Проблемы анализа производственных сточных вод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общий обзор аналитической химии сточных вод

1.1 Специфика аналитической химии сточных вод

1.2 Подготовительные работы при анализе сточных вод

2. Методы концентрирования

2.1 Концентрирование адсорбционным методом

2.2 Концентрирование выпариванием

2.3 Выделение летучих веществ испарением

2.4 Концентрирование вымораживанием

3. Обзор основных проблем и направлений развития аналитической химии сточных вод

Заключение

Список используемой литературы

ВВЕДЕНИЕ

Сточные воды - стоки бытовые, производственные и атмосферные, содержащие обычно множество неорганических и органических компонентов, причем точный состав их, даже в качественном отношении, не всегда можно заранее предвидеть. Последнее особенно справедливо в отношении других сточных вод, прошедших через химическую или биологическую очистку. Даже при простом смешении стоков от разных цехов предприятия происходят химические реакции между компонентами этих стоков, приводящие к образованию новых веществ. При хлорировании стоков появляются продукты окисления неорганических и органических веществ и их хлоропроизводные. Биохимической очистке подвергаются промышленные сточные воды, смешанные с хозяйственно-бытовыми водами, и тогда в очищенных водах можно нередко обнаружить самые неожиданные органические соединения. Поэтому при появлении нового вида сточных вод, возникающих не только при создании новых производств, но и при внедрении нового технологического процесса и даже при любом существенном изменении в технологическом процессе, требуется предварительное исследование. В ход определения того или иного компонента, казалось бы, хорошо разработанный и постоянно применяющийся, приходится вносить изменения, а иногда и совершенно менять метод химического анализа.

Каждые «общепринятый», «стандартный» метод определения того или иного иона органического вещества обязательно должен быть проверен на той сточной воде, которую приходится анализировать на данном предприятии. Для этого прибегают к методу стандартных добавок, можно также приготовлять искусственные смеси, имитирующие состав данной воды.

Из трёх основных требований, предъявляемых к аналитическим методам - чувствительность, точность, селективность - важнейшее в анализе вод - селективность. Чувствительность должна быть достаточной для достижения цели анализа, но при этом не чрезмерной. Чрезмерная чувствительность - ошибка, часто совершаемая при выборе подходящего метода анализа. Большая чувствительность необходима лишь тогда, когда аналитик вынужден брать для анализа очень малые навески (или объёмы) анализируемого вещества, как правило, исходный объём пробы при анализе сточных вод - 100-200 мл.

При оценке необходимой точности определения следует учитывать непостоянство состава сточных вод. Так называемые «случайные» пробы, взятые в течение дня, могут очень сильно различаться по составу, но и «среднесуточные» и «среднепропорциональные» пробы настолько изменяются изо дня в день по своему количественному составу, что добиваться большой точности в определении того или иного компонента не имеет никакого смысла. Вполне допустимы результаты анализа, выраженные числами, содержащими только две значащие цифры.

Что касается селективности выбираемого метода анализа, то на нее следует обратить особое внимание. Малая селективность метода анализа может привести к очень большим, и при этом систематическим ошибкам в результатах, совершенно недопустимым.

Сточные воды перед спуском их в водоёмы проходят через различные (химические, биологические и др.) сооружения, что вызывает необходимость контроля состава вод на всех ступенях очистки. Для осуществления такого контроля химики-аналитики должны иметь в своём распоряжении методы анализа как очень сильно разбавленных растворов, какими являются поверхностные природные воды, так и относительно концентрированных растворов. Надо учитывать так же то, что происходящая в нашей стране перестройка технологических процессов с целью сведения к минимуму количества спускаемых вод (а где возможно, и полного их устранения) требует возвращения сточных вод после их очистки в производство. Это означает, что при анализе сточных вод надо определять содержание не только тех компонентов, которые могут повредить здоровью людей, но и тех, которые могли бы помешать производственному процессу.

В настоящее время происходит не только количественное истощение, но и качественная деградация водных ресурсов. В Мировом океане содержится 2*10 ¹² т органического вещества, поступает же с речным стоком ежегодно 4,5-6,3*10¹⁰т. Со стоком загрязненных речных вод ежегодно сбрасывается более 3*10⁵ т железа, 6,5*10⁶ т фосфора, 1*10⁶ т нефти, 4*10⁵ т свинца, 3*10⁵ т детергентов и до 5*10⁵ т ртути. Из 550 техногенных веществ, найденных в промышленных сточных водах, 217 квалифицированные как очень опасные и 280 как опасно вредные. К поступлению в гидросферу огромных количеств ксенобиотиков приводит и развитие сельского хозяйства (мелиорация, химизация, интенсификация животноводства и т. п.). С жидкой и твердой фазами в реки выносится большое количество пестицидов: до 12% ДДТ, до 4,4% -гексахлорциклогексана и до 4,7% дильдрина (в паводковый период до 99%).

Проблема влияния сточных вод на формирование состава природных объектов становится жизненно важной. В XXI в. большая часть населения планеты будет в качестве питьевой воды использовать очищенные сточные воды. Можно утверждать, что подготовка и очистка воды превратилась из вспомогательного процесса в самостоятельную капитало- и энергоемкую отрасль промышленности, и как всякая ее отрасль требует надежного и специфического контроля.

1. Общий обзор аналитической химии сточных вод

1.1 Специфика аналитической химии сточных вод

Анализ сточных вод, особенно прошедших очистку, специфическая область аналитической химии. Специфика связана, прежде всего, с многокомпонентностью вод как объекта анализа, низким содержанием (даже в загрязненных водах) определяемых веществ и многовариантностью целей оценки качества вод.

Сточные воды производств содержат, помимо основных продуктов, побочные и промежуточные вещества. Очищенные же сточные воды содержат сотни веществ за счет продуктов, образовавшихся в процессе водоподготовки и водоочистки. Веществами, образовавшимися в процессе водоподготовки и ставшими компонентами очищенных сточных вод любого происхождения, могут быть продукты жизнедеятельности активного ила и галогенсодержащие органические соединения (при хлорировании или озонировании вод образуется порядка 60 новых веществ). Подавляющее большинство этих примесей присутствует в воде в микроколичествах, но часто именно эти микрокомпоненты определяют качество воды. Так, для ряда микропримесей, образующихся при хлорировании или термической обработке вод, доказаны их мутагенный и канцерогенный эффекты. Анализ очищенных сточных вод (и вод водоемов) относится к категории следового анализа. При нормировании качества воды концентрация любого регламентируемого компонента связывается с ПДК этого компонента либо с его концентрацией в водном объекте до сброса. Еще более жесткими становятся требования к чувствительности методик анализа, если учитываются фоновые содержания компонентов поверхностных вод (табл. 1). И наконец, многовариантность оценки качества вод, являющаяся следствием многоцелевого их применения, приводит к тому, что надежное заключение о качестве воды на основе информации только о содержании в ней отдельных компонентов получить практически невозможно. Это обстоятельство делает необходимым поиск принципиально иных методологических подходов к анализу вод. Отмеченная специфика сточных вод как объекта анализа пока мало учитывается, и можно говорить о том, что химический анализ сточных вод как направление еще окончательно не сформировался. К этому следует добавить, что уровень работ в области анализа сточных вод пока неудовлетворителен из-за недостаточного методического и метрологического обеспечения. Задачи анализа сточных вод (перечень контролируемых показателей, диапазоны определяемых содержаний, периодичность) и требования к метрологическим характеристикам методик могут быть сформулированы только на основе соответствующей научно-обоснованной критериальной системы оценки качества вод. Система ПДК (единственная критериальная система в стране, на которую вынужденно ориентируются аналитики и контролирующие организации) для оценки качества сточных вод применима далеко не всегда. Прежде всего, система ПДК преследует цели предохранения от пагубного антропогенного воздействия биоценозов, что не исчерпывает всех случаев водопотребления.

Таблица 1

Фоновые содержания некоторых регламентируемых примесей в водных объектах

Нормы ПДК должны относиться к веществам, находящимся в воде, а не к веществам, которые были сброшены в воду. До сих пор разработка ПДК остается исключительно в компетенции медиков-гигиенистов и специалистов-рыбников, и такая практика приводит ко многим очевидным промахам, что затрудняет получение достоверной информации.

При разработке ПДК для водных объектов следует иметь в виду, что неправомерно нормировать ПДК на гидролизующиеся вещества, такие как ангидриды и хлорангидриды кислот, алкоголяты, феноляты, соли аминов и т. п. Частично или полностью гидролизуются до соответствующих кислот все нитрилы и циангидрины. В воде не могут присутствовать гидропероксид изопропилбензола, три- и пентахлориды фосфора.

Технологический контроль качества воды состоит примерно на 40% в оценке ее органолептических свойств, определении мутности (прозрачности) и содержания взвешенных частиц, около 20% анализов, это определение различных суммарных показателей, 29% всех анализов приходится на долю неорганических веществ и только 3%. на долю органических веществ (главным образом, это нефтепродукты, синтетические ПАВ, полиакриламид). До сих пор применяются трудоемкие, например, гравиметрические методики. Не всегда методики в должной мере метрологически исследованы и обоснование их применимости для решения конкретной задачи затруднительно. Так, показано, что «арбитражная» методика определения ХПК Cr («химическое потребление кислорода», оцениваемое по восстановлению Cr₂O₄²⁺ до Cr³⁺) дает количественные результаты при уровне загрязненности 270 мг О/ дм3 и более, а БПК биохимическое потребление кислорода). с уровня 175 мг О₂/ дм3. Однако обе методики обычно рекомендуют и для анализа гораздо менее загрязненных вод.

Методические сложности анализа вод становятся очевидными, в частности, при межлабораторном исследовании. Немногие из методик, в том числе и основанные на использовании самых современных физических методов, дают возможность надежно определять поллютанты на уровне ПДК. Таким образом, анализ сточных вод относится к определению следовых количеств веществ в композиционно весьма сложной системе. Оптимальная методология таких работ до настоящего времени еще не разработана и их проведение не обеспечено как надежной критериальной базой, так и методическими разработками. Эти обстоятельства и определяют основные проблемы и направления развития аналитической химии сточных вод (да и вод вообще).

1.2 Подготовительные работы при анализе сточных вод

1. Отбор проб воды

О способах отбора проб воды для анализа имеется много указаний в литературе, а также широкий выбор специальной аппаратуры. В случае необходимости определения органических компонентов, особенно в производственных сточных водах, при отборе проб следует обратить особое внимание на следующие источники ошибок.

1) Возможна потеря летучих веществ в процессе переливания воды или при повышенном доступе воздуха.

2) В промежуток времени между отбором пробы и её анализом может произойти разложение органических веществ под действием микроорганизмов или в результате прохождения химических реакций - окисления или гидролиза.

3) Органические загрязнения могут присутствовать в виде второй фазы, неравномерно распределённой по воде.

При выборе сосудов для отбора проб, в которых должны определиться органические примеси, следует проявлять осторожность в отношении использования синтетических материалов: с одной стороны, возможен переход органического вещества из посуды в пробу воды, с другой - некоторые органические вещества - пестициды, адсорбируются из воды на стенках сосуда, сделанного из синтетического органического материала. Тоже самое можно сказать и об углеводородах. Поэтому, несмотря на некоторые недостатки, стеклянные сосуды со стеклянными пробками имеют преимущества. Разумеется, все сосуды для отбора проб перед употреблением должны быть тщательно очищены, в них не должны оставаться следы примененных органических моющих препаратов.

Если отбор из водохранилища или непроточного водоёма представляет уже некоторые сложности, то они ещё больше возрастают при отборе проб из проточных водоёмов или из непрерывно спускаемых производственных вод с изменяющимся составом. Поэтому отбирающий пробу должен быть информирован о цели анализа, а также о месте и времени отбора пробы, и эти данные должны быть указаны на сосуде с пробой. Ввиду возможного присутствия в производственных сточных водах токсических веществ (H₂S, цианиды) должны быть приняты соответствующие меры предосторожности.

Сначала следует решить, каким целям должна отвечать проба из проверяемого водоёма, например, отстойника, состояние которого считается нормальным.

Место для отбора проб производственных сточных вод устанавливают в зависимости от того, следует ли анализировать сточную воду после того или иного технологического процесса или надо отобрать и проанализировать трубу, характеризующую в равной степени весь процесс производства в целом.

Как уже было упомянуто, особые затруднения вызывает необходимость получения средних знаний пропорциональных значений, если определяемое загрязнение присутствует в виде твёрдого вещества или второй жидкой фазы. В этих случаях более целесообразно отбирать и анализировать каждую фазу в отдельности и найти соотношения обеих фаз.

Допустимые промежутки времени между отбором пробы и её анализом, а также подходящие консервирующие вещества различны при определении разных веществ, так же пробы следует сохранять в темноте, чтобы предотвратить рост водорослей.

2. Методы концентрирования

Многие методы определения настолько чувствительны, что могут быть применены непосредственно для анализа проб воды, однако в случаях необходимо предварительное концентрирование определяемых веществ из большого объёма пробы. Это имеет место, прежде всего при определении токсичных веществ, встречающихся в исключительно низких концентрациях, ниже предела чувствительности соответствующих реакций. Концентрирование может проводиться рядом методов, некоторые из которых описываются ниже.

Таблица 2

Методы концентрирования органических компонентов вод

2.1 Концентрирование адсорбционными методами

В качестве адсорбента для водных растворов применяется преимущественно активный уголь. Способ его применения с последующей экстракцией хлороформом. Для определения требуется несколько сотен литров воды.

Особым преимуществом концентрирования на угле является достигаемая степень обогащения, так как из большого объема анализируемой воды при весьма низкой концентрации в ней токсичных веществ можно извлечь относительно большие количества этих веществ. Недостатком метода является то, что не всегда удается полностью десорбировать поглощённые углём вещества, а зачастую они претерпевают на активном угле углехимические изменения.

Разделение системы: активный уголь - адсорбированные вещества на 8 различных фракций. Сначала высушенный активный уголь обрабатывают эфиром, а затем азеотропной смесью из 1,2-дихлорпропана и метана. Последний экстракт после выпаривания азеотропной смеси обрабатывают хлороформом. Так получается две группы веществ:1) нерастворимые в хлороформе; 2) нерастворимые в эфире, но растворимые в хлороформе. Из эфирного экстракта упаренного и обработанного небольшим количеством воды, выделяют вещества группы 3 (легко растворимые в воде). Вещества, не растворившиеся в воде, растворяют в хлористоводородной кислоте. Из последней с помощью едкого натра и эфира выделяют вещества группы 4 (основания) и после нейтрализации уксусной кислотой и экстрагирования эфиром можно выделить вещества группы 5 (амфотерные вещества). Нерастворившуюся в хлористоводородной кислоте часть в виде эфирного раствора обрабатывают 5%-ным водным раствором NaHCO₃ и NaCl. Сильные кислоты переходят в водный раствор, с помощью HCl их выделяют и экстрагируют эфиром. Нерастворившиеся в водном растворе компоненты, представляющие собой фенолы и другие слабокислые соединения (группа 7), взбалтывают с 50%-ным водным раствором NaOH. Оставшиеся в эфирном растворе нейтральные вещества образуют группу 8.

2.2 Концентрирование выпариванием

Пробы воды, содержащие нелетучие и не разлагающиеся при длительном кипячении вещества, можно концентрировать выпариванием до небольшого объёма.

2.3 Выделение летучих веществ испарением

Способ переведение летучих компонентов в газовую фазу и последующим анализом газовой хромотографии.

2.4 Концентрирование вымораживанием

Концентрирование загрязнений, обладающих удовлетворительной растворимостью в воде при низких температурах, можно проводить вымораживанием. При достаточном охлаждении часть воды замерзает в виде компактного слоя льда, а примеси практически полностью остаются в незамерзшем остатке жидкости. Преимущества этой техники вымораживания, состоит в следующем: отсутствуют потери летучих веществ, не протекают реакции разложения неустойчивых при повышенной температуре соединений и исключается возможность загрязнения растворителями.

аналитический химия сточный концентрирование

3. Обзор основных проблем и направлений развития аналитической химии сточных вод

Как следует из вышесказанного, основные проблемы в области анализа сточных вод связаны с метрологическим и методическим обеспечением, а также с нечеткостью постановки задач анализа. Прежде всего, требуется разработать и довести до уровня нормативных документов научно обоснованные критерии качества вод применительно ко всем видам водопользования (промышленного, сельскохозяйственного, рыбохозяйственного, бытового) и благополучия всего биогеоценоза, т.е. необходимые критериальные системы качества вод.

Критерий качества воды - это признак или сумма признаков, на основе которых производится оценка или классификация вод. С точки зрения водопотребления таким критерием может быть характер и степень ограничения водопользования, зависящие от природы и содержания загрязняющих веществ (поллютантов). Загрязняющим веществом в этом случае следует считать все присутствующие в рассматриваемой системе компоненты вод как природного, так и антропогенного происхождения, если содержание вещества превышает уровень безопасного или комфортного существования биогеоценоза.

Не может быть единого ограничительного критерия присутствия того или иного компонента для различных видов водопользования. Этот критерий должен быть различным в той мере, в какой разными могут быть требования к качеству воды в каждом виде водопользования.

Далее, необходимо выработать оптимальный методологический подход к оценке качества воды. Целесообразно использовать подходы, реализуемые при анализе чистых веществ в других областях аналитической химии. Многокомпонентность объекта анализа и многовариантность критериев оценки качества вод наряду с жесткими требованиями к чувствительности определения почти каждого показателя, несопоставимость оценок по отдельным показателям, сведение этих оценок только к констатации факта, удовлетворяет или нет вода нормативным требованиям - все эти факторы осложняют получение надежной и достаточной для принятия ответственного решения информации. Существующих ПДК явно недостаточно для полноты контроля за сбросом поллютантов, особенно органических, у большей части которых имеются гомологи и изомеры. Выход заключается в разработке системы оценки качества вод, основу которой должны составлять обобщенные показатели качества. Обобщенный показатель качества вод (иногда его называют интегральным) - это находимая непосредственным измерением количественная характеристика свойства воды, важного для оценки ее качества и обусловленного совместным влиянием содержащихся в воде компонентов. Такими свойствами могут быть масса органических веществ, масса неорганических веществ, окисляемость, скорость потребления кислорода при данном окислительно-восстановительном потенциале, биоэффекты и т.п. Разумеется, полную характеристику качества воды может дать только система на основе нескольких различных по природе и смыслу показателей. В такую систему могут войти окисляемость, содержание растворенного органического углерода, жесткость воды, общее содержание азота, общее содержание фосфора, буферная емкость (кислотность и щелочность), окислительно-восстановительный потенциал E_h, несколько биотестов и др. Разработка системы обобщенных показателей предусматривает решение ряда задач: выявление показателей, важных для того или иного вида водопользования, их смысловое значение, выбор и установление размерности этих показателей, создание методик их определения. Особо следует подчеркнуть, что обобщенный показатель качества воды должен обладать свойством интерпретируемости применительно к оценке качества воды, т.е. иметь вполне однозначно трактуемое смысловое содержание. Многие из применяющихся сейчас в качестве обобщенных показателей условиям однозначной интерпретируемости или четкой коррелируемости не отвечают. Так, показатель «содержание эфироизвлекаемых веществ» лишен смысла потому, что в диэтиловом эфире растворяются и им в той или иной степени извлекаются все соединения.

Естественным и, видимо, единственным способом оценки возможного биологического влияния компонентов вод является метод биотестирования.

Биотестирование как способ оценки качества воды вошло в практику в начале ХХ в., когда для токсикологической характеристики широко использовали «рыбную пробу». Первые биотесты на дафниях и циклопах были выполнены в 1918 г. С конца 1930-х годов в качестве тест-объектов стали использовать гидробионты разного систематического уровня и с разными трофическими связями. В 1940-41 гг. в систему испытаний включили простейших, ракообразных, червей и рыб. За биологические показатели оценки качества воды были приняты выживаемость, размножение, выживаемость нарождающейся молоди, дыхательный и сердечный ритмы, потребление кислорода, выделение углекислого газа и аммиака как конечных продуктов обмена, дыхательный коэффициент, темп роста и питания, кормовой коэффициент. В 1959 г. в качестве биотестов был предложен ряд показателей «рыбной пробы» - выживаемость, увеличение массы рыб, газообмен и др. В настоящее время биотесты введены в стандарты на качество воды во многих странах. При обсуждении возможной роли биотестирования в будущей системе оценки качества вод необходимо учитывать, что определение только острой токсичности не может дать полной картины. Необходим учет возможных отдаленных эффектов (в том числе тератогенного и мутагенного характера). К тому же биотестирование позволяет изучать влияние только форм веществ, существующих в момент анализа, и не дает возможности учитывать результаты в случае трансформации компонентов. Именно с учетом этих соображений можно сделать заключение, что система оценки качества вод наряду с обобщенными показателями должна включать результаты определения характерных для данного производства или региона групп веществ или индивидуальных соединений, способных оказывать нежелательные отдаленные последствия.

Другими словами, оптимально организованный анализ воды должен предусматривать определение индивидуальных веществ, влияющих на качество воды или трансформирующихся в нежелательные метаболиты, групп веществ сходной химической природы и с одинаковыми ограничительными признаками, например значениями ПДК (отдельные виды нефтепродуктов, неионогенные и анионные синтетические ПАВ и т. п.) и обобщенных показателей качества вод. Полученная таким образом информация может суммироваться в некую «формулу качества воды», в которую каждый показатель будет входить со своим удельным весом, зависящим от значимости этого показателя для данного вида водопользования. Таким образом, наряду с созданием критериальных систем оценки качества вод и системы обобщенных показателей актуальной задачей остается разработка методик определения отдельных компонентов и групп веществ, присутствующих в воде. Решение этой задачи лежит на пути максимальной инструментализации, автоматизации и упрощения аналитических работ при создании надежной базы метрологического обеспечения, в частности, стандартных образцов и веществ. Инструментализация, неизбежно связанная с применением физических и физико-химических методов, позволяет не только существенно увеличить производительность лабораторий, но и повысить информативность аналитических работ, достичь необходимых метрологических характеристик методик.

Очень важна разработка тест-методов анализа вод. Применение тест-методов ведет к существенному упрощению и удешевлению анализа вод по отношению к большинству поллютантов. Нерешенной пока проблемой остается разработка обоснованных требований к метрологическим характеристикам методик анализа вод. Оценить качество воды не всегда означает найти точное значение интересующего нас параметра. Если цель анализа заключается в установлении пригодности воды для данного вида водопользования, то в случае приближения значения определяемого параметра к нормированному значению требуется достаточно высокая точность измерений. Ограничительные нормативные значения показателей качества вод выражаются, как правило, без допустимого интервала (концентрация данного компонента не должна превышать регламентируемое значение).

Высокими должны быть метрологические характеристики методик анализа, с помощью которых проводится паспортизация стоков или полное определение их компонентного состава. Еще одна проблема, касающаяся анализа очищенных сточных вод как следового анализа - разработка экспрессных методов предварительного концентрирования, не вызывающих изменения компонентного состава исследуемого объекта. Это касается, в первую очередь, органических компонентов, приемы концентрирования неорганических веществ разработаны существенно лучше.

В случае использования при концентрировании и анализ химических реактивов (вода, органические растворители, неорганические соли, применяемые, например, при обезвоживании экстрактов) возникает задача их очистки. Так, достаточно высокая степень очистки дистиллированной воды (обычно содержащей около 6 мг/дм3 органического углерода) достигается УФ-облучением в присутствии пероксида водорода, сульфата натрия, промывкой смесью очищенных гексана и ацетона с последующим прокаливанием при 750^о С, а гидрокарбоната натрия- промывкой очищенными гексаном и ацетоном и прокаливанием при 500^о С. В этой связи особое значение приобретают безреагентные методы концентрирования, вымораживание воды, анализ равновесного пара и газовая экстракция, а также интенсивно развивающийся в последние годы метод сверхкритической экстракции.

Вследствие сложности компонентного состава сточных вод особо трудную задачу составляет разработка методов разделения. При этом практический интерес представляет как разделение суммы веществ для получения индивидуальных аналитических сигналов, так и разложение суммарного сигнала от смеси веществ на индивидуальные. При определении металлов с помощью спектроскопических методов (в том числе и спектрофотометрических, особенно производных спектрофотометрии) хорошее разделение сигналов достигается уже в ходе эксперимента. Но при анализе органической фракции вод более обычна ситуация, когда разделение затруднительно или даже невозможно. Учитывая сложность задачи, представляется целесообразным использовать оба принципиально возможных подхода, т.е. предварительное разделение веществ на фракции с получением суммарных спектров фракций и последующим разделением их на спектры индивидуальных веществ или групп веществ.

Особо следует остановиться на работах, связанных с изучением состава сточных вод. Достижения здесь очевидны. Почти в каждой отрасли промышленности накоплена значительная первичная информация. Однако крайне редко предпринимаются попытки оценить степень полноты расшифровки состава. Полная расшифровка компонентного состава вод вряд ли возможна и нужна. Целью таких работ должно быть установление возможного диапазона концентраций компонентов, определяющих пригодность вод данного типа для обусловленного вида водопользования. Поскольку эта степень пригодности оценивается, прежде всего, с помощью обобщенных показателей качества вод, для выяснения полноты расшифровки необходимо сведение баланса определяемых содержаний найденных компонентов по соответствующим обобщенным показателям. При таком подходе общий алгоритм исследования состава вод должен состоять в обнаружении присутствующих в воде компонентов и групп веществ, оценке обобщенных показателей качества вод, расшифровке и количественном определении обнаруженных компонентов.

Проведенный анализ должен обеспечить совпадение рассчитанных по данным количественного анализа и найденных экспериментально величин обобщенных показателей. При необходимости проводится дополнительное выявление не обнаруженных первоначально компонентов. Пока же полнота расшифровки состава вод, а, следовательно, и надежность информации, явно не достаточны.

Заключение

В данной работе были представлены некоторые методы и проблемы анализа сточных вод. На основании данного материала можно сделать вывод, что анализ сточных вод действительно является одной из проблем в современном мире. Основные проблемы в области анализа сточных вод связаны с метрологическим и методическим обеспечением, а также с нечеткостью постановки задач анализа. Прежде всего, требуется разработать и довести до уровня нормативных документов научно обоснованные критерии качества вод применительно ко всем видам водопользования и благополучия всего биогеоценоза, т.е. необходимые критериальные системы качества вод. Итак, далее аналитики встречаются с проблемами выбора посуды, затем следует проблема отбора пробы воды. Во-первых, это может сделать только специально обученный человек, во-вторых, проба должна браться в определенное время суток и в определённом месте. Затем проблема выбора метода анализа. При исследовании необходимо проводить определённый ряд исследований на основе нескольких различных по природе и смыслу показателей, чтобы полностью проанализировать пробу сточной воды. Так же следует учитывать, что возможна потеря летучих веществ в процессе переливания воды или при повышенном доступе воздуха. В промежуток времени между отбором пробы и её анализом может произойти разложение органических веществ под действием микроорганизмов или в результате прохождения химических реакций - окисления или гидролиза. Органические загрязнения могут присутствовать в виде второй фазы, неравномерно распределённой по воде.

Так же для исследования очень важна разработка тест-методов анализа вод. Применение тест-методов ведет к существенному упрощению и удешевлению анализа вод по отношению к большинству поллютантов. Нерешенной пока проблемой остается разработка обоснованных требований к метрологическим характеристикам методик анализа вод. Оценить качество воды не всегда означает найти точное значение интересующего нас параметра. Если цель анализа заключается в установлении пригодности воды для данного вида водопользования, то в случае приближения значения определяемого параметра к нормированному значению требуется достаточно высокая точность измерений. Еще одна проблема, касающаяся анализа очищенных сточных вод как следового анализа - разработка экспрессных методов предварительного концентрирования, не вызывающих изменения компонентного состава исследуемого объекта. Так же следует отметить, что сточные воды перед спуском их в водоёмы проходят через различные (химические, биологические и др.) сооружения, что вызывает необходимость контроля состава вод на всех ступенях очистки. Для осуществления такого контроля химики-аналитики должны иметь в своём распоряжении методы анализа как очень сильно разбавленных растворов, какими являются поверхностные природные воды, так и относительно концентрированных растворов. Надо учитывать так же то, что происходящая в нашей стране перестройка технологических процессов с целью сведения к минимуму количества спускаемых вод (а где возможно, и полного их устранения) требует возвращения сточных вод после их очистки в производство. Это означает, что при анализе сточных вод надо определять содержание не только тех компонентов, которые могут повредить здоровью людей, но и тех, которые могли бы помешать производственному процессу.

В итоге можно сказать, что процесс анализа сточных вод - громоздкая работа. Трудоемкость анализа вод существенно снижается при групповом определении веществ, которые имеют близкие по характеру ограничения и величины ПДК (например, нефтепродукты, синтетические анионные ПАВ, неионогенные ПАВ, катионные ПАВ и т. п.). Создание соответствующих методик является также важной задачей химиков-аналитиков.

Список используемой литературы

1. Климовицкая Л.М., Котов Ю.С., Справочное руководство по компонентному составу водостоков и сточных вод различных производств, Казань, 1992 г.

2. Лейте В., Определение органических загрязнений питьевых, природных и сточных вод, Ленинград, 1973 г.

3. Лурье Ю.Ю., Химический анализ производственных сточных вод, Москва, 1984 г.

4. Дедков Ю.М., журнал «Аналитическая химия», 1987 г., т. 49, №12, с. 2117- 2127.

5. Дедков Ю.М., Российский химический журнал, 2002 г., т. XLVI, №4.

6. Ровинский Ф.Я., Мониторинг фондов загрязнения природных сред, Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 1986 г., №4, с. 19.

7. Кельина С.Ю., Елизоров О.В., журнал «Аналитическая химия», 2000 г., т. 55, №6, с. 863-868.

Размещено на Allbest.ru