3.1.2 Повърхностни води
3.1.2 Повърхностни води - Химичният състав зависи от повърхността на водосборния басейн, от състава и количеството на валежите, както и от притока и изтичането. - Речната вода има 20 пъти по-високо съдържание на разтворени неорганични водни съставки от дъждовната вода, но по-ниско от подземните води. Значителен дял от катионите и анионите могат да се отдадат на ампропогенно влияние (приблизително 30% от Na +, Ca 2+ и SO 4 2- натоварването). - Поради разлагането на животински и растителен материал, повърхностните води съдържат най-високо съдържание на органично свързан въглерод.
- По-специално течащата вода съдържа по-високи концентрации на суспендирани твърди вещества. - Най-важното замърсяване на течаща вода са детергентите и почистващите препарати.
Оценка на качеството на водата Оценка на качеството на водата по отношение на лесно разградими органични вещества чрез разделяне на повърхностните води на класове на качеството на водата Сума параметри TOC = DOC + POC + VOC (TC = TOC + TIC) Индекс на перманганат COD BOD N съдържание, NH 4 + концентрация на азот O 2 Сапробна система (течаща вода) Други замърсявания с токсични вещества (тежки метали, устойчиви вещества), 3- замърсяването с NO 3 и PO 4 (трофично) или подкисляването на водата не се регистрират по този начин! T - напълно D - разтворени P - частици V - летливи водни организми Планктон, плаващ Бентон, обитаващи субстрата висши растения и животни (безгръбначни) Риби (гръбначни)
Определяне на обобщените параметри Общ органичен въглерод (TOC) и разтворен органичен въглерод (DOC) Съдържанието на TOC във водна проба показва сумата на въглерода, присъстващ в разтворени и неразтворени органични вещества. Съдържанието на DOC е ограничено до съдържанието на въглерод в органичните вещества, разтворени във водата. По принцип органичните съставки на водната проба са обобщени по отношение на тяхното съдържание на въглерод. C a H b X c + n O 2 a CO 2 + b/2 H 2 O +
Индекс на перманганат Методът се използва за определяне на количеството на окисляеми органични и неорганични вещества (Fe 2+, NO 2 -, HS -) във вода. Консумацията на 0,002 mol/l (0,01 mol/l) разтвор на калиев перманганат, превърнат в mg/l O 2, позволява да се направи изявление относно степента на замърсяване на водата, която трябва да се изследва. MnO 4 - + 8 H + + 5 e - Mn 2+ + 4 H 2 O Добре окисляеми: - Хуминови вещества - Въглехидрати - Феноли - Сулфитни отпадъчни течности Лошо окисляеми: - Протеини Неокисляеми - ПАВ, - Алканови и мастни киселини - Алифатни алкохоли - алифатни кетони
Индекс на вода на перманганата, c (mno 4 -) = 0,01 mol/l (Klee, 1993) Вид на водата Потребление на перманганат 1) чисти изворни и подпочвени води олиготрофни езера приблизително 3-6 mg/l приблизително 2-10 mg/l чиста повърхностна вода около 8-12 mg/l язовири (планини) около 10-30 mg/l умерено замърсени реки замърсени води около 20-35 mg/l около 20-150 mg/l
Химично потребление на кислород (ХПК) Методът се използва за определяне на количеството на окисляеми органични и неорганични вещества (Fe 2+, NO 2 -, HS -) във вода. Консумацията на 0,02 mol/l разтвор на калиев дихромат, превърнат в mg/l O 2 (COD), позволява да се направи изявление относно степента на замърсяване на водата, която трябва да се изследва. За много вещества калиевият дихромат е по-силен окислител от калиев перманганат. ХПК е един от най-важните параметри за оценка на търговските и битовите отпадъчни води. Cr 2 O 7 2- + 14 H + + 6 e - 2 Cr 3+ + 7 H 2 O
Производство на консумация на кислород VII II MnO 4 - + 8 H + + 5 e - Mn 2+ + 4 H 2 O 4 0 -II O 2 + 4 H + + 4 e - 2 H 2 O 5 4 158.038 g 5 32.00 g 4 KMnO 4 = 5 O 2 3.951 g 1 g или 3.951 mg/l 1 mg/l VI III Cr 2 O 7 - + 14 H + + 6 e - 2 Cr 3+ + 7 H 2 O 2 0 -II O 2 + 4 H + + 4 e - 2 H 2 O 3 2 294.192 g 3 32.00 g 2 K 2 Cr 2 O 7 = 3 O 2 6.129 g 1 g или 6.129 mg/l 1 mg/l
Биохимично търсене на кислород Биохимичното кислородно търсене (БПК) съответства на количеството разтворен кислород (в mg/l), което бактериите абсорбират, за да разграждат частично или напълно органичните вещества. Разликата между ХПК и БПК съответства на дела на микробно неразградимите вещества (допълнително натрупване на протоплазма). Разграждането на битовите отпадъчни води почти напълно след приблизително 20 дни, след 5 дни приблизително 70% може да се използва за характеризиране BOD 5 е разликата между първоначалното съдържание на кислород и съдържанието на кислород в пробата след 5 дни (t 0 - t 5d).
Типични стойности на ХПК и БПК 5 в mg O 2/L (Bliefert, 2002) Тип вода ХПК БПК 5 течаща вода 5-20 6 1) битови отпадъчни води след биологично пречистване непочистени битови отпадъчни води от хранително-вкусовата промишленост 20-100 20 300 -1000 250> 5 000 изтичаща вода от депа 22 000 13 000 1) умерено замърсена степен на биохимично разграждане α = BOD 5/COD (0 α 1) Декларация за биохимично разграждане
Сравнителни стойности на консумацията на кислород по различни методи (Klee, 1993) Вещество органичен въглерод Теоретично потребление на кислород Консумацията на кислород се определя с TOC на O2 с KMnO 4 С K 2 Cr 2 O 7 като BOD 5 mg/g mg/g mg/g mg/g mg/g млечна киселина 400 1067 260 970 540 глюкоза 400 1067 600 990 580 лактоза 421 1122 3 920 580 декстрин 444 1185 220 950 520 нишесте 444 1185 680 фенол 760 2383 2360 2340 1700 Kaseïn 560 1410 150 1150 580
Млечна киселина CH 3 CH (OH) COOH 3 C 3 O 2 90 g 36 g 96 g 1000 mg 400 mg 1067 mg α (млечна киселина) = 540/970 = 0,56 BOD 5 = 0,5-1,0 COD Съставки добри биохимично разградими. БПК 5 8 (100%) 3) I II леко замърсени 1,5 - 8 (85-100) II умерено замърсени 1,8 - 6 (70-85) II III критично замърсени 2,3 - 4 (50-70) III силно замърсени 2.7 - 2 (25-50) III IV IV 2) много силно замърсени прекомерно замърсени 3.2 - 15 няколко mg/l