Общие показатели изучения органических веществ воды

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Общие показатели изучения органических веществ воды

28.07.2020

ООУ, ССЕ, CAE — это методы прямого определения суммы органических веществ. ХПК, БПК, ОПК, УФ-адсорбции — методы косвенной оценки. Характеристики ХПК, ВПК основаны на измерении эквивалентных органическому углероду величин окисляющихся агентов, метод УФ-адсорбции — на корреляции между оптической плотностью и содержанием органического углерода. Общей характерной тенденцией в оценке суммарных показателей содержания органических веществ в водах является стремление к инструментализации и автоматизации.

Общий органический углерод (ООУ). Для определения ООУ в водах широко используют приборы. В настоящее время многие фирмы выпускают разнообразные модели анализаторов органического углерода в воде, позволяющие проводить экспресс-анализ (за несколько минут) ООУ в широком диапазоне концентраций. Стоимость приборов 7000—14 000 долл.

В этих инструментах использован принцип каталитического или фотохимического сожжения органических веществ до CO2, которую измеряют с помощью недисперсионного инфракрасного анализатора или пламенно-ионизационного детектора, после восстановления до метана. Модели приборов различаются по чувствительности, воспроизводимости, также но возможности получать сведения об углероде нелетучих соединений или углероде суммы нелетучих и летучих. Разные варианты тесным образом связаны со способами учета неорганического углерода, который либо удаляют перед сжиганием органических соединений, либо измеряют отдельно и вычитают из величины суммарного содержания органического и неорганического углерода. Однако многие предпочитают не определять ООУ методом вычитания. Особенно существенно ухудшает результаты большое различие в содержаниях органического и неорганического углерода, часто наблюдающееся в пробах подземных вод. Принцип вычитания использован в модели «Вeсkmаn-915», которая позволяет проводить определения в области концентрации Copг 10—200 мг/л с воспроизводимостью ±3%. Предел детектирования 1 мг/л, погрешности определения в области низких концентраций возрастают. Объем пробы 20—200 мкл, время анализа 2 мин, CO2 измеряют на ИК-анализаторе. В США рекомендуют определение ООУ с помощью такого анализатора в стандартных методах анализа.

Характерной особенностью более поздних моделей является существенное расширение диапазона детектирования в сторону более низких концентраций, например анализатор углерода фирмы «Tocsin» позволяет измерять углерод органических соединений после удаления неорганического углерода продувкой, при которой часть летучих органических веществ теряется. Область измерения находится в пределах 0,05—1000 мг/л, причем погрешности при содержании 0,05 мг/л не превышают ±10%. В этом приборе используется также принцип высокотемпературного каталитического сожжения, a CO2 после восстановления до метана определяют с помощью пламенно-ионизационного детектора. Однако анализ соленых вод и рассолов затруднен.

В ряде моделей (фирмы «Dohrman», «Maihak») предусмотрена возможность измерения органического углерода, включая углерод летучих органических соединений. Последние при удалении неорганического углерода продувкой улавливаются на колонке с поронаком, а затем возвращаются в зону осложнения. На приборе DC50 можно анализировать разнообразные образцы вод, в том числе и с большим содержанием солей. В одной из моделей указанной фирмы используется принцип фотохимического разрушения органических веществ. Величина пробы 1—20 мл, определение CO2 осуществляется на ИК-анализаторе. Динамический диапазон прибора: 0,001 —1000 мг/л Сорг, воспроизводимость ±2%. Некоторые анализаторы предназначены для работы на линиях непрерывного контроля.

Химическое потребление кислорода (ХПК). Этот показатель широко используется для характеристики содержания органических веществ в сточных водах разного происхождения. В последнее время значительное увеличение чувствительности определения и сокращение времени анализа позволили применять его для оценки относительно чистых поверхностных и питьевых вод, в которых возможно определение ХПК в количестве долей миллиграмма кислорода на литр. Все методы измерения ХПК основаны на окислении органических соединений бихроматом калия в присутствии серной кислоты и катализатора при высокой температуре (140—180° С).

Так же как и при определении ООУ, имеется тенденция к инструментальным измерениям ХПК. Известен ряд приборов, которые могут быть использованы как для лабораторных целей, так и при работе в автоматическом режиме для непрерывного контроля. Наиболее известны анализаторы фирмы «Technicon» и фирмы «Johnson» (Швеция), в которых расход бихромата калия на окисление органических веществ оценивается фотометрически. В приборе фирмы «Wosthoff» расход бихромата определяется потенциометрически. Однако описанные приборы мало подходят для измерения ХПК в водах с малым содержанием органических веществ (природных или загрязнителей) ввиду недостаточной чувствительности.

Общее потребление кислорода (ОПК). Оценка ОПК основана на измерении убыли кислорода в газовой смеси, используемой при каталитическом сожжении пробы. Интерес к этому показателю также связан с возможностью автоматизировать процесс измерения. Пробу воды выпаривают в токе азота и сжигают остаток с отмеренным количеством кислорода при 900° С над платиновой сеткой. Убыль концентрации кислорода измеряют по току деполяризации в ячейке с платиновым и свинцовым электродами млн с электродами из окиси циркония. Анализаторы ОПК разработаны фирмами «Philips» и «Ionics». Преимущества и недостатки анализаторов ОПК рассмотрены М. Омори и др. Обычно ОПК используют для характеристики органических веществ сточных вод.

Биохимическое потребление кислорода (ВПК) измеряется количеством миллиграммов кислорода на литр, потребляемым при биохимическом окислении органических веществ в пробе воды под действием микроорганизмов в течение двух, трех, пяти и т. д. суток. Величина БПК всегда меньше ХПК, так как лишь часть органических веществ может окисляться под действием микроорганизмов. БПК используют для характеристики биохимически подвижного органического вещества поверхностных вод естественного или искусственного происхождения, а также широко применяют для контроля работы очистных сооружении.

Методы определения БПК характеризуются способами введения в пробу воды определенного количества кислорода и его измерения. Получают развитие различные инструментальные методы оценки: мано-, кулонометрические, электрические. При измерениях БПК в малозагрязненных природных водах обычно определяют БПK5 методом стандартных разбавлений. Количество кислорода в этом методе измеряется иодометрически.

Светопоглощен не в УФ-области. Этот метод оценки органических веществ привлекает в последнее время особое внимание в связи с тем, что он является весьма подходящим для автоматизации контроля качества воды. Его применяют для характеристики общего содержания органических веществ как в природных, так и сточных водах. Наиболее часто измеряют светопоглощение при 254 нм. В ряде работ, в которых сообщаются результаты анализов необработанных и обработанных речных, озерных, а также различного типа сточных вод, отмечаются высокие значения коэффициентов корреляции между светопоглощением при 254 нм и содержанием органического углерода. Однако приводятся и противоположные данные. Вероятно, метод особенно подходит для сравнительного исследования вод с однородным составом.

Метод оценки загрязненности воды по сумме органических веществ, сорбируемых на активированном угле и десорбируемых последовательно экстракцией хлороформом и спиртом (ССЕ и САЕ), давно используется в США как стандартный метод оценки качества питьевой воды. В работе приводятся два варианта метода угольной адсорбции: высокого и низкого потоков, которые различаются объемом образца воды и скоростью фильтрации ее через угольный адсорбент, причем CAE измеряется лишь при низком потоке. Результаты методов относительны и прямо не сопоставимы. Метод высокого потока применим главным образом к питьевым водам, а низкого — к оценке загрязненности поверхностных вод. В связи с разработкой еще одного варианта метода угольной адсорбции (мини-поток) представляет интерес сравнение этих методов и соответственно стандартов США по этим показателям в питьевой воде (табл. 18).

Чистые поверхностные и подземные воды обычно соответствуют CCE-h 25—50 мкг/л. Согласно стандарту 1962 г., величина CCE-h в питьевой воде не должна превышать 0,2 мг/л, показатель CAE не лимитирован. Пересмотренный в 1972 г. стандарт допускает величину CCE-m 0,7 мг/л и САЕ-m 3,0 мг/л.
Общие показатели изучения органических веществ воды

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: