Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ответы бурьян.doc
Скачиваний:
32
Добавлен:
22.09.2019
Размер:
422.4 Кб
Скачать

32.Методы определения растворенного кислорода и окисляемость.

Растворенный кислород находится в природной воде в виде молекул О2. На его содержание в воде влияют 2 группы процессов:

1) процессы, обогащающие воду кислородом

1.1.процесс абсорбции О2 из атмосферы;

1.2.выделение О2 в результате фотосинтеза водных растений;

1.3.поступление в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые пересыщены О2

2) процессы, уменьшающие содержание О2 в воде:

2.1.реакции потребления О2 на разложение органических веществ;

2.2.потребление О2 на дыхание организмов, бактерий;

2.3.расход О2 на окисление Fe2+, Mn2+, NO2-, NH4+, CH4, H2S.

Количество растворенного в воде кислорода имеет большое значение для оценки санитарного состояния водоемов, его снижение указывает на резкое изменение биологических процессов в водоеме, а также на загрязнение водоемов веществами, химически интенсивно окисляющимися. На концентрацию О2 в воде также влияют природные факторы: атмосферное давление, температура, тип водоема, время года.

Концентрация растворенного О2 в пробе, отобранной до 12 часов дня, не должна быть ниже 4 мг/л в любой период года.

Относительное содержание кислорода в воде ( % насыщения ) вычисляется по формуле:

M% =

a - концентрация О2 , мг/дм3

Р – атмосферное давление в данной местности, Па

N – нормальная концентрация кислорода при данной температуре, солености (минерализации ) и общем давлении 101308 Па.

В загрязненных сточных водах растворенного кислорода либо не бывает совсем, либо его концентрация не превышает 0,5 – 1 мг/л. Очищенные сточные воды, выпускаемые в водоем, обычно содержат 4 – 8 мг/л растворенного кислорода. Определяют количество О2 только в очищенных сточных водах электрохимическим методом, который основан на измерении тока восстановления О2, диффундирующего к катоду через полупроницаемую мембрану. Скорость диффузии зависит от температуры воды. Мембрана пропускает и другие неполярные газы (N2, СО2 и др.). При применении щелочного электролита, восстанавливается только О2. Метод пригоден для анализа любых вод, в том числе мутных и окрашенных. Аппаратура: анализаторы различных марок стационарные и переносные (АКП-1 “Оксимер”, КМ-101 и др.). Калибровку проводят по растворам с различным содержанием растворенного О2.

Химическая окисляемость величина, характеризующая содержание в воде восстановителей – органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей, например, бихроматом, перманганатом и др.

Окисляемость выражается в мг О2, пошедшего на окисление органических веществ, содержащихся в 1 л воды.

В сточных водах преобладают органические восстановители, поэтому всю величину окисляемости относят к органическим примесям воды.

Для природныхмалозагрязненных вод определяют перманганатную окисляемость (с использованием KMnO4), в более загрязненных водах- бихроматную (K2Cr2O7) или иодатную( KIO3 ) окисляемость, т.к. ими достигается наиболее полное окисление ( 95 – 100% ).

Бихроматную и иодатную окисляемость называют химической потребностью в кислороде (ХПК), т.е. оценивают количество О2, необходимое для окисления примесей воды ( перевода С в СО2, Н в Н2О, N в NH3 и т.д. ).

Нормативы ХПК воды хозяйственно-питьевого водоснабжения 15 мгО/л

Концентрация углерода, содержащегося в органических веществах

Сс = ХПК * 0,375

0,375 – отношение эквивалентов = =

Биохимическая окисляемость или биохимическая потребность в кислороде (БПК) - количество кислорода (мг), требуемое для окисления находящихся в 1 л воды органических веществ микроорганизмами при 200С в результате протекания биохимических процессов за определенный период времени ( БПКп, БПК5, 3, 10, 20 суток ).

полная 5-суток

К легко окисляющимся( “биологически мягким”) веществам относятся формальдегид, фенол, низшие алифатические спирты;

среднее положение занимают крезолы, нафтолы, ксиленолы, резорцин, анионо-активные ПАВ;

медленно разрушаются “биологически жесткие” вещества: сульфонол, гидрохинон.

Окисление осуществляют аэробные гетеротрофные бактерии, которые существуют за счет загрязнений воды и используют их в качестве источника питания.

БПК – количество кислорода, требуемого микроорганизмами на весь цикл реакции синтеза клеточного вещества и получение энергии.

Существует несколько способов аналитического измерения БПК. Чаще всего применяют метод разведения: 1 часть сточной воды смешивают с n частями разбавляющей воды, смесь до предела насыщают растворенным кислородом путем продувки или встряхивания, разливают в инкубационные склянки и тщательно их герметизируют. Склянки оставляют в термостате при температуре 200С на 5 суток и более. В склянке развивается сообщество микроорганизмов. Величина уменьшения кислорода в склянке, умноженная на степень разведения дает численную величину БПК.

Разбавляющую водуготовят на основе дистиллированной воды,в которую добавляют фосфорные и аммонийные соли, хлорное железо, хлористый кальций и сернокислый магний для создания буферной среды и элементов питания для микроорганизмов ( т.к. многие воды их не имеют ), а также добавляют бактериальную затравку - жидкость, содержащую смесь культур бактерий, способных разлагать органические вещества исследуемой воды ( затравки не требуется при анализе городских сточных вод, т.е. они всегда содержат сапрофиты, способные развиваться за счет примесей ).

Когда ожидаемая БПК примерно известна , степень разбавления устанавливают примерным расчетом. Например, запись БПК5 (1 : 100 ) означает , что определена 5 – суточная БПК при разведении 1 части сточной воды 99 частями разбавляющей воды.

Нормативы: для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования БПК5 не должна превышать 3 мгО/л.

БПКполн. определяют по появлению следов нитритов или нитратов (т.е. начала процессов нитрификации). Для этого требуется длительный период инкубации (что зависит от характера примесей, концентрации бактерий и др. ). Обычно он может доходить до 30 – 40 суток ( для городских сточных вод этот период ~ 20 суток ).

Вследствие длительности анализа, во всем мире принято пользоваться показателем БПК5.

Показатель БПКполн. используют при разработке процессов биологической очистки сточных вод ( т.к. эта величина точно совпадает с истинным расходом кислорода на процесс очистки в действующих сооружениях). Чем выше отношение БПКполн/ХПК, тем большая часть органических примесей сточной воды может быть изъята в процессе биологической очистки.