Окисляемость. ХПК БПК

Окисляемостью называется величина, характеризующая общее содержание в воде восстановителей (неорганических и органических), реагирующих с сильными окислителями. Результаты определения окисляемости обычно выражают в миллиграммах кислорода, эквивалентного расходу окислителя на 1 л пробы.

Метод определения окисляемости основан на окислении веществ, присутствующих в пробе воды, 0,1 Н раствором перманганата калия в сернокислой среде при кипячении.

Перманганат-ион в сильнокислых растворах реагирует с присутствующими в воде восстановителями, восстанавливаясь при этом до иона двухвалентного марганца:

MnО₄^- + 8H+ + 5e =Mn²⁺ + 4H₂О

Избыток марганцевокислого калия реагирует с вводимой в раствор щавелевой кислотой:

2MnО₄^- + 5C₂О₄^2-+ 16H + = Mn^{2 +} + 10CО₂ + 4H₂О

Не вступившая в реакцию щавелевая кислота оттитровывается перманганатом калия по приведенному уравнению.

Перманганатный метод применим для определения окисляемости питьевых, поверхностных и малозагрязненных сточных вод.

Для определения окисляемости сточных вод, содержащих трудноокисляемые вещества, и поверхностных вод, загрязненных этими веществами рекомендуется бихроматный метод. Определенную этим методом окисляемость называют химическим потреблением кислорода (ХПК).

Количество кислорода, израсходованного в определенный интервал времени аэробным биохимическим разложением органических веществ, содержащихся в исследуемой воде, называется биохимическим потреблением кислорода.

Определение производится в первоначальной или соответственно разбавленной пробе по разнице между содержанием кислорода до и после инкубации при стандартных условиях, заключающихся в следующем.

1. Пятисуточная инкубация при температуре +20 ºС, без доступа воздуха.

2. Соответствующее разбавление пробы разбавляющей водой, чтобы
снижение кислорода было на 2 мг/л больше, а остающаяся концентрация
кислорода спустя пять дней составляла не менее 3 мг/л. Наиболее правильным результатом является 50%-ное потребление кислорода на 5 суток.

3. Проба должна быть в начале опыта насыщена кислородом до концентрации 8...9 мг/л.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ

Токсические вещества поступают в водную среду из естественных и антропогенных источников. К естественным источникам следует отнести вулканическую активность,

Методы обработки сточных вод
Механические	Отстаивание; Очистка в гидроциклонах; Процеживание; Центрифугирование Фильтрация; Микрофильтрация.
Химические	Окисление (хлорирование, озонирование, парофазное и жидкофазное окисление); Восстановление; Нейтрализация; Реакция осаждения; Комплексообразование.
Физико-химические	Коагуляция Флокуляция Флотация Сорбция Ионообмен Экстракция Дистилляция Электрокоагуляция Вымораживание Электродиализ гиперфильтрация Обратный осмос Ультрафильтрация
Физические	Магнитная обработка; Ультразвуковая обработка; Электроимпульсная обработка; Плазменная обработка; Ионизирующее облучение.
Биохимические(аэробные и анаэробные)	Поля фильтрации; Биологические пруды; Аэротенки; Реакторы восходящего потока с активным илом; Биофильтры; Окислительные каналы

разрушение горных пород, выделение нефти, выделение продуктов жизнедеятельности организмов.

К антропогенным источникам относят вещества образующиеся как результат человеческой деятельности. Антропогенное загрязнение может быть первичным и вторичным. Первичное загрязнение обусловлено ухудшением качества водной среды за счет непосредственных поступлений загрязняющих веществ из антропогенных источников в том числе за счет неполной очистки сточных вод.

Вторичное загрязнение вызывается появлением избыточных количеств продуктов жизнедеятельности и остатков: гидробионтов, обусловленных нарушением экологических равновесии вследствие первичного загрязнения (цветение водоемов). Антропогенное загрязнение условно можно разделить на токсическое и эвтрофирующее ( связано с поступлением избытка биогенных элементов, которые могут не оказывать прямого токсического действия на водные организмы). Эвтрофирующее загрязнение определяет и способствует развитию определенных групп гидробионтов, что приводит к нарушению экологического равновесия и вторичному загрязнению. В табл. приведены отрасли промышленности и токсичные примеси сточных вод.

Промышленность	Основные токсичные примеси
Нефтеперерабатывающая	Нафтеновые кислоты, нефтепродукты, фенолы, сульфиды, хлориды, сульфаты, ПАВ, органические взвеси
Коксохимическая	Фенолы, сероводород, смолы, углеводороды, тиоцианиды, аммиак, цианиды, органические взвеси
Целлюлозно-бумажная	Меркаптаны, сульфиды, спирты, альдегиды, кетоны, органические взвеси
Синтетических полимеров и пластмасс	Стирол, акрилонитрил, акрилаты, сульфаты, фенолы, ароматические углеводороды, альдегиды, спирты, циклогексан, органические кислоты, взвеси
Синтетического каучука	Бутилен, бутадиен, ацетон, органические кислоты и их соли, ацетонитрил, аммиак, альдегиды, спирты, углеводороды,
Экстракционной фосфорной кислоты и фосфорных удобрений	Серная, фосфорная, кремнефтористоводородная кислоты, соединения фтора, хлороводород
Хлорная	Ртуть, хлор, хлориды

На долю каждого жителя нашей планеты приходится около
20 т отходов в год. Состав их очень разнообразен и часть из них может давать продукты растворимые в воде (из 1000 т городских отходов в грунтовые воды попадает до 8 т растворимых солей). Около 75% отходов хозяйственной деятельности человека в той или иной степени является токсичными. Состав ТБО: Пищевые отходы 20 – 38% Бумага, картон 20 – 36% Дерево 1 – 4% Текстиль 3 – 6% Металлы 2 – 3% Полимеры 3 – 5% Уголь, шлак до 2,5% Стекло 5 – 7%.

Токсическое загрязнение связано с появлением в водоемах веществ антропогенного происхождения, которые существенно изменяют обычный метаболизм водных организмов (эти свойства лежат во множестве методик биотестирования).

Активность накопления различных веществ из окружающей среды выражается соответствующими коэффициентами. Так, отношение содержания вещества в тканях гидробионтов к концентрации его в воде называется коэффициентом накопления. Например, в дафниях коэффициент накопления бензопирена составляет 13000, ДДТ — 23000, метилртути — 4000. Для оценки избирательности накопления двух веществ используется так называемый коэффициент дискриминации, представляющий собой отношение коэффициентов накопления двух веществ. Реальную опасность для человека могут представлять около 800 соединений.

В результате антропогенного загрязнения лидирующими компонентами являются пестициды, нефтепродукты, ПАВ, неорганические вещества (тяжелые металлы и неорганические анионы). При этом следует учитывать что водные объекты предоставляют питьевую воду и существующие методы очистки не всегда справляются (к примеру через водоочистные сооружения проходит до 80% 3,4-бензпирена).

Дата добавления: 2014-01-04