов; сигаретный дым; черная металлургия; производство алюминия; асфальтово-бетонное производство; нефтепереработка.

ПАУ – вещество 1-го класса опасности. Для бензапирена ПДК – 5*10-6 мг/л, для других – 2*10-4 мг/л. Способность самоочищения не высокая, чезез 8 суток 75% разлогается засчет разбавления.

фенолы

- Ароматические соединения, имеющие гидроксильные группы. Представители: бензол, оксибензол.

Фенолы бывают летучие (с паром) – крезолы, тенолы и нелетучие – гидрохинон, резарцин. В природных водах встречаются в растворенных состояниях в виде фенолятов. Если вступают в реакцию полимеризации, то образуют гумусоподобные соединения. 10-100 мкг/литр – фоновая концентрация фенолов. Относятся к 4 классу опасности. Легко подвергаются окислению. Придают воде резкий запах и привкус. Расходуют на свое окисление часть растворенного в воде кислорода.

Источники: 1) антропогенные: сточные воды сланцевых, нефтеперерабатывающих, лесохимических, газовых и коксохимических предприятий. 2)природные: гниение хвои и древесины при затоплении леса и лесосплава, распад сине-зеленых водорослей, гниение многих видов органических веществ