Kahjulikud mõjud orgaanilisi aineid veekogus võivad mõjutada:

1. Üksikud orgaanilised ained nende mürgisuse tõttu;

2. Veekogus esinevate orgaaniliste ainete kogum. See viimane mõju võib olla kahekordne:

2.1. Orgaanilised ained ei pruugi olla mürgised. Paljusid neist, kui neid esineb väikestes kontsentratsioonides, võib pidada kasulikuks, kuna... toimida mikroorganismide toiduna. Siiski puutume sagedamini kokku orgaaniliste ainete kahjuliku mõjuga. Aeroobsed mikroorganismid, kes kasutavad oma toidus orgaanilisi aineid, tarbivad vees lahustunud hapnikku. Kui see tarbimine ületab fotosünteesist või reservuaari pinnal õhust neeldumisest (reaeratsioonist) tingitud värske hapniku juurdevoolu, tekivad aeroobsetele elusorganismidele kahjulikud tingimused. Aga kui orgaaniliste ainetega reostus ja sellega kaasnev hapnikutarbimine ei ületa mõõdukaid piire, s.t. aeroobsed mikroorganismid säilitatakse, seejärel oksüdeeritakse orgaanilised lisandid osaliselt viimasena (dissimilatsioon), kasutatakse osaliselt biomassi loomiseks (assimilatsioon) ja eemaldatakse järk-järgult veest.

2.2. Lisaks võivad orgaanilised saasteained koos avaldada mitmesuguseid muid negatiivseid mõjusid. Nende olemasolu peegeldub vee värvis ja selguses; sageli muutuvad nende mõjul mittespetsiifilised lõhnad ja maitsed märgatavamaks; Joogivee valmistamisel kloorimise või osoonimise teel suureneb oksüdeeriva aine tarbimine, mis toob kaasa joogivee maitse halvenemise.

Eeltoodust järeldub, et ennekõike pakuvad huvi need orgaanilised saasteained, mis mikroorganismide poolt kiiresti oksüdeeruvad, seejärel pööratakse tähelepanu kõigile teistele orgaanilistele lisanditele, kuna igal juhul on nende esinemine vees ebasoovitav.

Vee analüüsimisel määratakse kõigepealt kindlaks kogusisaldus. orgaanilised lisandid. Sellise määratluse eesmärk võib olla erinev. Seega peaks vähese orgaaniliste saasteainete sisaldusega allika- ja põhjavee analüüs kinnitama nende kasutamise võimalust joogiveena; pinnavete analüüs võimaldab välja selgitada võimalused nende hapnikueelarve säilitamiseks, samuti nende kasutamise võimalust; Tugevalt saastunud olme- ja reovee uurimisel lahendatakse settepaagi saastumise võimalus sellega või selle puhastamise meetodid.

Lihtsad meetodid orgaaniliste ainete üldsisalduse määramiseks on tuntud juba ammu, kuid ei anna täielikku ja täpset teavet, näiteks süütekao määramise kohta. Kaod süütamisel näitab kaltsineerimisel (600 o C) lenduvate saaduste tekkega lenduvate või lagunevate orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete massi.

Loodusliku vee värv seotud orgaaniliste ainete – fulvohapete – sisaldusega, mis annavad veele värvi.

Integreeritud kontrollimeetodid hõlmavad orgaaniliste saasteainete sisalduse hindamist kogusüsiniku põhjal.

Orgaaniline süsinik kokku (C org.)

Orgaanilise süsiniku määramine põhineb selle oksüdatsiooni käigus eralduva CO 2 määramisel.Orgaanilise süsiniku oksüdatsiooni saab läbi viia kahel viisil:

1. Orgaaniliste ainete kuivpõletamine hapnikuvoolus katalüsaatori (vaskoksiidi) kohal 900 o C juures.

2. Märgoksüdatsioon, näiteks kaaliumbikromaadi K 2 Cr 2 O 7-ga happelises keskkonnas või persulfaadiga K 2 S 2 O 8, kasutades katalüsaatorit.

Mõlemad meetodid tagavad intensiivse oksüdatsiooni ja annavad erinevat tüüpi vee analüüsimisel võrreldavaid tulemusi.

Märgoksüdatsiooniprotsess toimub vastavalt järgmisele skeemile:

2 Cr 2 O 7 2- + 14 H + + 6 = 2 Cr 3+ + 7 H 2 O

3 C o – 4 +2 H 2 O = CO 2 + 4 H ___________

2 Cr 2 O 7 2- + 16 H + + 3 C o = 4 Cr 3+ + 3 CO 2 + 8 H 2 O

"Märg" oksüdatsioonireaktsiooni kiirendamiseks kasutatakse katalüsaatorina Ag2SO4.

Määramist takistab karbonaatides leiduv anorgaaniline seotud süsinik ja lahustunud CO 2 . Need eemaldatakse kuivpõletamisel, puhudes segu hapnikuvooluga pH väärtusel 4,6–4,8, või märgoksüdeerimisel, seistes proovi happelise K 2 Cr 2 O 7 lahusega ilma kuumutamata. Sel juhul oksüdeeritakse kõik mineraalsed ühendid ja CO 2 eemaldatakse õhuvooluga.

Orgaaniliste ainete lagunemisel tekkiv süsihappegaas määratakse IR-spektroskoopia abil või pärast katalüütilist hüdrogeenimist Ni katalüsaatoril metaaniks kromatograafiliselt leekionisatsioonidetektoriga.

Vabanenud CO 2 määramist saab teha ka keemiliselt: gravimeetriliselt pärast absorptsiooni askariidiga (NaOH-ga immutatud asbestiga) või titrimeetriliselt pärast KOH või Ba(OH) 2 absorptsiooni:

CO2 + H2O = H2CO3; H 2 CO 3 + KOH = KHCO 3 + H 2 O

Saadud HCO3 tiitritakse happega pH väärtuseni 4,3.

Ba(OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 + H 2 O

BaCO 3 tiitritakse happega fenoolftaleiini vastu.

Samuti on olemas automaatsed analüsaatorid, mis registreerivad pidevalt orgaanilise süsiniku sisaldust veejoas. Nende tööpõhimõte on järgmine: veeproov aurustatakse ja põletatakse t = 1000 o C juures õhuvoolus katalüsaatori juuresolekul. Moodustunud CO 2 määramiseks kasutage erinevaid meetodeid, näiteks gaasi soojusjuhtivuse muutus, kuid enamasti lõpetatakse määramine IR meetodil lihtsustatud seadmes, kuna Mõõdetakse ainult moodustunud CO 2 piiki.

Kirjeldatud meetodite abil määratakse ainult orgaaniliste ainete süsinik, kuid vesinikku ja muid elemente ei määrata. Seetõttu on orgaaniliste ainete sisalduse kohta kvantitatiivsete andmete saamine võimalik ainult siis, kui on teada nende elementaarne koostis.

Kui veeproovi orgaanilise osa kvalitatiivne koostis muutub vähe, siis on lihtne leida seos nende ainete keskmise molaarmassi ja orgaanilise süsiniku sisalduse vahel ning seeläbi saada koefitsient orgaanilise süsiniku sisalduse teisendamiseks orgaaniliste ainete kogus väljendatuna mg/l. Toiduainetööstuse reovee, olmereovee ja muude puhul, milles orgaanilisi aineid esindavad peamiselt süsivesikud, valgud ja nende laguproduktid, võib selle koefitsiendi väärtuseks võtta 2,4–2,5. Biokeemiliselt puhastatud reovee, keemia- ja muu tööstusliku tootmise reovee puhul võivad need koefitsiendid olla väga erinevad. Seetõttu määratakse need iga veetüübi jaoks eraldi.

Lisaks on orgaanilise süsiniku koguväärtuse põhjal võimatu saada täpset teavet eeldatava hapnikutarbimise kohta nende täielikuks oksüdatsiooniks, kuna Selleks peavad teil olema ka andmed vesiniku sisalduse kohta orgaanilistes ainetes, mis samuti oksüdeeritakse, ja hapniku kohta, mis on osa nende ainete molekulidest.

Lahustatud hapnik

Looduslikus vees leidub lahustunud hapnikku molekulide kujul O2. Selle sisaldust vees mõjutavad kaks rühma vastupidiselt suunatud protsesse: ühed suurendavad hapniku kontsentratsiooni, teised vähendavad seda. Esimesse protsesside rühma, mis rikastavad vett hapnikuga, kuuluvad:

• hapniku neelamise protsess atmosfäärist; selle protsessi kiirus suureneb temperatuuri langedes, rõhu tõustes ja mineraliseerumise vähenedes;
• hapniku vabanemine veetaimestiku poolt fotosünteesi käigus, mis toimub seda tugevamalt, mida kõrgem on vee temperatuur, päikesevalguse intensiivsus ja mida rohkem on vees toitaineid (P, N jne);
• sattumine vihma- ja lumeveega reservuaaridesse, mis on tavaliselt hapnikuga üleküllastunud.

Vee hapnikusisaldust vähendavate protsesside rühma kuuluvad selle tarbimise reaktsioonid orgaaniliste ainete oksüdatsioonile: bioloogiline (organismide hingamine), biokeemiline (bakterite hingamine, hapniku tarbimine orgaaniliste ainete lagundamiseks) ja keemiline (oksüdatsioon). Fe2+, Mn2+, NO2-, NH4+, CH4, H2S). Hapniku tarbimise kiirus suureneb temperatuuri tõustes, bakterite arvu ja muuga veeorganismid ja keemiliselt ja biokeemiliselt oksüdeeruvad ained. Lisaks võib vee hapnikusisalduse vähenemine toimuda selle eraldumise tõttu pinnakihtidest atmosfääri ja ainult siis, kui vesi teatud temperatuuril ja rõhul osutub hapnikuga üleküllastunud.

Pinnavetes on lahustunud hapniku sisaldus väga erinev - 0 kuni 14 mg/l - ning on allutatud hooajalistele ja igapäevastele kõikumistele. Viimased sõltuvad selle tootmis- ja tarbimisprotsesside intensiivsusest, seega võetakse hapnikuproov enne kella 12 pärastlõunal, kuni fotosünteesist tingitud hapnikusisaldus saavutab kõrged väärtused (seirel püütakse rekord halvimad tingimused). Hapnikupuudust täheldatakse sagedamini kõrge saastavate orgaaniliste ainete kontsentratsiooniga veekogudes ja eutrofeerunud veekogudes, mis sisaldavad suur hulk biogeensed ja humiinsed ained.

Hapniku kontsentratsioon määrab redokspotentsiaali suuruse ning suurel määral ka orgaaniliste ja biokeemiliste ainete keemilise ja biokeemilise oksüdatsiooni protsesside suuna ja kiiruse. anorgaanilised ühendid. Hapnikurežiimil on reservuaari elueale sügav mõju. Minimaalne lahustunud hapniku sisaldus, mis annab normaalne areng kala, on umbes 5 mg/l. Selle vähendamine 2 mg/l-ni põhjustab kalade massilist surma (surma). Vee üleküllastumine hapnikuga fotosünteesiprotsesside tulemusena koos veekihtide ebapiisava segunemisega mõjutab negatiivselt ka veepopulatsiooni seisundit.

Pinnavee hapnikusisalduse määramine on kaasatud vaatlusprogrammidesse veeorganismide, sealhulgas kalade elutingimuste hindamiseks, samuti pinnavee kvaliteedi hindamise ja isepuhastumisprotsessi reguleerimise kaudse tunnusena. Lahustunud hapniku sisaldus on aeroobse hingamise jaoks hädavajalik ja on veekogu bioloogilise aktiivsuse (st fotosünteesi) näitaja. Kuna aga lahustunud hapniku sisaldus on erinevate protsesside tagajärg, puudub selge seos lahustunud hapniku ja orgaanilise aine sisalduse vahel vees. Seetõttu töötati need välja laboratoorsed meetodid hapnikuvajaduse hindamine vees esinevate orgaaniliste ainete oksüdatsiooniks ehk oksüdeeritavuse näitajad.

Oksüdeeritavus

Oksüdeeritavus on vee orgaaniliste ainete sisalduse kaudne näitaja, sest iseloomustab mitte orgaaniliste ainete kontsentratsiooni, vaid vee võimet tarbida lahustunud hapnikku, et oksüdeerida selles sisalduvaid orgaanilisi aineid.

Niisiis sisaldab vesi olenevalt reostusastmest rohkem või vähem redutseerivaid aineid (peamiselt orgaanilisi aineid), mida oksüdeerivad tugevad oksüdeerivad ained: permanganaat, dikromaat jne. Hapniku kogust, mis on ekvivalentne 1 liitris vees sisalduvate redutseerivate ainete oksüdeerimiseks kulutatud oksüdeeriva aine kogusega, nimetatakse oksüdeeritavaks. Määratakse hapniku mg-des 1 liitri vee kohta (mg O/l).

Looduslike vete orgaaniliste ainete koostis kujuneb paljude tegurite mõjul. Olulisemad neist on reservuaarisisesed biokeemilised tootmis- ja muundumisprotsessid, laekumised teistest veekogudest, pinna- ja maa-aluse äravooluga, sademetega, tööstus- ja olmereoveega. Veehoidlas moodustuvad ja väljastpoolt sinna sisenevad orgaanilised ained on oma olemuselt ja keemiliste omaduste poolest väga mitmekesised, sealhulgas vastupidavus erinevate oksüdeerivate ainete toimele. Vees sisalduvate kergesti ja raskesti oksüdeeruvate ainete suhe mõjutab oluliselt vee oksüdeerumisvõimet selle konkreetse määramismeetodi tingimustes.

Looduslike veekogude oksüdeeritavuse väärtused varieeruvad fraktsioonidest milligrammidest kümnete milligrammideni liitri kohta, olenevalt veekogude üldisest bioloogilisest produktiivsusest, orgaaniliste ainetega saastatuse astmest, aga ka loodusliku päritoluga orgaaniliste ainete mõjust. soodest, turbarabadest jne. Pinnavee oksüdeeritavus on suurem kui põhjaveel (milligrammi kümnendikku ja sajandikku 1 liitri kohta), välja arvatud naftaväljade vesi ja soodest toidetav põhjavesi. Mägijõgesid ja -järvi iseloomustab oksüdeeritavus 2-3 mg O/l, madalsoojõgesid - 5-12 mg O/l, soodest toituvaid jõgesid - kümneid milligramme 1 liitri kohta.

Inimtegevuse tugevale mõjule alluvates veehoidlates ja vooluveekogudes on oksüdatsiooni muutused reovee sissevoolu režiimi peegeldavad tunnused. Looduslike, kergelt saastunud veekogude puhul on soovitatav määrata permanganaadi oksüdatsioon; reostunud vetes määratakse tavaliselt dikromaadi oksüdeeritavus (COD).

Niisiis, sõltuvalt kasutatavast oksüdeerijast eristatakse permanganaadi oksüdatsiooni (permanganaadi indeks) ja dikromaadi oksüdeeritavust (COD - keemiline hapnikutarve). Sama veeproovi oksüdeeritavuse määramise tulemused, kuid kasutades erinevaid oksüdeerivaid aineid, erinevad tavaliselt nende oksüdeerivate ainete ebavõrdse oksüdatsiooniastme tõttu. erinevaid aineid analüüsitud vees. See ei sõltu ainult oksüdeeriva aine omadustest, vaid ka selle kontsentratsioonist, temperatuurist, pH-st jne. Seetõttu on kõik oksüdeeritavuse määramise meetodid tingimuslikud ja saadud tulemused on võrreldavad ainult siis, kui rangelt järgitakse kõiki määramistingimusi.

Võrdleme erinevaid orgaaniliste ainete kontsentratsiooni mõõtmise meetodeid (joonis 1):

Joonis 1. Määramismeetodite võrdlevad omadused

Kõige ilmsem orgaaniliste ainete kontsentratsiooni näitaja vees (iseloomustab nende sisaldust 100%) on teoreetiline hapnikuvajadus(TPC ehk teoreetiline COD), mis vastab oksüdatsioonireaktsiooni stöhhiomeetrilise võrrandi alusel määratud hapnikuvajadusele orgaaniliste ainete oksüdeerimiseks.

Teoreetiline hapnikutarve on hapniku kogus (või oksüdeerija hapniku kohta), mg/l, mis on vajalik proovis sisalduvate orgaaniliste ainete täielikuks oksüdeerumiseks, mille juures süsinik, vesinik, väävel, fosfor ja muud elemendid, välja arvatud lämmastik, kui need esinevad orgaanilises aines, oksüdeeruvad nende kõrgemateks oksiidideks:

ja lämmastik muutub ammoniaagiks või ammooniumsoolaks:

N® NH3 (NH4+).

Sel juhul osaleb oksüdatsiooniprotsessis hapnik, mis oli osa oksüdeerunud orgaanilistest ainetest ja nende ühendite vesinik annab ammoniaagi (NH 3) moodustumisel iga lämmastikuaatomi kohta kolm aatomit või iga hapniku kohta kaks aatomit. aatom vee (H 2 O ) moodustumisel.

Näited konkreetse TPC arvutamiseks:

1. Oksaalhape

H 2 C 2 O 4 + O = 2 CO 2 + H 2 O

1 mg - TPK ud.

TPK ud. = mg O/mg oksaalhapet.

2. Glükoos

C 6 H 12 O 6 + 12 O = 6 CO 2 + 6 H 2 O

M=180g - 12×16g

1 mg - TPK ud.

TPK ud. = mg O/mg glükoosi

3. Äädikhape

C 2 H 4 O 2 + 4 O = CO 2 + H 2 O

M=60g - 4×16g

1 mg - TPK ud.

TPK ud. = mg O/mg äädikhape s

C 3 H 7 NO 2 + 6 O = 3 CO 2 + 2 H 2 O + NH 3

M = 89 g - 6 × 16 g

1 mg - TPK ud.

TPK ud. = mg O/mg aniliini

Mõne sarnase koostisega majapidamis- ja tööstusreovee üksikute komponentide puhul on spetsiifilised TPC-d võrdsed:

Sahharoos 1.12

Peptoon 1,20

Albumiin 1,32

Kaseiin 1,39

Kui olmereovee orgaaniline aine, mis koosneb peamiselt valgumolekulide ja süsivesikute jääkidest, on kujutatud kui (CH 2 O) n, siis teoreetiliselt peaks oksüdeeritavus olema võrdne:

(CH 2 O) n + 2n O = n CO 2 + n H 2 O

1 mg - TPK ud.

TPK ud. = mg O/mg olmereovee orgaanilist ainet.

Teoreetilise hapnikuvajaduse laboratoorne hindamine viiakse läbi oksüdeerimisel kaaliumbikromaadiga tugevalt happelises keskkonnas Ag 2 SO 4 katalüsaatori juuresolekul. Hapniku kogust, mis on ekvivalentne orgaaniliste ainete oksüdeerimiseks kasutatava bikromaadi kogusega, nimetatakse dikromaadi oksüdeeritavus ehk KHT(keemiline hapnikutarve).

Protsess toimub vastavalt järgmisele skeemile:

2 Cr 2 O 7 2- + 16 H + + 3 C o = 4 Cr 3+ + 3 CO 2 + 8 H 2 O,

orgaanilise süsiniku kogusisalduse C org määramisel täiesti identne märgoksüdatsiooni skeemiga. . Oksüdatsioon kiireneb ja hõlmab isegi selliseid raskesti oksüdeeruvaid aineid nagu äädikhape ja aminohapped, kui reaktsioon viiakse läbi Ag 2 SO 4 katalüsaatori juuresolekul.

Katalüüsi skeem:

Reaktsioonise lisatakse rangelt määratletud kogus kaaliumbikromaati. Pärast oksüdeerimist tiitritakse üleliigne Cr 2 O 7 2- indikaatori (ferroiin või fenüülantraniilhape) juuresolekul Mohri soolaga Fe 2 (NH 4) 2 (SO 4):

Cr 2 O 7 2- + 6 Fe 2+ + 14 H + = 6 Fe 3+ + 2 Cr 3+ + 7 H 2 O

Tulemust väljendatakse mg O/l, võttes arvesse, et 1 molekul Cr 2 O 7 2- võrdub kolme hapnikuaatomiga.

Vaatamata sellele, et dikromaat on tugev oksüdeerija ja oksüdeerib peaaegu kõiki orgaanilisi aineid, on KHT määramise tulemus 95-98% teoreetilisest KHT-st (ehk TOD-st). 2-5% kadu on seletatav peamiselt lenduvate oksüdatsioonikindlate lagunemissaaduste (CO, CH 4) moodustumisega. Tavalistes protsessitingimustes ainult püridiin ja mõned teised lämmastikku sisaldavad heterotsüklid (pürrool, pürrolidiin, nikotiinhape), samuti vees halvasti lahustuvad süsivesinikud, nagu benseen ja selle homoloogid, parafiin ja naftaleen. Kui analüüsitav proov sisaldab anorgaanilisi redutseerivaid aineid, tuleb KHT määramise tulemusest lahutada eraldi määratud kogus (hapniku osas).

Seireprogrammides kasutatakse KHT-d orgaanilise aine koguse mõõtmiseks proovis, mis on vastuvõtlik tugeva keemilise oksüdeerija poolt oksüdeerumisele. KHT-i kasutatakse vooluveekogude ja veehoidlate seisundi, olme- ja tööstusreovee sissevoolu (sealhulgas nende puhastusastme) ning pinnavee äravoolu iseloomustamiseks. See meetod on peamine heit- ja reovee analüüsimisel, mille oksüdeeritavus on > 100 mg O/l. Seda saab kasutada ka 5 – 100 mg O/l oksüdeerivusega vee analüüsimiseks, kuid reprodutseeritavus on halvem (±10%). Meetod ei ole kasutatav puhtama vee puhul, kuna annab ebatäpseid tulemusi: reaktsioonis kulunud väike kogus oksüdeerivat ainet määratakse kahe suure koguse – oksüdatsioonieelse K 2 Cr 2 O 7 koguse ja pärast oksüdatsiooni järelejäänud K 2 Cr 2 O 7 koguse – vahena.

Erilist huvi pakub aga joogiveeks kasutatava puhta vee COD väärtus. Kuna orgaanilised saasteained reageerivad K 2 Cr 2 O 7-ga peaaegu täielikult, on KHT usaldusväärsem oksüdeeritavuse mõõt (kui PO, kus oksüdatsioon toimub ainult 40 - 60%), mille järgi saab otsustada vajaliku osooni või osooni koguse üle. veepuhastuses kasutatav kloor.

Sellega seoses pakuvad erilist huvi KHT mõõtmise automaatsed instrumendid. Ühes neist seadmetest aurustatakse veeproov lämmastikuvoolus, seejärel põletatakse see katalüsaatori mõjul täpselt mõõdetud koguses hapnikus. kõrge temperatuur ja hapniku jääkkogus määratakse potentsiomeetrilise meetodi abil.

COD-i standardid olme- ja joogivee reservuaaride veele – 15 mg O/l, kultuuri- ja olmetarbeks – 30 mg O/l.

Kuigi KHT väärtus on vee orgaaniliste saasteainete kogusisalduse mõõt, on see (nagu Corg.) siiski ebapiisav saasteainete kvantitatiivseks arvutamiseks, kui nende orgaaniliste lisandite elementaarne koostis on teadmata. Teisendustegur (1 mg saasteainet = 1,2 mg O/L KHT) varieerub sõltuvalt orgaanilise aine O- ja N-sisaldusest.

Hetkel makstakse suurenenud tähelepanu määratlus COD/Corg suhe pealiskaudsel ja reovesi. Suhteliselt puhaste veekogude analüüsimisel leitakse see väärtus loomulikult oluliste vigadega, seda nii KHT-i tulemuste hajumise kui ka Corg. on defineeritud kui väike erinevus kahe suure koguse vahel: üld- ja anorgaanilise süsiniku sisaldus.

Kõigi süsivesikute (glükoos, sahharoos, polüsahhariidid) suhe on sama, võrdne 2,67-ga. Sama väärtus saadakse äädik- ja piimhappe puhul. Valkude puhul, võttes nende keskmise koostise: C - 53%, H - 7%, O - 23%, N - 17%, S - 0,25%, saame väärtuseks 2,8. Kui humiinhapete puhul on keskmine suhe C:H:O:N = 16:17:8:1, siis nende puhul COD/C org. = 2,6.

Seega on peamiste loodusliku päritoluga orgaaniliste ainete puhul KHT/C org. = 2,6 – 2,8. Sama võib öelda toiduainetööstuse reovees ja olmereovees olevate orgaaniliste ainete kohta, mis ei ole saastunud tööstusliku heitveega.

Kontrollime öeldut arvutustega sahharoosi näitel:

C 12 H 22 O 11 + 24 O = 12 CO 2 + 11 H 2 O

M = 342 g - 24 × 16 g

1 mg - TPK ud.

TPK ud. = mg O/mg sahharoosi;

C12H22O 11-12 °C

M = 342 g - 12 × 12 g

1 mg - Corg, lööb.

Koos org, ud. = mg C/mg sahharoosi

Võtame seose: TPK ud. /Koos org.,ud. =1,12/0,42 = 2,67.

COD/Corg suhe mugavam kui COD ja Corg. eraldi. KHT väärtus ei kajasta mitte ainult orgaanilise süsiniku sisaldust proovis, vaid ka hapniku ja vesiniku sisaldust oksüdeerunud orgaaniliste ainete molekulides. Vesinik vajab vastavas koguses hapnikku, et muuta see veeks; mida rohkem vesinikku molekulis, seda suurem on KHT. Teisest küljest, hapnik, mis on osa oksüdeeriva aine molekulist, osaleb CO 2 ja H 2 O molekulide moodustamises ning seetõttu, mida rohkem seda on, seda vähem KHT.

COD ja Corg. Eraldi ei saa need iseloomustada ei orgaanilise saasteaine olemust ega selle kogust, kui elemendi koostis pole teada. COD/Corg suhte arvutamisel. orgaanilise aine molaarmass väheneb:

COD/C org. (sahharoosi jaoks) =

ja suhe iseloomustab hapniku kogust (mg), mis on vajalik saasteaine molekulis oleva 1 mg süsiniku oksüdeerimiseks.

Kuna enamikus looduslikku päritolu orgaanilistes ainetes on suhe H:O = 2:1, s.o. nagu veemolekulis ehk teisisõnu süsiniku formaalne oksüdatsiooniaste on 0, siis kulub oksüdeeriva aine hapnik ainult süsiniku oksüdeerimiseks CO 2 -ks. Seetõttu kasutatakse looduslike orgaaniliste ainete puhul KHT/C org. mida iseloomustab selline stabiilne väärtus 2,67:

C o + 2O = CO 2

M = 12 g - 2 × 16 x = COD/C org. =

Ainetele, millel on rohkem kõrge sisaldus süsinik ja vesinik, s.o. kui süsiniku formaalne oksüdatsiooniarv< 0, на окисление каждого атома углерода до СО 2 требуется больше кислорода, а следовательно ХПК/С орг. > 2,67.

Seega, kui COD/C org. > 3, siis on see signaal, et vesi on saastunud ainetega, mille molekulides on suhteliselt pikad süsivesinikahelad (eeldatavasti keemiatooted või naftasaadused). Seejärel analüüsitakse vett üksikasjalikumalt. Saate määrata selles sisalduvate naftasaaduste sisalduse ja lahutada vastavad COD ja Corg väärtused. vastavalt murdosa COD/C org lugejast ja nimetajast. ja saada sellele indikaatorile uus väärtus, mille järgi saab hinnata teiste saasteainete olemasolu vees, mille molekulis on pikk süsivesinike ahelas.

Selliste ainete näited:

Kui süsiniku formaalne oksüdatsiooniaste orgaanilises molekulis on > 0, siis COD/C org.< 2,67. Самое маленькое значение этого отношения у щавелевой кислоты: ХПК/С орг. = 0,67.

Seega on see näitaja tööstusreoveega veereostusele iseloomulik. Peegeldades seoseid C, H, N ja O koguste vahel orgaaniliste ühendite molekulides, annab see kasulikku teavet nende ühendite olemuse kohta.

III. III. Põhitegevusega mitteseotud tulud ja kulud (näitajad 12, 13, 14,15, 16)

III. Lahingubänneri hoidmise, hooldamise ja parandamise protseduur

Orgaanilised ained. Veevarude veest leiti mitu tuhat erinevat keemilist klassi ja rühma kuuluvaid orgaanilisi aineid. Loodusliku päritoluga orgaanilised ühendid - humiinained, erinevad amiinid jne - on võimelised muutma vee organoleptilisi omadusi ja seetõttu on väike tõenäosus, et nende toksilised omadused avalduvad tsentraliseeritud joogiveevarustussüsteemide joogivees, kuna need tuleb veetöötlusprotsessi käigus eemaldada.

Pole kahtlust, et tehnogeense päritoluga orgaanilised ained võivad joogiveega varustatuna avaldada organismile kahjulikku mõju. Nende sisalduse analüütiline kontrollimine joogivees on keeruline mitte ainult nende tohutu arvu tõttu, vaid ka seetõttu, et paljud neist on väga ebastabiilsed ja nende pidev muundumine toimub vees. Seetõttu on analüütilise kontrolli käigus võimatu tuvastada kõiki joogivees esinevaid orgaanilisi ühendeid. Paljudel orgaanilistel ainetel on aga väljendunud organoleptilised omadused (lõhn, maitse, värvus, vahutamisvõime), mis võimaldab neid tuvastada ja piirata nende sisaldust joogivees. Selliste ainete näideteks on: sünteetilised pindaktiivsed ained (pindaktiivsed ained), mis väikestes (mittetoksilistes) kontsentratsioonides moodustavad vahtu; fenoolid, mis annavad veele spetsiifilise lõhna; palju fosfororgaanilisi ühendeid. Looduslik vesi reservuaarides sisaldab alati orgaanilisi aineid. Nende kontsentratsioon võib mõnikord olla väga madal (näiteks kevad- ja sulavetes). Looduslikud allikad orgaanilised ained on taimse ja loomse päritoluga organismide lagunevad jäänused, mis elavad vees ja satuvad veehoidlasse lehestikult, õhu kaudu, kallastelt jne. Lisaks looduslikele leidub ka tehnogeenseid orgaaniliste ainete allikaid: transpordiettevõtted (naftatooted), tselluloosi- ja paberi- ning metsatöötlemisettevõtted (ligniinid), lihatöötlemisettevõtted (valguühendid), põllumajandus- ja fekaalne reovesi jne. Orgaanilised saasteained satuvad reservuaari erineval viisil, peamiselt reovee ja vihmapinna äravooluga pinnasest. Orgaaniliste ainete sisaldust hinnatakse BHT ja KHT näitajate abil. Biokeemiline ja keemiline hapnikutarbimine - BHT ja KHT - hügieenis, hüdrokeemias ja ökoloogias aktsepteeritud, integraalsed näitajad, mis iseloomustavad ebastabiilsete (mittekonservatiivsete) orgaaniliste ainete sisaldust vees, mis muunduvad vees hüdrolüüsi, oksüdatsiooni ja muude protsesside käigus. Selliste ainete sisaldust väljendatakse hapniku koguses, mis on vajalik nende oksüdeerimiseks järsult happelises keskkonnas permanganaadi (BOD) või dikromaadiga (KHT). Nende ainete hulka kuuluvad alifaatsed happed, mõned estrid, amiinid ja alkoholid. Seega analüütiline kontroll joogivesi peaks olema suunatud piisavalt stabiilsete (konservatiivsete) ainete tuvastamisele, millel ei ole väljendunud organoleptilisi omadusi, kuid mis esindavad kõrge oht tervisele, mis on tingitud tugevast mürgisusest, kumulatiivsusest või võimest põhjustada pikaajalisi mõjusid, mis on üksikisiku või järgnevate põlvkondade tervisele ebasoodsad (mutageensed – pärilikke struktuure muutvad, kantserogeensed, embrüotoksilised, gonadotoksilised). Selliste ühendite hulgas on suure hügieenilise tähtsusega järgmised rühmad: põllumajanduslikud pestitsiidid, polüaromaatsed süsivesinikud, trihalometaanid. Viimasel ajal on kirjanduses laialdaselt käsitletud dioksiinide, dibensofuraanide ja bifenüülide – tehistoodete – hügieenilist tähtsust.

Looduslikes tingimustes hävitavad vees olevad orgaanilised ained bakterite poolt, läbides aeroobse biokeemilise oksüdatsiooni koos süsinikdioksiidi moodustumisega. Sel juhul kulub oksüdatsiooniks vees lahustunud hapnik. Suure orgaanilise aine sisaldusega reservuaarides kulub suurem osa DO-st biokeemiliseks oksüdatsiooniks, mistõttu jäävad teised organismid hapnikust ilma. Seetõttu suureneb madalale DO sisaldusele vastupidavamate organismide hulk, kaovad hapnikku armastavad liigid ja tekivad hapnikuvaeguse suhtes taluvad liigid. Seega orgaaniliste ainete biokeemilise oksüdatsiooni protsessis vees DO kontsentratsioon väheneb ja see langus on kaudselt orgaaniliste ainete sisalduse mõõt vees. Vastavat veekvaliteedi näitajat, mis iseloomustab orgaaniliste ainete kogusisaldust vees, nimetatakse biokeemiliseks hapnikutarbeks (BOD).

BHT on hapniku kogus milligrammides, mis on vajalik orgaaniliste ainete oksüdeerimiseks 1 liitris vees aeroobsetes tingimustes ilma valguse juurdepääsuta temperatuuril 20 ° C teatud aja jooksul vees toimuvate biokeemiliste protsesside tulemusena. BHT määramine põhineb DO kontsentratsiooni mõõtmisel veeproovis vahetult pärast proovi võtmist, samuti pärast proovi inkubeerimist. Proovi inkubeeritakse ilma õhu juurdepääsuta hapnikukolvis (st samas mahutis, kus määratakse DO väärtus) biokeemilise oksüdatsioonireaktsiooni toimumiseks vajaliku aja jooksul. Kuna biokeemilise reaktsiooni kiirus sõltub temperatuurist, siis inkubeerimine toimub konstantsel temperatuuril (20±1) °C ning BHT analüüsi täpsus sõltub temperatuuri väärtuse hoidmise täpsusest. BHT määratakse tavaliselt pärast 5-päevast inkubatsiooni (BOD5). BHT10 saab määrata ka 10 päevaga ja BHTtotal 20 päevaga (sel juhul oksüdeerub vastavalt umbes 90 ja 99% orgaanilistest ainetest). Eeldatakse, et BHT5 on ligikaudu 70% BODTOLL-ist, kuid see võib sõltuvalt oksüdeerivast ainest olla vahemikus 10 kuni 90%. Vea BHT määramisel võib põhjustada ka proovi valgustamine, mis mõjutab mikroorganismide elutähtsat aktiivsust ja võib mõnel juhul põhjustada fotokeemilist oksüdatsiooni. Seetõttu inkubeeritakse proovi ilma valguse juurdepääsuta (pimedas kohas).

Orgaaniliste ainete biokeemilise oksüdatsiooni tunnuseks vees on sellega kaasnev nitrifikatsiooniprotsess, mis moonutab DO tarbimise olemust. Kui nii looduslik kui ka olmereovesi sisaldab palju mikroorganisme, mis võivad areneda vees sisalduvate orgaaniliste ainete tõttu, siis paljud tööstusliku reovee liigid on steriilsed või sisaldavad mikroorganisme, mis ei ole võimelised orgaanilisi aineid aeroobselt töötlema. Mikroobid võivad aga kohaloluga kohaneda (kohaneda). mitmesugused ühendused, sealhulgas mürgised. Seetõttu kasutatakse sellise reovee (neid iseloomustab tüüpiliselt kõrge orgaaniliste ainete sisaldus) analüüsimisel tavaliselt lahjendust hapnikuga küllastunud ja kohanenud mikroorganismide lisandeid sisaldava veega.Tööstusliku reovee BHT määramisel lähtutakse mikrofloora esialgsest kohandamisest. ülioluline õigete analüüsitulemuste saamiseks, sest selliste vete koostis sisaldab sageli aineid, mis aeglustavad oluliselt biokeemilise oksüdatsiooni protsessi ja mõnikord on toksiline toime bakteriaalse mikrofloora suhtes.

Orgaanilise päritoluga lisandite loetelu vees on üsna mitmekesine:

Lisandite tüübid, millel on omadus lahustuda vees: humiinhapped, nende soolad - naatrium, kaalium, ammooniumhumaadid; mitmed elemendid on oma olemuselt inimtekkelised; mitut tüüpi aminohapped, valgud;

Lisandite tüüp, millel ei ole vees lahustumist: fulvohapped (soolad) ja humiinhapped, nende soolad - kaltsiumi, magneesiumi, raua humaadid; erineva iseloomuga lipoidid; erinevate essentside komponendid, sh. mikroorganismid.

Vee küllastatuse taset orgaanilise päritoluga komponentidega analüüsitakse selle oksüdeeritavuse (tugeva oksüdeeriva aine tarbimine), orgaanilise süsinikuga küllastumise, biokeemilise hapnikutarbimise ja ultravioletttsoonis neeldumise määramise teel.

Väärtust, mille abil saab iseloomustada orgaaniliste ainete ja mineraalide olemasolu vees, mis teatud tingimustel oksüdeeruvad ühe keemilise oksüdeerija toimel, nimetatakse terminiks oksüdeeritavus. Eristatakse järgmisi vee oksüdeeritavuse tüüpe: permanganaat, bikromaat, jodaat, tseerium (kahe äärmuse tuvastamise meetodeid kasutatakse äärmiselt harva). Oksüdeeritavuse indikaator arvutatakse vees olevate ainete oksüdeerimiseks kulutatud reagendi milligrammides, mis on teisendatud ekvivalentseks hapnikukoguseks.

Oksüdeerivate ainete mõju mineraalsetele komponentidele, nagu Fe 2+, S 2-, NO 2 - ioonid, on teada, kuid nende osakeste ja pinnalähedase vee orgaanilise aine vaheline seos on nihkunud orgaaniliste elementide kontsentratsioonile. päritolu, st "orgaanika" on palju suurem.

Maa all olevates arteesia allikates on sellel asendil pöördvõrdeline seos, s.t. Orgaanilisi komponente on oluliselt vähem kui esitatud osakesi. Mõnes kaevus puuduvad orgaanilised ühendid peaaegu täielikult. Samal ajal saab mineraalseid komponente tuvastada individuaalsete analüütiliste uuringute abil.

Olukorras, kus esitatud anorgaaniliste redutseerijate kogusisaldus on alla 0,1 mmol/l, võivad need vahele jääda, teises olukorras tasub teha vajalikud korrektuurid.

Kergelt saastunud looduslike pinnavete, samuti maa-aluste allikate vete puhul on soovitatav arvutada permanganaadi tüüpi oksüdatsioon (permanganaadi indeks); saastunud pinnavetes ja erinevates reovees tuvastatakse kõige sagedamini dikromaadi oksüdatsiooni (KHT) tase.

Joogivee standardi SanPin 2.1.4.1074-01 kohaselt ei tohiks indikaator "Permanganaadi oksüdeeritavus" ületada väärtust 5 mgO 2 / dm 3.

Lugupeetud härrased, kui teil on vaja puhastada vett orgaanilistest ühenditest, et viia selle kvaliteet teatud standarditele, pöörduge ettevõtte spetsialistide poole. Vesimees. Pakume teile vee töötlemiseks optimaalset tehnoloogilist skeemi.

Peatükk 12. Orgaanilised ained veesüsteemides

Orgaaniline süsinik. Orgaaniline süsinik on kõige usaldusväärsem näitaja orgaaniliste ainete kogusisalduse kohta looduslikes vetes, keskmiselt moodustab see umbes 50% orgaaniliste ainete massist.

Orgaaniliste ainete koostise ja sisalduse looduslikes vetes määrab paljude protsesside koosmõju, mis on olemuselt ja kiiruselt erinevad: veeorganismide surmajärgne ja intravitaalne sekretsioon; sademetega sisendid, mille pindmine äravool on atmosfäärivete koosmõjul valgala pinnase ja taimestikuga; laekumised teistest veekogudest, soodest, turbarabadest; laekumised olme- ja tööstusreoveest.

Orgaanilise süsiniku kontsentratsioon on allutatud hooajalistele kõikumistele, mille olemuse määravad veekogude hüdroloogiline režiim ja sellega seotud keemilise koostise hooajalised kõikumised ning ajutised muutused bioloogiliste protsesside intensiivsuses. Veehoidlate põhjakihtides ja pinnakihis võib orgaanilise süsiniku sisaldus oluliselt erineda selle sisaldusest ülejäänud vees.

Orgaanilisi aineid leidub vees lahustunud, kolloidses ja hõljuvas olekus, moodustades teatud dünaamilise süsteemi, üldiselt mittetasakaalu, milles füüsikaliste, keemiliste ja bioloogiliste tegurite mõjul toimuvad pidevad üleminekud ühest olekust teise.

Väikseim lahustunud orgaaniliste ainete süsinikusisaldus saastamata loodusvees on umbes 1 mg/dm 3, kõrgeim tavaliselt ei ületa 10–20 mg/dm 3, kuid soovetes võib see ulatuda mitmesaja mg/dm 3 -ni.

Süsivesinikud (naftasaadused ja aromaatsed süsivesinikud). Praegu on maailma ookeani pind suurtel aladel kaetud süsivesinikkilega. Selle põhjuseid kaalutakse:

Naftarafineerimistehaste jäätmete ärajuhtimine (näiteks ainult üks keskmise võimsusega tehas toodab 400 tonni jäätmeid ööpäevas –1);

Ballast tühjendamine ja õlikandjate tankide pesemine pärast transporti (vette siseneva õli kogus on keskmiselt 1% veetavast kaubast, s.o 1-2 Mt aastas -1);

Suur hulk õnnetusi naftatankeritega (ainuüksi perioodil 1967–1974 juhtus 161 õnnetust (Erhard, 1984), aastatel 1960–1970 - umbes 500 (Ramad, 1981)).

Joonisel 12.1 on kujutatud erinevate inimtekkeliste allikate osakaalu ookeanireostuses naftasaadustega. Kuid tuleb arvestada ka sellega, et nafta on looduslik aine ja satub merevette mitte ainult tehnogeense tegevuse tulemusena, vaid ka looduslike eraldumise kaudu (erinevate hinnangute järgi 20 kt kuni 2 Mt aastas -1).

Riis. 12.1. Naftasaaduste antropogeenne sattumine ookeanidesse
(Reede, 2002)

Naftasaadused on ühed levinumad ja ohtlikumad pinnavett saastavad ained. Nafta ja selle saadused on äärmiselt keeruline, ebastabiilne ja mitmekesine ainete segu (madal- ja kõrgmolekulaarsed küllastunud, küllastumata alifaatsed, nafteensed, aromaatsed süsivesinikud, hapnik, lämmastik, väävliühendid, aga ka küllastumata heterotsüklilised ühendid nagu vaigud, asfalteenid , anhüdriidid, asfalteenhapped). "Naftasaaduste" mõiste piirdub hüdrokeemias tavapäraselt ainult süsivesinike fraktsiooniga (alifaatsed, aromaatsed, alitsüklilised süsivesinikud).

Suured kogused naftasaadusi satuvad pinnavette nafta transportimisel veeteed, naftatootmise, nafta rafineerimise, keemia-, metallurgia- ja muude tööstusharude reoveega ning olmeveega. Teatud kogused süsivesinikke satuvad vette taime- ja loomorganismide intravitaalse sekretsiooni tulemusena, samuti nende surmajärgse lagunemise tulemusena.

Veehoidlas toimuvate aurustumis-, sorptsiooni-, biokeemiliste ja keemiliste oksüdatsiooniprotsesside tulemusena võib naftasaaduste kontsentratsioon oluliselt väheneda, samas kui nende keemiline koostis võib oluliselt muutuda. Aromaatsed süsivesinikud on kõige stabiilsemad, n-alkaanid kõige vähem stabiilsed.

Naftasaadustest saastamata veekogudes võib looduslike süsivesinike kontsentratsioon merevees kõikuda vahemikus 0,01 kuni 0,10 mg/dm 3 ja rohkem, jõgede ja järvede vetes 0,01 kuni 0,20 mg/dm 3, mõnikord ulatudes 1-1,5 mg/dm/. dm3. Looduslike süsivesinike sisalduse määrab reservuaari troofiline seisund ja see sõltub suuresti veehoidla bioloogilisest olukorrast.

Naftasaaduste kahjulikud mõjud mõjutavad mitmel viisil inimkeha, elusloodust, veetaimestikku ning veehoidla füüsikalist, keemilist ja bioloogilist seisundit. Naftatoodetes sisalduvad madala molekulmassiga alifaatsed, nafteensed ja eriti aromaatsed süsivesinikud avaldavad organismile toksilist ja teatud määral ka narkootilist toimet, mõjutades südame-veresoonkonna ja närvisüsteemi. Suurimat ohtu kujutavad polütsüklilised kondenseeritud süsivesinikud, nagu 3,4-bensapüreen, millel on kantserogeensed omadused. Naftasaadused ümbritsevad lindude sulestiku, kehapinda ja teiste veeorganismide elundeid, põhjustades haigusi ja surma.

Naftasaaduste negatiivne mõju, eriti kontsentratsioonides 0,001–10 mg/dm 3, ja nende esinemine kile kujul mõjutab ka kõrgema veetaimestiku ja mikrofüütide arengut.

Naftasaaduste juuresolekul omandab vesi spetsiifilise maitse ja lõhna, selle värvus ja pH muutuvad ning gaasivahetus atmosfääriga halveneb.

Suurim lubatud sisaldus naftatoodetes on 0,3 mg/dm 3 (kahjustuse piirnäitaja on organoleptiline), maksimaalne lubatud kontsentratsioon BP on 0,05 mg/dm 3 (kahju piirnäitaja on kalandus). Kantserogeensete süsivesinike esinemine vees on vastuvõetamatu.

PAH. Polütsükliliste aromaatsete süsivesinike (PAH) põhjustatud saaste on nüüdseks ülemaailmne. Nende esinemist on leitud kõigis looduskeskkonna elementides (õhk, pinnas, vesi, elustik) Arktikast Antarktikani.

Selgete toksiliste, mutageensete ja kantserogeensete omadustega PAH-sid on palju. Nende arv ulatub 200-ni. Samal ajal on kogu biosfääris laialt levinud PAH-e mitte rohkem kui mitukümmend. Need on antratseen, fluorantreen, püreen, krüseen ja mõned teised.

Kõige iseloomulikum ja kõige levinum PAH-de seas on benso(a)püreen (BP):

BP lahustub hästi orgaanilistes lahustites, samas kui selle lahustuvus vees on äärmiselt madal. Benso(a)püreeni minimaalne efektiivne kontsentratsioon on madal. BP muundub oksügenaaside toimel. BP transformatsioonisaadused on lõplikud kantserogeenid.

BP osakaal koguarv täheldatud PAH-d on madalad (1–20%). Selle teeb oluliseks:

Aktiivne tsirkulatsioon biosfääris

Kõrge molekulaarne stabiilsus

Märkimisväärne prokantserogeenne aktiivsus.

Alates 1977. aastast on BP-d peetud rahvusvaheliselt indikaatorühendiks, mille sisalduse põhjal hinnatakse keskkonna saastatuse astet kantserogeensete PAHidega.

Benso(a)püreeni loodusliku fooni moodustamisel osalevad erinevad abiootilised ja biootilised allikad.

Geoloogilised ja astronoomilised allikad. Kuna PAH-sid sünteesitakse lihtsate orgaaniliste struktuuride termilise muundamise käigus, leidub BP-d:

Meteoriidi materjal;

Tardkivimid;

Hüdrotermilised moodustised (1–4 μg kg -1);

Vulkaaniline tuhk (kuni 6 µg kg -1). Globaalne vulkaaniline BP voog ulatub 1,2 t aasta -1 (Iisrael, 1989).

BP abiootiline süntees on võimalik orgaaniliste materjalide põlemisel looduslike tulekahjude ajal. Metsade, rohu ja turba põlemisel tekib kuni 5 tonni aastas -1. BP biootiline süntees on avastatud mitmete anaeroobsete bakterite puhul, mis on võimelised sünteesima BP-d looduslikest lipiididest põhjasetetes. Näidatud on BP ja klorella sünteesi võimalus.

Kaasaegsetes tingimustes on benso(a)püreeni kontsentratsiooni tõus seotud inimtekkelise päritoluga. Peamised BP allikad on: olme-, tööstuslikud heited, väljauhtumised, transport, õnnetused, pikamaa ülekandmine. BP inimtekkeline vool on ligikaudu 30 t aastas -1 .

Lisaks on oluline BP veekeskkonda sattumise allikas nafta transport. Samal ajal satub vette umbes 10 tonni aasta -1.

Suurim BP reostus on tüüpiline inimtekkeliste mõjudega lahtedele, lahtedele, suletud ja poolsuletud merebasseinidele (tabel 12.4). BP-reostuse kõrgeim tase on praegu Põhja-, Kaspia-, Vahemeres ja Läänemeres.

Bens(a)püreen põhjasetetes . PAH-de sattumine merekeskkonda nende lahustumisvõimalusi ületavates kogustes toob kaasa nende ühendite sorptsiooni hõljuvatel osakestel. Suspensioonid settivad põhja ja seetõttu koguneb BP põhjasetetesse. Sel juhul on PAH akumuleerumise põhitsoon 1–5 cm kiht.

Setetes sisalduvad PAH-d on sageli looduslikku päritolu. Nendel juhtudel piirduvad need tektooniliste tsoonidega, sügava termilise mõjuga piirkondadega ning gaasi ja nafta kogunemise hajumise piirkondadega.

Siiski on BP kõrgeimad kontsentratsioonid inimtekkeliste mõjupiirkondades.

PAH-id ei sorbeerita mitte ainult organismide pinnal, vaid kontsentreeritakse ka intratsellulaarselt. Planktoni organisme iseloomustab PAH-de kõrge akumulatsiooni tase.

BP sisaldus planktonis võib varieeruda mitmest μg kg -1 kuni mg kg -1 kuivkaalu kohta. Levinuim sisaldus on (2–5) 10 2 μg kg -1 kuivmass. Beringi meres on akumulatsioonikoefitsiendid (organismide kontsentratsiooni ja vees sisalduva kontsentratsiooni suhe) planktonis (Cn/Cv) vahemikus 1,6 10 kuni 1,5 10 4, akumulatsioonikoefitsiendid neustonis (Cn/Cv) vahemikus 3,5 10 2 kuni 3,6 10 3 (Iisrael, 1989).

Kuna enamik põhjaorganisme toetub toiduallikana hõljuvatele orgaanilistele ainetele ja mullajäätusele, mis sisaldavad PAH-e sageli suuremas kontsentratsioonis kui vees, akumuleerivad põhjaorganismid BP-d sageli märkimisväärsetes kontsentratsioonides (tabel 12.1). PAHide kogunemine hulkraksete, molluskite, vähilaadsete ja makrofüütide poolt on teada.

Kuna PAH-d on looduslikult esinevad ained, on loomulik, et eksisteerivad mikroorganismid, mis võivad neid lagundada. Seega hävitasid Atlandi ookeani põhjaosas tehtud katsetes BP-d oksüdeerivad bakterid 10–67% sissetoodud BP-st. Vaikses ookeanis tehtud katsed näitasid mikrofloora võimet hävitada 8–30% sissetoodud BP-st. Beringi meres hävitasid mikroorganismid 17–66% sissetoodud BP-st, Läänemeres – 35–87%.

Tabel 12.1

BP akumulatsioonikoefitsiendid Läänemere ökosüsteemi erinevates objektides (Iisrael, 1989)

BP puhul on tõestatud toksilisus, kantserogeensus, mutageensus, teratogeensus ja mõju kalade paljunemisvõimele. Lisaks on BP, nagu teisedki halvasti lagunevad ained, võimeline toiduahelates bioakumuleeruma ja kujutab endast seega ohtu inimestele.

Benseen. Benseen on värvitu iseloomuliku lõhnaga vedelik.

Pinnavette satub benseen ettevõtetest ja põhilise orgaanilise sünteesi tootmisest, naftakeemia-, keemia-farmaatsiatööstusest, plastide, lõhkeainete, ioonivahetusvaikude, lakkide ja värvide, kunstnaha tootmisest, samuti mööblitehaste reoveega. Koksitehaste heitvees sisaldub benseeni kontsentratsioonides 100–160 mg/dm 3, kaprolaktaami tootmise reovees 100 mg/dm 3 ja isopropüülbenseeni tootmise reovees kuni 20 000 mg/dm 3. Veereostuse allikaks võib olla transpordipark (kasutatakse mootorikütuses oktaanarvu tõstmiseks). Benseeni kasutatakse ka pindaktiivse ainena.

Benseen aurustub veekogudest kiiresti atmosfääri (poolväärtusaeg on 20°C juures 37,3 minutit). Benseeni lõhna künnis vees on 20°C juures 0,5 mg/dm 3. 2,9 mg/dm 3 juures iseloomustab lõhna intensiivsus 1 punkt, 7,5 mg/dm 3 juures - 2 punkti. Kalaliha omandab ebameeldiva lõhna kontsentratsioonil 10 mg/dm3. 5 mg/dm 3 juures kaob lõhn ööpäevaga, 10 mg/dm 3 juures väheneb lõhna intensiivsus ööpäevas 1 punktini ja 25 mg/dm 3 juures väheneb lõhn kahe päeva pärast 1 punktini.

Maitset 1,2 mg/dm 3 vees benseenisisalduse juures mõõdetakse 1 punktiga, 2,5 mg/dm 3 juures 2 punktina. Benseeni sisaldus vees (kuni 5 mg/dm3) ei muuda bioloogilise hapnikutarbimise protsesse, kuna benseen oksüdeerub vees toimuvate biokeemiliste protsesside mõjul nõrgalt. Kontsentratsioonil 5–25 mg/dm3 ei viivita benseen orgaaniliste ainete mineraliseerumist ega mõjuta veekogude bakteriaalse isepuhastumise protsesse.

Kontsentratsioonil 1000 mg/dm 3 pärsib benseen lahjendatud reovee isepuhastumist ja kontsentratsioonil 100 mg/dm 3 reovee puhastamise protsessi aeratsioonipaakides. 885 mg/dm 3 sisaldusega benseen aeglustab oluliselt setete kääritamist kääritites.

MAC v – 0,5 mg/dm 3 (piirohunäitaja – sanitaar-toksikoloogiline), MAC vr – 0,5 mg/dm 3 (piirohunäitaja – toksikoloogiline).

Fenoolid. Fenoolid on ühe või mitme hüdroksüülrühmaga benseeni derivaadid. Tavaliselt jaotatakse need kahte rühma – auruga lenduvad fenoolid (fenool, kresoolid, ksülenoolid, guajakool, tümool) ja mittelenduvad fenoolid (resortsinool, pürokatehkool, hüdrokinoon, pürogallool ja teised mitmehüdroksüülsed fenoolid).

Looduslikes tingimustes tekivad fenoolid veeorganismide ainevahetusprotsessides, nii veesambas kui ka põhjasetetes esinevate orgaaniliste ainete biokeemilisel lagunemisel ja muundumisel.

Fenoolid on ühed levinumad saasteained, mis satuvad pinnavette koos õlirafineerimise, põlevkivi töötlemise, puidukeemia, koksikeemia, aniliinvärvitööstuse jm reoveega. Nende ettevõtete reovees võib fenoolide sisaldus ületada 10–20 g/ dm 3 väga erinevates kombinatsioonides.

Fenooli loodusliku foonitaseme ületamine võib viidata veekogude reostusele. Fenoolidega saastunud looduslikes vetes võib nende sisaldus ulatuda kümnete ja isegi sadade mikrogrammideni 1 dm 3 kohta. Fenoolid on ebastabiilsed ühendid ja alluvad biokeemilisele ja keemilisele oksüdatsioonile.

Lihtfenoolid on vastuvõtlikud peamiselt biokeemilisele oksüdatsioonile. Kontsentratsioonil üle 1 mg/dm 3 toimub fenoolide hävimine üsna kiiresti, fenoolide kadu on kolme päevaga 50–75%, kontsentratsioonil mitukümmend mikrogrammi 1 dm 3 kohta see protsess aeglustub, ja sama aja kaotus on 10–15%. Fenool ise laguneb kõige kiiremini, kresoolid kõige aeglasemalt ja ksülenoolid veelgi aeglasemalt. Mitmehüdroksüülsed fenoolid hävivad peamiselt keemilise oksüdatsiooni teel.

Pinnavee fenoolide kontsentratsioon on hooajaliselt muutuv. Suvel fenoolide sisaldus väheneb (temperatuuri tõustes suureneb lagunemise kiirus).

Fenoolvete juhtimine reservuaaridesse ja vooluveekogudesse halvendab järsult nende üldist sanitaarseisundit, mõjutades elusorganisme mitte ainult nende toksilisusega, vaid ka toitainete ja lahustunud gaaside (hapnik, süsinikdioksiid) režiimi olulise muutumisega.

Fenoole sisaldava vee kloorimise tulemusena tekivad stabiilsed klorofenoolide ühendid, mille vähimad jäljed (0,1 μg/dm 3) annavad veele iseloomuliku maitse.

Toksikoloogilises ja organoleptilises mõttes on fenoolid ebavõrdsed. Auruga lenduvad fenoolid on mürgisemad ja neil on kloorimisel intensiivsem lõhn. Kõige teravamad lõhnad tekitavad lihtne fenool ja kresoolid.

Fenooli suurimaks lubatud kontsentratsiooniks on seatud 0,001 mg/dm 3 (kahjustuse piirnäitaja on organoleptiline), fenooli suurim lubatud kontsentratsioon on 0,001 mg/dm 3 (kahju piirnäitaja on kalandus).

Alkoholid. metanool. Metanool satub veekogudesse koos metanooli tootmis- ja kasutustööstuse reoveega. Tselluloosi- ja paberitööstusettevõtete reovesi sisaldab metanooli 4,5–58 g/dm3, fenoolformaldehüüdvaikude tootmine – 20–25 g/dm3, lakkide ja värvide tootmine 2 g/dm3, sünteetiliste kiudude ja plastide tootmine – kuni 600 mg/dm3. dm 3, pruun-, kivisöel, turbal, puidul töötavate tootmisjaamade reovees - kuni 5 g/dm 3.

Kui metanool vette satub, vähendab see selles (metanooli oksüdeerumise tõttu) O2 sisaldust. Kontsentratsioonid üle 4 mg/dm3 mõjutavad veekogude sanitaarrežiimi. Sisaldusel 200 mg/dm 3 täheldatakse reovee bioloogilise puhastamise pärssimist. Metanooli lõhnalävi on 30–50 mg/dm3.

Kontsentratsioon 3 mg/dm3 stimuleerib sinivetikate kasvu ja häirib dafnia hapnikutarbimist. Kaladele surmavad kontsentratsioonid on 0,25–17 g/dm3.

Metanool on tugev mürk, millel on sihipärane mõju närvi- ja kardiovaskulaarsüsteemile, nägemisnärvile ja võrkkestale. Metanooli toimemehhanism on seotud selle metabolismiga vastavalt surmava sünteesi tüübile formaldehüüdi ja sipelghappe moodustumisega, mis oksüdeeritakse edasi CO 2 -ks. Nägemiskahjustuse põhjuseks on ATP sünteesi vähenemine võrkkestas.

MAC b – 3 mg/dm 3 (piirohunäitaja – sanitaar-toksikoloogiline), MAC vr – 0,1 mg/dm 3 (piirohunäitaja – sanitaar-toksikoloogiline).

Etüleenglükool. Etüleenglükool satub pinnavette koos reoveega tööstustest, kus seda toodetakse või kasutatakse (tekstiili-, farmaatsia-, parfüümi-, tubaka-, tselluloosi- ja paberitööstus).

Mürgine kontsentratsioon kalade puhul ei ületa 10 mg/dm 3, E. coli puhul - 0,25 mg/dm 3.

Etüleenglükool on väga mürgine. Allaneelamisel mõjub see peamiselt kesknärvisüsteemile ja neerudele, samuti põhjustab punaste vereliblede hemolüüsi. Mürgised on ka etüleenglükooli metaboliidid – aldehüüdid ja oksaalhape, mis põhjustavad kaltsiumoksalaatide teket ja kuhjumist neerudes.

MAC v – 1,0 mg/dm 3 (piirohunäitaja – sanitaar-toksikoloogiline), MAC vr – 0,25 mg/dm 3 (piirohunäitaja – sanitaar-toksikoloogiline).

Orgaanilised happed. Orgaanilised happed on ühed levinumad komponendid erineva päritoluga looduslikes vetes ja moodustavad sageli olulise osa nende vete kogu orgaanilisest ainest. Orgaaniliste hapete koostise ja nende kontsentratsiooni määravad ühelt poolt vetikate, bakterite ja loomsete organismide elutegevusega seotud veehoidlasisesed protsessid, teisalt aga nende ainete tarnimine väljastpoolt.

Orgaanilised happed tekivad järgmiste reservuaarisiseste protsesside tõttu:

Tervete rakkude normaalsete füsioloogiliste protsesside tulemusena kogu elu jooksul tekkinud sekretsioonid;

Surma ja rakusurmaga seotud surmajärgne eritumine;

Erinevate organismide, nagu vetikad ja bakterid, biokeemilise vastasmõjuga seotud ühenduse heited;

Suure molekulmassiga orgaaniliste ainete, nagu süsivesinikud, valgud ja lipiidid, ensümaatiline lagundamine.

Orgaaniliste hapete sattumine veekogudesse väljastpoolt on võimalik pindmise äravooluga, eriti suurvee ja üleujutuste ajal, sademete, tööstus- ja olmereoveega ning niisutatavatelt põldudelt ärajuhitava veega.

Orgaaniliste hapete kontsentratsioon jõevetes jääb vahemikku n·10 kuni n·10 2 mmol/dm 3. Aastasiseste kõikumiste amplituud ulatub sageli sadade protsendini. Paljud kõrgemad rasvhapped esinevad looduslikes vetes väga väikeses kontsentratsioonis. Propioon- ja äädikhappe kontsentratsioonid jäävad vahemikku n·10 kuni n·10 2 μg/dm 3 .

Lenduvad happed. Lenduvad happed on sipelghappe ja äädikhappe kontsentratsioonide summa.

Looduslikes vetes tekib sipelghape väikestes kogustes veeorganismide elutegevuse ja surmajärgse lagunemise protsesside ning vees sisalduvate orgaaniliste ainete biokeemilise muundamise käigus. Selle suurenenud kontsentratsioon on seotud formaldehüüdi ja sellel põhinevat plasti tootvate ettevõtete reovee sattumisega veekogudesse.

Sipelghape migreerub peamiselt lahustunud olekus, ioonide ja dissotsieerumata molekulide kujul, mille kvantitatiivse seose määrab dissotsiatsioonikonstant K 25°C = 2,4. 10 -4 ja pH väärtused. Sipelghappe sattumisel veekogudesse hävib see peamiselt biokeemiliste protsesside mõjul.

Reostamata jõe- ja järvevees leidus sipelghapet kontsentratsioonis 0–830 μg/dm 3, lumevees – 46–78 μg/dm 3, põhjavees – kuni 235 μg/dm 3, merevees – kuni üles. kuni 680 μg/dm 3 . Sipelghappe kontsentratsioon on allutatud märgatavatele hooajalistele kõikumistele, mille määrab peamiselt vees toimuvate biokeemiliste protsesside intensiivsus.

MAC v – 3,5 mg/dm 3 (piirohunäitaja – üldine sanitaar), MAC vr – 1,0 mg/dm 3 (piirohunäitaja – toksikoloogiline).

Suurim lubatud kontsentratsioon äädikhappes on 1,0 mg/dm 3 (kahjulikkuse piirnäitaja - üldsanitaarne), suurim lubatud kontsentratsioon vr on 0,01 mg/dm 3 (kahjulikkuse piirnäitaja - toksikoloogiline).

Humiinhapped. Humiin- ja fulvohapped, mida ühiselt nimetatakse humiinhapeteks, moodustavad sageli olulise osa looduslike vete orgaanilisest ainest ja on biokeemiliselt stabiilsete kõrgmolekulaarsete ühendite komplekssed segud.

Peamiseks looduslikesse vetesse sattuvate humiinhapete allikaks on mullad ja turbaalad, kust need vihma- ja rabaveed välja uhuvad. Märkimisväärne osa humiinhapetest satub veekogudesse koos tolmuga ja tekib otse veekogus “elusorgaanilise aine” muundumisel.

Humiinhapped pinnavees on lahustunud, hõljuvas ja kolloidses olekus, mille vahelised seosed määravad vee keemiline koostis, pH, bioloogiline olukord veehoidlas ja muud tegurid.

Karboksüül- ja fenoolhüdroksüülrühmade ning aminorühmade esinemine fulvo- ja humiinhapete struktuuris aitab kaasa tugevate humiinhapete kompleksühendite tekkele metallidega. Osa humiinhappeid on kergelt dissotsieerunud soolade – humaatide ja fulvaatide – kujul. Happelistes vetes on võimalik humiin- ja fulvohapete vabade vormide olemasolu.

Humiinhapped mõjutavad oluliselt vee organoleptilisi omadusi, tekitades ebameeldiva maitse ja lõhna, raskendades desinfitseerimist ja eriti puhta vee saamist ning kiirendades metallide korrosiooni. Samuti mõjutavad need karbonaatsüsteemi seisundit ja stabiilsust, ioon- ja faasitasakaalu ning mikroelementide rändevormide jaotumist. Suurenenud humiinhapete sisaldus võib avaldada negatiivset mõju veetaimede ja -loomade organismide arengule. järsk langus lahustunud hapniku kontsentratsioon reservuaaris, mis läheb nende oksüdeerumisele, ja nende hävitav mõju vitamiinide stabiilsusele. Samas tekib humiinhapete lagunemisel märkimisväärne kogus veeorganismidele väärtuslikke tooteid, mille mineraalorgaanilised kompleksid kujutavad endast kõige kergemini seeditavat mikroelementidega taimede toitumisviisi.

Mullahapped: humiinhapped (aluselises keskkonnas) ja eriti hästi lahustuvad fulvohapped mängivad raskemetallide migratsioonis suurimat rolli.

Humiinhapped sisaldavad tsüklilisi struktuure ja erinevaid funktsionaalrühmi (hüdroksüül-, karbonüül-, karboksüül-, aminorühmad jne). Nende molekulmass varieerub laias vahemikus (500 kuni 200 000 või rohkem). Tavaliselt eeldatakse, et suhteline molekulmass on 1300–1500.

Fulvohapped on osa humiinhapetest, mis ei sadestu turbast ja pruunsöest eraldatud orgaaniliste ainete neutraliseerimisel lahusest leelisega töötlemisel. Fulvohapped on hüdroksükarboksüülhappe tüüpi ühendid, millel on madalam suhteline süsinikusisaldus ja rohkem väljendunud happelised omadused.

Fulvohapete hea lahustuvus võrreldes humiinhapetega on põhjuseks nende kõrgemale kontsentratsioonile ja levikule pinnavees. Fulvohapete sisaldus ületab reeglina humiinhapete sisaldust 10 korda või rohkemgi.

Orgaaniline lämmastik."Orgaanilise lämmastiku" all peame silmas lämmastikku, mis on osa orgaanilistest ainetest, nagu valgud ja proteiinid, polüpeptiidid (kõrgmolekulaarsed ühendid), aminohapped, amiinid, amiidid, uurea (madala molekulmassiga ühendid).

Märkimisväärne osa lämmastikku sisaldavatest orgaanilistest ühenditest satub looduslikesse vetesse organismide, peamiselt fütoplanktoni surma ja nende rakkude lagunemise käigus. Nende ühendite kontsentratsiooni määrab veeorganismide biomass ja nende protsesside kiirus. Teine oluline lämmastikku sisaldavate orgaaniliste ainete allikas on nende veeorganismide poolt elutähtis vabanemine. Oluliste lämmastikku sisaldavate ühendite allikate hulka kuuluvad ka atmosfäärisademed, mille puhul lämmastikku sisaldavate orgaaniliste ainete kontsentratsioon on lähedane pinnavees täheldatule. Nende ühendite kontsentratsiooni märkimisväärne tõus on sageli seotud tööstus-, põllumajandus- ja olmereovee sattumisega veekogudesse.

Orgaaniline lämmastik moodustab 50–75% kogu vees lahustunud lämmastikust. Orgaanilise lämmastiku kontsentratsioon on allutatud olulistele hooajalistele muutustele, millel on üldine tendents kasvuperioodil tõusta (1,5–2,0 mg/dm3) ja langeda külmumisperioodil (0,2–0,5 mg/dm3). Orgaanilise lämmastiku jaotus sügavuses on ebaühtlane - reeglina täheldatakse kontsentratsiooni suurenemist fotosünteesi tsoonis ja vee põhjakihtides.

Amiinid. Peamised amiinide moodustumise ja looduslikesse vette sattumise allikad on järgmised:

Dekarboksüülimine valkainete lagunemisel bakterite ja seente dekarboksülaaside ja amiinimise mõjul;

Merevetikad;

Sademed;

Aniliinvärvimisettevõtete reovesi.

Amiinid esinevad valdavalt lahustunud ja osaliselt sorbeeritud olekus. Mõnede metallidega võivad nad moodustada üsna stabiilseid kompleksühendeid. Amiinide kontsentratsioon jõgede, veehoidlate, järvede ja sademete vees on vahemikus 10 kuni 200 μg/dm 3 . Madalam sisaldus on tüüpiline ebaproduktiivsetele veekogudele.

Amiinid on mürgised. Üldtunnustatud seisukoht on, et primaarsed alifaatsed amiinid on toksilisemad kui sekundaarsed ja tertsiaarsed amiinid, diamiinid on mürgisemad kui monoamiinid; isomeersed alifaatsed amiinid on toksilisemad kui normaalse struktuuriga alifaatsed amiinid; Monoamiinid on tõenäolisemalt hepatotoksilised ja diamiinid nefrotoksilised. Alifaatsetest amiinidest iseloomustab küllastumata amiine suurim toksilisus ja potentsiaalne oht, kuna neil on kõige rohkem väljendunud võime pärssida amiinoksüdaaside aktiivsust.

Veekogudes esinevad amiinid mõjutavad negatiivselt vee organoleptilisi omadusi ja võivad süvendada surmanähtusi. MPC sisse erinevat tüüpi amiinid - 0,01 kuni 170 mg/dm3.

Orgaaniline väävel. Metüülmerkaptaan on elusrakkude ainevahetusprodukt. Samuti tuleb tselluloositööstuse ettevõtete reovesi (0,05 - 0,08 mg/dm3).

Vesilahuses on metüülmerkaptaan nõrk hape ja dissotsieerub osaliselt (dissotsiatsiooniaste sõltub keskkonna pH-st). pH 10,5 juures on 50% metüülmerkaptaanist ioonsel kujul, pH 13 juures toimub täielik dissotsiatsioon. Metüülmerkaptaan on stabiilne vähem kui 12 tundi ja moodustab sooli - merkaptiide. MPC b – 0,0002 mg/dm 3 (piirav ohuindikaator – organoleptiline).

Dimetüülsulfiidi vabastavad vetikad (Oedogonium, Ulothrix) normaalsete füsioloogiliste protsesside käigus, mis on väävliringes hädavajalikud. Dimetüülsulfiid võib sattuda pinnavette ka koos tselluloositööstuse ettevõtete reoveega (0,05 - 0,08 mg/dm3). Dimetüülsulfiidi kontsentratsioon meredes ulatub n·10 -5 mg/dm 3 (vetikate kogunemiskohtades täheldatakse sisalduse suurenemist).

Dimetüülsulfiidi ei saa pikka aega vees säilitada (stabiilne 3 kuni 15 päeva). See muundub osaliselt vetikate ja mikroorganismide osalusel ning aurustub peamiselt õhku.

Kontsentratsioonil 1–10 μg/dm 3 on dimetüülsulfiidil nõrk mutageenne aktiivsus. MAC v – 0,01 mg/dm 3 (piirohunäitaja – organoleptiline), MAC vr – 0,00001 mg/dm 3 (piirohunäitaja – toksikoloogiline).

Karbonüülühendid. Karbonüülühendite hulka kuuluvad karbonüül- ja karboksüülrühmi sisaldavad ühendid (aldehüüdid, ketoonid, ketohapped, poolfunktsionaalsed karbonüülrühma sisaldavad ained).

Looduslikes vetes võivad karbonüülühendid ilmneda vetikate intravitaalse sekretsiooni, alkoholide ja orgaaniliste hapete biokeemilise ja fotokeemilise oksüdatsiooni, orgaaniliste ainete (nt ligniini) lagunemise ja bakteriobentose metabolismi tulemusena. Karbonüülühendite pidev esinemine nafta hapnikuühendite hulgas ja süsivesinikuvarudega kokkupuutes vees võimaldab pidada viimast üheks looduslike vete nende ainetega rikastamise allikaks. Maismaataimed on ka karbonüülühendite allikaks, milles moodustuvad alifaatsete ridade aldehüüdid ja ketoonid ning furaani derivaadid. Märkimisväärne osa aldehüüdidest ja ketoonidest satub looduslikesse vetesse inimtegevuse tulemusena.

Peamised karbonüülühendite kontsentratsiooni langust põhjustavad tegurid on nende oksüdeerumisvõime, lenduvus ja teatud karbonüüli sisaldavate ainete rühmade suhteliselt kõrge troofiline väärtus.

Pinnavetes leidub karbonüülühendeid peamiselt lahustunud kujul. Nende keskmine kontsentratsioon jõgede ja veehoidlate vees jääb vahemikku 1–6 µmol/dm 3, veidi kõrgem (6–40 µmol/dm 3) on see düstroofset tüüpi järvedes. Nafta- ja gaasiõlimaardlate maksimaalsed kontsentratsioonid vetes on 40–100 µmol/dm 3 .

Olme-, joogi- ja kultuurvee veekogude vees on standardiseeritud üksikud karbonüülrühmaga ühendid: tsükloheksanoon MAC - 0,2 mg/dm 3 (piirohunäitaja - sanitaar-toksikoloogiline), formaldehüüd MAC - 0,05 mg/dm 3 (piirav ohunäitaja – sanitaar-toksikoloogiline).

Atsetoon. Atsetoon satub looduslikesse vetesse koos farmaatsia-, puidukeemiatööstuse, lakkide ja värvide tootmise, plasti, kile, atsetüleeni, atseetaldehüüdi, äädikhappe, pleksiklaasi, fenooli, atsetooni tootmisega.

Kontsentratsioonil 40–70 mg/dm3 annab atsetoon veele lõhna ja 80 mg/dm3 juures maitset. Vees ei ole atsetoon stabiilne – kontsentratsioonil 20 mg/dm 3 kaob see seitsmendal päeval.

Atsetoonil on veeorganismidele suhteliselt madal toksilisus. Mürgised kontsentratsioonid noortel dafniatel on 8300, täiskasvanutel - 12900 mg/dm3; 9300 mg/dm3 dafniad surevad 16 tunni pärast.

Atsetoon on ravim, mis mõjutab kõiki kesknärvisüsteemi osi. Lisaks on sellel embrüotoksiline toime. MAC v – 2,2 mg/dm 3 (piirohunäitaja – üldine sanitaar), MAC vr – 0,05 mg/dm 3 (piirohunäitaja – toksikoloogiline).

Formaldehüüd. Formaldehüüd satub veekeskkonda koos tööstus- ja olmereoveega. Seda leidub põhilise orgaanilise sünteesi, plasti, lakkide, värvide, ravimite, naha-, tekstiili- ning tselluloosi- ja paberitööstuse reovees.

Linnapiirkondade vihmavees on registreeritud formaldehüüdi olemasolu. Formaldehüüd on tugev redutseerija. See kondenseerub amiinidega ja moodustab ammoniaagiga meteenamiini. Veekeskkonnas formaldehüüd biolaguneb. Aeroobsetes tingimustes temperatuuril 20 °C kestab lagunemine umbes 30 tundi, anaeroobsetes tingimustes umbes 48 tundi. IN steriilne vesi formaldehüüd ei lagune. Biolagunemist veekeskkonnas põhjustab Pseudomonas, Flavobacterium, Mycobacterium, Zanthomonas toime.

Veekogude sanitaarrežiimi ja saprofüütset mikrofloorat mittemõjutav alalävikontsentratsioon on 5 mg/dm 3; maksimaalne kontsentratsioon, mis ei põhjusta biokeemiliste protsesside häireid pideva kokkupuute korral meelevaldselt pika aja jooksul, on 5 mg/dm 3, maksimaalne kontsentratsioon, mis ei mõjuta bioloogilise puhastusrajatise tööd, on 1000 mg/dm 3.

Formaldehüüdil on 10 mg/dm 3 juures toksiline toime kõige tundlikumatele kalaliikidele. 0,24 mg/dm3 juures omandavad kalakuded ebameeldiva lõhna.

Formaldehüüdil on üldine toksiline toime, põhjustades kesknärvisüsteemi, kopsude, maksa, neerude ja nägemisorganite kahjustusi. Võimalik nahka resorptiivne toime. Formaldehüüdil on ärritav, allergeenne, mutageenne, sensibiliseeriv ja kantserogeenne toime.

MAC v – 0,05 mg/dm 3 (piirohunäitaja – sanitaar-toksikoloogiline), MAC vr – 0,25 mg/dm 3 (piirohunäitaja – toksikoloogiline).

Süsivesikud. Süsivesikud on orgaaniliste ühendite rühm, kuhu kuuluvad monosahhariidid, nende derivaadid ja kondensatsiooniproduktid – oligosahhariidid ja polüsahhariidid. Süsivesikud satuvad pinnavette peamiselt veeorganismide poolt elutähtsa vabanemise protsesside ja nende surmajärgse lagunemise tulemusena. Märkimisväärsed kogused lahustunud süsivesikuid satuvad veekogudesse pinnase äravooluga, mis on tingitud nende leostumisest pinnastest, turbarabadest, kivimitest, sademetega ning pärmi-, õlle-, suhkru-, tselluloosi- ja paberi- ning muude tehaste reoveega.

Pinnavees lahustuvad ja suspendeeritakse süsivesikud vabade redutseerivate suhkrute kujul (mono-, di- ja trisahhariidide segu) ja komplekssed süsivesikud.

Vabade redutseerivate suhkrute ja liitsüsivesikute kontsentratsioon jõevetes on glükoosina väljendatuna 100–600 ja 250–1000 μg/dm 3 . Veehoidlate vees on nende kontsentratsioonid vastavalt 100–400 ja 200–300 μg/dm 3, järvevees redutseerivate suhkrute võimalike kontsentratsioonide piirid 80–65000 μg/dm 3 ja liitsüsivesikute 140–6900 μg/dm 3 on laiemad kui jõgedes ja veehoidlates. IN mereveed süsivesikute üldkontsentratsioon on 0–8 mg/dm 3, sademetes 0–4 mg/dm 3. Süsivesikute sisalduse ja fütoplanktoni arengu intensiivsuse vahel on seos.

Rasvad. Rasvad on glütserooli ja rasvhapete (steariin-, palmitiin-, oleiinhape) täielikud estrid.

Looduslikes vetes leiduvad rasvad on peamiselt taime- ja loomorganismide ainevahetuse ning nende surmajärgse lagunemise tulemus. Rasvad tekivad fotosünteesi ja biosünteesi käigus ning on osa rakusise- ja varulipiididest. Rasvade kõrge kontsentratsioon vees on seotud toidu- ja nahatööstusettevõtete reovee, aga ka olmereovee juhtimisega veekogudesse. Looduslike vete rasvasisalduse vähenemine on seotud nende ensümaatilise hüdrolüüsi ja biokeemilise oksüdatsiooni protsessidega.

Pinnavees leidub rasvu lahustunud, emulgeeritud ja hõljuvate ainete ning põhjasetete poolt sorbeerunud olekus. Need on osa paremini lahustuvatest valkude ja süsivesikutega kompleksühenditest, mida leidub vees nii lahustunud kui ka kolloidses olekus.

Suures kontsentratsioonis veekogusse sattudes halvendavad rasvad selle hapnikurežiimi, vee organoleptilisi omadusi ja stimuleerivad mikrofloora arengut.

Sünteetilised pindaktiivsed ained (pindaktiivsed ained). Pindaktiivsed ained on suur hulk ühendeid, millel on erinev struktuur ja mis kuuluvad erinevatesse klassidesse. Need ained on võimelised liidesel adsorbeeruma ja selle tulemusena vähendavad pinnaenergiat (pindpinevust). Sõltuvalt vees lahustatud pindaktiivsete ainete omadustest jagatakse need anioonseteks aineteks (aktiivne osa on anioon), katioonseteks aineteks (molekulide aktiivne osa on katioon), amfolitilisteks ja mitteioonseteks aineteks, mis ei ioniseerita. kõik.

Vesilahuses olevad anioonsed pindaktiivsed ained ioniseeritakse, moodustades negatiivselt laetud orgaanilisi ioone. Anioonsetest pindaktiivsetest ainetest kasutatakse laialdaselt väävelhappe estrite (sulfaatide) sooli ja sulfoonhapete sooli (sulfonaadid). R-rühm võib olla alküül-, alküülarüül-, alküülnaftüülrühm ning omada kaksiksidet ja funktsionaalrühmi.

Katioonsed pindaktiivsed ained on ained, mis ioniseeruvad vesilahuses, moodustades positiivselt laetud orgaanilisi ioone. Nende hulka kuuluvad kvaternaarsed ammooniumisoolad, mis koosnevad: sirge ahelaga süsivesinikradikaalist, mis sisaldab 12–18 süsinikuaatomit; metüül-, etüül- või bensüülradikaal; kloori, broomi, joodi või metüül- või etüülsulfaadi jääk.

Amfolüütilised pindaktiivsed ained ioniseeritakse vesilahuses sõltuvalt keskkonnatingimustest erineval viisil: happelises lahuses on neil katioonsed, leeliselises aga anioonsed omadused.

Mitteioonsed pindaktiivsed ained on suure molekulmassiga ühendid, mis ei moodusta vesilahuses ioone.

Pindaktiivsed ained satuvad veekogudesse märkimisväärses koguses koos majapidamises (sünteetiliste pesuvahendite kasutamine igapäevaelus) ja tööstusliku reoveega (tekstiili-, nafta-, keemiatööstus, sünteetiliste kummide tootmine), samuti põllumaade äravooluga (kaasatud emulgaatoritena). koostis. insektitsiidide, fungitsiidide, herbitsiidide ja defoliantide kohta).

Peamised nende kontsentratsiooni vähendavad tegurid on biokeemilise oksüdatsiooni protsessid, hõljuvainete ja põhjasetete poolt põhjustatud sorptsioon. Pindaktiivsete ainete biokeemilise oksüdatsiooni aste sõltub nende keemilisest struktuurist ja keskkonnatingimustest.

Vastavalt biokeemilisele stabiilsusele, mille määrab molekulide struktuur, jagatakse pindaktiivsed ained pehmeteks, vahepealseteks ja kõvadeks biokeemiliste oksüdatsioonikiiruse konstantidega vastavalt vähemalt 0,3 päeva -1; 0,3–0,05 päev -1; vähem kui 0,05 päev -1. Normaalse struktuuriga primaarsed ja sekundaarsed alküülsulfaadid on ühed kõige kergemini oksüdeeruvad pindaktiivsed ained. Ahela hargnemise suurenemisega oksüdatsioonikiirus väheneb ja propüleentetrameeride baasil valmistatud alküülbenseensulfonaate on kõige raskem hävitada.

Temperatuuri langedes pindaktiivse aine oksüdatsiooni kiirus väheneb ja 0–5 °C juures toimub see väga aeglaselt. Pindaktiivsetest ainetest isepuhastumiseks on kõige soodsamad tingimused neutraalsed või kergelt leeliselised keskkonnad (pH 7–9).

Hõljumi sisalduse suurenemise ja veemassi olulise kokkupuute korral põhjasetetega suureneb pindaktiivsete ainete kontsentratsiooni vähenemise kiirus vees tavaliselt sorptsiooni ja koossadestamise tõttu. Pindaktiivsete ainete olulise akumuleerumisega põhjasetetesse aeroobsetes tingimustes toimub põhjamuda oksüdatsioon mikrofloora toimel. Anaeroobsete tingimuste korral võivad pindaktiivsed ained koguneda põhjasetetesse ja muutuda veehoidla sekundaarse reostuse allikaks.

Erinevate pindaktiivsete ainete 1 mg/dm 3 tarbitava hapniku maksimaalne kogus (BOD) jääb vahemikku 0 kuni 1,6 mg/dm 3 . Pindaktiivsete ainete biokeemilisel oksüdatsioonil tekivad mitmesugused vahepealsed laguproduktid: alkoholid, aldehüüdid, orgaanilised happed jne. Benseenitsüklit sisaldavate pindaktiivsete ainete lagunemise tulemusena tekivad fenoolid.

Pinnavees leidub pindaktiivseid aineid lahustunud ja sorbeeritud olekus, samuti veekogus vee pinnakihis. Kergelt saastunud pinnavees kõigub pindaktiivsete ainete kontsentratsioon tavaliselt milligrammi tuhandikes ja sajandikutes 1 dm3 kohta. Veereostuspiirkondades suureneb kontsentratsioon kümnendiku milligrammini, saasteallikate läheduses võib see ulatuda mitme milligrammini dm 3 kohta.

Veehoidlatesse ja vooluveekogudesse sattudes mõjutavad pindaktiivsed ained oluliselt nende füüsikalist ja bioloogilist seisundit, halvendades hapnikurežiimi ja organoleptilisi omadusi ning püsivad seal kaua, kuna lagunevad väga aeglaselt. Hügieenilisest seisukohast on pindaktiivsete ainete negatiivne omadus nende kõrge vahutamisvõime. Kuigi pindaktiivsed ained ei ole väga mürgised ained, on teavet nende kaudse mõju kohta veeorganismidele. Kontsentratsioonil 5–15 mg/dm3 kaotavad kalad oma limaskesta, suuremal kontsentratsioonil võib täheldada lõpuste verejooksu.

Maksimaalne lubatud kontsentratsioon pindaktiivsetes ainetes on 0,5 mg/dm 3, suurim lubatud kontsentratsioon vr puhul on 0,1 mg/dm 3.

Vaigulised ained. Mõned taimed toodavad keerulise keemilise koostisega vaiguseid aineid. Kaladele ja planktonile on kõige mürgisemad okaspuude (mänd, kuusk) eraldatud vaigulised ained.

Vaiguseid aineid satuvad pinnavette nii puidu raftimise tulemusena kui ka hüdrolüüsitööstuse (mittesöödavate taimsete materjalide töötlemine) reoveega.

Okaspuidust välja uhutud vaiguste ainete MAC BP on alla 2 mg/dm 3 (piirav ohunäitaja – toksikoloogiline).

Vees lahustuv sulfaatligniin. Ligniin on suure molekulmassiga aromaatne ühend. Ligniine eristatakse kolme klassi: okaspuu-, lehtpuu- ja rohttaimligniin. Kõigi ligniinitüüpide ühine struktuuriüksus on fenüülpropaan. Erinevused on seotud funktsionaalrühmade erineva sisuga. Lahustunud kujul satub sulfaatligniin pinnaveekogudesse koos tselluloosi- ja paberitööstuse ettevõtete reoveega (sulfaattselluloos).

Ligniini kõige olulisem omadus on selle kalduvus kondensatsioonireaktsioonidele. Looduslikes vetes hävib ligniin umbes 200 päevaga. Ligniini lagunemisel tekivad toksilised madala molekulmassiga lagunemissaadused (fenoolid, metanool, karboksüülhapped).

MAC v – 5 mg/dm 3 (piirohunäitaja – organoleptiline), MAC vr – 2 mg/dm 3 (piirohunäitaja – toksikoloogiline).

Kloororgaanilised ühendid. Kloororgaanilised ühendid on klassifitseeritud superökotoksilisteks aineteks - võõrained, mis eristuvad ainulaadse bioloogilise aktiivsuse poolest, levivad keskkonnas palju kaugemale oma algsest asukohast ja on juba mikrolisandite tasemel negatiivne mõju elusorganismide peal.

Kloororgaaniliste ühendite hulka kuuluvad polüklooritud dioksiinid, dibensofuraanid, bifenüülid ja kloororgaanilised pestitsiidid.

Dioksiinid lahustuvad hästi orgaanilistes lahustites ja praktiliselt ei lahustu vees. Muude dioksiinide omaduste hulgas tuleks välja tuua nende kõrge nakkuvusvõime, sealhulgas pinnase, tuhaosakeste, põhjasetetega, mis aitab kaasa nende kuhjumisele ja migreerumisele kompleksidena orgaaniliste ainetega ning sattumisele õhku, vette ja toiduainetesse.

Dioksiinide oht ei seisne aga mitte niivõrd ägedas toksilisuses, vaid kumulatiivses mõjus ja pikaajalistes tagajärgedes. Dioksiinide esinemist toidus, õhus ja joogivees peetakse praegu vastuvõetamatuks. Seda on aga võimalik saavutada, kui see on olemas keskkond suurtes kogustes neid ksenobiootikume on praktiliselt võimatu. Seetõttu on enamiku arenenud riikide sanitaar- ja hügieeniteenistused ning keskkonnaametid kehtestanud normid dioksiinide inimkehasse sattumise kohta, samuti nende maksimaalsed lubatud kontsentratsioonid või sisalduse tasemed erinevates keskkondades.

Klooritud bifenüülid (triklorobifenüül, biklorobifenüül). Klooritud bifenüülid satuvad vette peamiselt tööstusjäätmete jõgedesse juhtimise kaudu, samuti laevajäätmetest. Need kogunevad veekogude mudalasse (jõgede ja jõesuudmete vesi sisaldab 50–500 mg/dm3).

Klooritud bifenüülid satuvad mulda, kui muda kasutatakse väetisena ja niisutuspõldudelt.

Klooritud bifenüüle leidub kõigis keskkonnaobjektides ja kõigis bioloogiliste ahelate lülides, eriti linnumunades; nad on väga vastupidavad keskkonnateguritele.

Klooritud bifenüülid on väga mürgised ühendid, mis kahjustavad maksa ja neere. Nende krooniline toime on sarnane klooritud naftaleeni derivaatide toimega. Need põhjustavad porfüüriat: aktiveerivad mikrosomaalseid maksaensüüme. Klorobifenüülmolekuli kloorisisalduse suurenemisega see viimane omadus suureneb.

Klorobifenüülidel on embrüotoksiline toime. Ilmselt on klooritud bifenüülide toksiline toime seotud väga toksiliste polüklorodibensofuraanide ja polüklorodibensodioksiinide tekkega. Aeglaselt kogunevad kehasse. Klooritud bifenüülidel on tugev mõju reproduktiivfunktsioonile.

Pestitsiidid jagunevad kahte põhiklassi: kloororgaanilised ja fosfaatorgaanilised. Kloororgaanilised pestitsiidid on polünukleaarsete süsivesinike (DDT), tsükloparafiinide (heksaklorotsükloheksaan), dieeniühendite (heptakloor), alifaatsete karboksüülhapete (propaniid) jne klooritud derivaadid.

Enamiku kloororgaaniliste ühendite olulisim eristav omadus on nende vastupidavus erinevatele keskkonnateguritele (temperatuur, päikesekiirgus, niiskus jne) ja nende kontsentratsiooni suurenemine bioloogilise ahela järgmistes lülides (näiteks DDT sisaldus veeorganismides võib selle sisaldust vees ületada ühe kuni kahe korra võrra). Kloororgaanilised insektitsiidid on kaladele oluliselt mürgisemad.

Fosfororgaanilised pestitsiidid on estrid: fosforhape - dimetüüldiklorovinüülfosfaat (DDVP); tiofosfor – metafoss, metüülnitrofoss; ditiofosfor – karbofos, rogor; fosfoon - klorofoss. Organofosfaatpestitsiidide eeliseks on nende suhteliselt madal keemiline ja bioloogiline stabiilsus. Enamik neist laguneb taimedes, pinnases ja vees ühe kuu jooksul, kuid mõned taimesisese toimega insektitsiidid ja akaritsiidid (Rogor, Seifos jt) võivad säilida aasta.

Mõned kemikaalid võivad mõjutada kahjurid ainult otsesel kokkupuutel (kontakt pestitsiididega). Oma toime avaldamiseks peab selline ravim mõjuobjektiga vahetult kokku puutuma. Kontaktherbitsiidid peavad näiteks puutuma kokku kõigi hävitatavate taimeosadega, vastasel juhul võib umbrohi uuesti kasvada. Kontaktinsektitsiidid avaldavad enamikul juhtudel oma toimet kokkupuutel putuka mis tahes kehaosaga. Süsteemsed pestitsiidid on võimelised liikuma läbi taime veresoonkonna ja mõnel juhul ka läbi looma veresoonkonna. Need on sageli tõhusamad kui kontaktravimid. Süsteemsete fungitsiidide toimemehhanism erineb enamikul juhtudel oluliselt insektitsiidide omast. Kui insektitsiidid mõjutavad imevaid lülijalgseid kahjuri kehasse sattunud mürgi tõttu, siis fungitsiidid aitavad peamiselt tõsta taime vastupanuvõimet seda tüüpi haigustele.

Peamiseks veekogudesse sattuvate pestitsiidide allikaks on sula-, vihma- ja põhjavee pindmine põllumajandusmaalt ning niisutusaladelt ärajuhitav kollektor- ja drenaaživesi. Pestitsiide võib veekogudesse sattuda ka nende puhastamise käigus soovimatute veetaimede ja muude veeorganismide hävitamiseks koos pestitsiide tootvate tööstusettevõtete reoveega, vahetult põldude pestitsiididega töötlemisel lennunduses, hooletu veetranspordiga transportimisel ja ajal. ladustamine. Vaatamata püsivate pestitsiidide suurele veekeskkonda viimisele, on nende sisaldus looduslikes vetes suhteliselt madal tänu pestitsiidide kiirele kuhjumisele veeorganismide poolt ja ladestumisele mudadesse. Kumulatsioonikoefitsiendid (mitu korda on keemilise aine sisaldus veeorganismides suurem kui vees) on vahemikus 3–10 kuni 1000–500 000 korda.

Pinnavetes võivad pestitsiidid olla lahustunud, suspendeeritud ja sorbeeritud olekus. Kloororgaanilisi pestitsiide leidub pinnavees tavaliselt kontsentratsioonis n·10 -5 -n·10 -3 mg/dm 3, fosfororgaanilisi pestitsiide – n·10 -3 -n·10 -2 mg/dm 3 .

Herbitsiidid. Ramrod (atsüliid, nititsiid, shatetsiid, propakloor). Ramrod on herbitsiid, mis on valge kristalne aine, mille lagunemisperiood mullas kuni mittetoksilisteks toodeteks - kuni 2 kuud.

Ramrodit kasutatakse umbrohu tõrjeks kapsa, sibula, rutabaga, naeri, küüslaugu, maisi ja mõnede teiste põllukultuuride kasvatamisel. Suurim lubatud kontsentratsioon (MPC) on 0,01 mg/dm 3, kalandusveehoidlates ei ole ravimi sisaldus lubatud.

Saturn (risaan, boolero, tiobenkarb, bentiokarb). Saturn on herbitsiid, mida kasutatakse hirsilaadsete umbrohtude tõrjeks riisikasvatuses.

Ravim on kerge, vees kergelt lahustuv vedelik, mis ei ole mesilastele ja teistele putukatele mürgine. Ettevaatusabinõud saturni kasutamisel on samad, mis mõõdukalt toksiliste pestitsiidide puhul. MPC v – 0,05 mg/dm 3, MPC vr – 0,0002 mg/dm 3.

Simasiin (akvaasiin, hesatop, princep). Simasiin on herbitsiid, mida kasutatakse umbrohu hävitamiseks maisikultuurides, viljapuuaedades, viinamarjaistandustes ja teeistandustes. See on valge kristalne aine, mis hüdrolüüsub vees kergesti, moodustades tsüanuurhappe. Ettevaatusabinõud simasiini kasutamisel on samad, mis vähetoksiliste pestitsiidide puhul.

Simazinil on lai valik tegevus iga-aastaste umbrohtude ja pikaajalise püsivuse vastu mullas. Meil soovitatakse simasiini kasutada maisil, talinisul ja rukkil, kartulitel, maasikatel, karusmarjadel, vaarikal jne. suured annused Simasiini saab kasutada taimede täielikuks hävitamiseks mittepõllumajanduslikel aladel (raudtee- ja lennuväljade territooriumid). Simasiin säilib mullas pikka aega.

Simasiin on lindudele ja mesilastele praktiliselt mittetoksiline. Ravimi sisaldus veekogudes olme-, joogi- ja kultuuritarbeks ei ole lubatud, MPC vr – 0,0024 mg/dm 3 .

Insektitsiidid. Aldriin (aglükoon, veratox, GGDN, kartofiin, oktaliin, ühend 118). Aldriin on insektitsiid, mida iseloomustab kõrge stabiilsus, kumulatiivsus ja toksilisus. See on väga mürgine aine, mis mõjutab siseorganid(maks, neerud). Vene Föderatsioonis ei ole aldriini kasutamine lubatud.

Varem kasutati aldrini laialdaselt seemnete töötlemiseks ja puuvilla pihustamiseks. Pinnas, taimedes, putukates ja selgroogsetes metaboliseerub aldriin dieldriiniks. See putukamürk püsib pinnases kaua: aasta pärast pritsimist avastatakse 90% ja 3 aasta pärast – 72–80% kasutatud ravimist. Temperatuuril 24–40°C muutub 4–8% aldriinist dieldriiniks.

Aldriin annab veele spetsiifilise lõhna ja mõrkjas-kokkutõmbava maitse. Lõhnalävi vastab kontsentratsioonile 0,03 mg/dm 3, maitse ilmneb kontsentratsioonil 0,002 mg/dm 3. Kontsentratsioonidel 0,02–0,1 mg/dm 3 ei muuda ravim orgaaniliste ühendite biokeemilise oksüdatsiooni protsesse ning kontsentratsioonidel 1–10 mg/dm 3 suurendab BHT-d ja stimuleerib saprofüütilise mikrofloora arengut. vesi.

MPC b – 0,002 mg/dm 3 (piirav ohuindikaator – organoleptiline).

Karbofos (malatioon, sumitox, fostion, cytion). Karbofos, mis on värvitu vedelik, on multifunktsionaalne insektitsiid: akaritsiid, nematitsiid, larvitsiidid. Ettevaatusabinõud karbofosi kasutamisel – nagu mõõdukalt toksiliste pestitsiidide puhul.

Ravimit kasutatakse kahjulike putukate ja lestade vastu võitlemiseks paljudel põllukultuuridel: puuviljad, köögiviljad, marjad, teraviljad. Karbofos on efektiivne teeistandustel ja puuvillal ning seda soovitatakse kasutada viljasalvede kahjurite tõrjeks viljaaidades.

Suurim lubatud kontsentratsioon (MPC) on 0,05 mg/dm 3 (kahjulikkuse piirnäitaja on organoleptiline), kalandusreservuaaride vees ei ole ravimi sisaldus lubatud.

Eelmine

Käsikirjana

IZVEKOVA Tatjana Valerievna

LOODUSLIKUS VEES SISALDUVATE ORGAANILISTE ÜHENDITE MÕJU JOOGIVEE KVALITEEDILE (Ivanovo linna näitel)

Ivanovo - 2003

Tööd viidi läbi Riiklikus Kutsekõrgkoolis "Ivanovo Riiklik Keemia-Tehnikaülikool".

Teaduslik juhendaja: keemiateaduste doktor,

Dotsent Grinevich Vladimir Ivanovitš

Ametlikud oponendid: keemiateaduste doktor,

Professor Mihhail Ivanovitš Bazanov keemiateaduste doktor, professor Oleg Pavlovich Yablonsky

Juhtiv organisatsioon: Vene Lahuste Keemia Instituut

Teaduste Akadeemia (Ivanovo)

Kaitsmine toimub 1. detsembril 2003 kell 10 lõputöö nõukogu koosolekul D 212.063.03 Riiklikus Kutsekõrgkoolis "Ivanovo Riiklik Keemia-Tehnikaülikool" aadressil: 153460, Ivanovo, F. Engels Ave., 7.

Doktoritöö on leitav Riikliku Ülikooli raamatukogust haridusasutus erialane kõrgharidus "Ivanovo Riiklik Keemia-Tehnoloogiline Ülikool".

Teadussekretär

väitekirja nõukogu

Bazarov Yu.M.

Töö asjakohasus. Probleem, mis on seotud erinevate orgaaniliste ühendite esinemisega joogivees, tõmbab mitte ainult erinevate teadusvaldkondade teadlaste ja veetöötlusspetsialistide, vaid ka tarbijate tähelepanu.

Pinnavee orgaaniliste ühendite sisaldus on väga erinev ja sõltub paljudest teguritest. Domineeriv on inimese majandustegevus, mille tulemusena pinnavee äravool ja sademed saastuvad mitmesuguste ainete ja ühenditega, sealhulgas orgaanilistega, mida leidub nii pinna- kui ka joogivees mikrokogustes. Mõned ained, nagu pestitsiidid, polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud (PAH), klooriorgaanilised ühendid (OCC), sealhulgas dioksiinid, on isegi mikrodoosides inimeste tervisele äärmiselt ohtlikud. See määrab nende prioriteedi koos teiste ökotoksiliste ainetega ja nõuab vastutustundlikku lähenemist veepuhastustehnoloogia valikul, nii joogivee kui ka veeallika seireks ja kvaliteedikontrolliks.

Seetõttu COC-de sisalduse uurimine nii veevarustusallika vees kui ka viimaste välimus joogivees; lühi- ja pikaajalisest veetarbimisest tuleneva rahvatervise ohu kindlaksmääramine, nagu potentsiaalne oht on praegu oluline. Lõputöös viidi uuringud läbi Volski veehoidla näitel, pakkudes

80% Ivanovo elanike joogivee tarbimisest. __

Töö viidi läbi vastavalt Ivanovo Riikliku Keemiatehnoloogia Ülikooli (2000 - 2003), RFBR GRANT nr 03-03-96441 ja Föderaalse Teadusuuringute Keskuse temaatilistele uurimisplaanidele.

Selle töö põhieesmärk oli välja selgitada seos Uvodski veehoidla veekvaliteedi ja joogivee vahel, samuti hinnata kantserogeensete ja üldiste toksiliste mõjude ohtu elanikkonnale. Nende eesmärkide saavutamiseks tehti järgmist:

järgmiste olulisemate veekvaliteedi näitajate eksperimentaalsed mõõtmised: pH, kuivjääk, KHT, fenoolide kontsentratsioon, lenduvad halogeenitud süsivesinikud (kloroform, per "~ [kloroetaan,

Trikloroetüleen, tetrakloroetüleen, 1,1,2,2-tetrakloroetaan), klorofenoolid (2,4-diklorofenool, 2,4,6-triklorofenool) ja pestitsiidid (gamma HCH, DDT) nii veevarustuses kui ka joogivees;

Määratud on peamised naftasüsivesinike ja fenoolide allikad ja neeldajad Uvodi veehoidlas;

Tehtud on arvutused kantserogeensete ja üldiste toksiliste mõjude ohu kohta ning välja töötatud soovitused nende esinemise tõenäosuse vähendamiseks veetarbijatel.

Teaduslik uudsus. Ivanovo linna veevarustusallikas on kindlaks tehtud veekvaliteedi ajaliste ja ruumiliste muutuste mustrid. Veevarustusallika peamiste mürgiste ainete sisalduse ja joogivee kvaliteedi vahel on kindlaks tehtud seosed, mis võimaldavad kloori doosi muutmise või veepuhastussüsteemi täiustamise kaudu vähendada kahjulike kantserogeensete ja üldmürgiste tekkeriske. mõjusid. On kindlaks tehtud seos hõljuva orgaanilise aine ja klorofenoolide sisalduse vahel reservuaaris ja joogivees. On näidatud, et kloroformisisalduse määravad loodusliku vee pH väärtused ja permanganaadi oksüdeeritavus (PO). Esmakordselt on tuvastatud linnaelanikel ebasoodsate organoleptiliste, üldtoksiliste ja kantserogeensete mõjude tekkeriskid ning sellega seotud oodatava eluea lühenemine ja tervisekahjustused.

Praktiline tähtsus. Esmakordselt määrati kindlaks peamised naftasüsivesinike ja fenoolide allikad (Volga-Uvodi kanal ja atmosfääri sademed) ning neeldajad (hüdrodünaamiline eemaldamine, biokeemiline muundamine, settimine ja aurustumine) Uvodi veehoidlas. Lisaks saab saadud katseandmeid kasutada veehoidla ja joogivee kvaliteedi muutuste prognoosimiseks. Soovitused on antud veevõtu kohta kontrollitud sügavusest teatud aastaaegadel, samuti veepuhastussüsteemide kaasajastamise vajaduse keskkonna- ja majandusmajanduslikuks põhjenduseks.

Kaitsmiseks esitatud põhisätted. 1. COC-de ruumilis-ajalise ja faasidevahelise jaotuse mustrid reservuaaris.

2. Suhe keemiliste saasteainete sisalduse vahel Uvodski veehoidlas ja joogivees, mis on läbinud kõik veetöötlusetapid.

3. Naftasüsivesinike ja fenoolide reservuaari sissevõtmise ja eemaldamise bilansiarvutuste tulemused.

4. Veepuhastuse läbinud vee lühi- ja pikaajalise tarbimise, oodatava eluea (LLE) vähenemise ja rahalises ekvivalendis elanikkonna tervisele tekitatud kahju arvutamise tulemused. Ivanovo statistilise elukalliduse (SCL) järgi ja kahju vastavalt “ elule, tervisele tekitatud kahju hüvitamise vastutuskindlustuse miinimumsumma...”.

Töö avaldamine ja testimine. Doktoritöö peamistest tulemustest teatati III Venemaa teadus-tehnilisel seminaril "Joogiveega varustamise probleemid ja nende lahendamise viisid", Moskva, 1997; Ülevenemaaline teadus- ja tehnikakonverents "Loode-Venemaa loodusvarade arendamise ja kasutamise probleemid", Vologda, 2002; II rahvusvaheline teadus-tehniline konverents "Ökoloogilised probleemid piirkondade säästva arengu teel", Vologda, 2003.a.

Lõputöö ulatus. Doktoritöö on esitatud 148 leheküljel, sisaldab 50 tabelit, 33 joonist. ning koosneb sissejuhatusest, kirjanduse ülevaatest, uurimismeetoditest, tulemuste arutelust, järeldustest ja tsiteeritud kirjanduse loetelust, sealhulgas 146 nimetusest.

Esimeses peatükis käsitletakse orgaaniliste ainete peamisi allikaid ja neeldajaid, sh kloororgaanilisi ühendeid looduslikes pinnavees, kloororgaaniliste ühendite tekke- ja lagunemismehhanisme vees. Dan võrdlev analüüs erinevaid meetodeid veetöötlus (kloorimine, osoonimine, UV-kiirgus, ultraheli, röntgenkiirgus), samuti ühe või teise vee desinfitseerimise meetodi mõju selles sisalduvate keemiliste ainete sisaldusele. On näidatud, et praegu ei ole ühtegi meetodit ja vahendit ilma teatud puudusteta, mis oleks universaalne igat tüüpi veepuhastusviiside jaoks: joogivee ettevalmistamine, tööstusliku reovee, olmereovee ja sademevee desinfitseerimine. Seetõttu on kõige tõhusam ja kulutõhusam

Oluline on parandada looduslike veekogude kvaliteeti veevarustusallikates. Seega ei ole peamiste mürgiste ainete tekke ja migratsiooni uurimine igal konkreetsel veevarustusjuhul mitte ainult asjakohane, vaid ka kohustuslik nii allika vee kvaliteedi parandamiseks kui ka veepuhastusmeetodi valikul.

Teises peatükis tutvustatakse uurimisobjekte: veevarustuse pinna- (Uvodski veehoidla, joon. 1) ja maa-alused (Gorinski veehaarde) allikad, samuti linna veevarustuse vesi.

Kvaliteedinäitajate analüüs viidi läbi sertifitseeritud meetoditega: pH-potentsiomeetriline; kuivjääk ja heljumid määrati gravimeetrilisel meetodil; keemiline (COD), biokeemiline (BOD5) hapnikutarbimine ja lahustunud hapnik - titrimeetriliselt, lenduvad fenoolid - fotomeetriliselt (KFK-2M), naftasaadused määrati IR spektrofotomeetrilise meetodiga ("8resogs1-80M"), lenduvad halogeenitud süsivesinikud (kloroform, süsiniktetrakloriid , klooretüleenid, kloroetaanid) määrati nii gaasikromatograafiliselt kui ka

ja fotomeetrilised meetodid, kloor-fenoolid ja pestitsiidid (gamma HCH, DDT) - gaasikromatograafiliste meetoditega (Biolyuti kaubamärgi gaasikromatograaf elektronide püüdmise detektoriga (ECD)). Juhuslik viga COC mõõtmisel kromatograafiliste meetoditega (usaldustõenäosus 0,95) ei ületanud 25% ja suhteline viga kõigi teiste veekvaliteedi näitajate mõõtmisel standardmeetoditega ei ületanud 20%.

Peatükk 3. Vee kvaliteet Uvodski veehoidlas. Peatükk on pühendatud orgaaniliste ühendite ajaruumilise jaotuse ja üldistatud näitajate mõju analüüsile (2. peatükk). Mõõtmised on näidanud, et pH väärtuse muutus ei ületa veeökosüsteemi taluvuspiire

laoruumid

Meie. välja arvatud mõned mõõtmised (jaamad: tamm, kanal). Hooajalised muutused – suurenenud siidisus, a. Järelikult on vee pH väärtused suvel seotud peamiselt fotosünteesi protsessidega. Alates 1996. aastast (vee tarbimine) on olnud tendents pH tõusule. vastavalt aasta lõikes: 7,8 (1996); 7,9 (1997); 8,1 (1998); 8,4 (2000); 9,0 (2001). mis on ilmselt seotud reservuaari biotootlikkuse suurenemisega ja biomassi kuhjumisega vette. See näitab reservuaari troofilise taseme järkjärgulist tõusu.

Orgaaniliste ainete sisalduse analüüs (joonis 2) Uvodski veehoidla vees aastatel 1993–1995 näitas nende sisalduse suurenemist 210 mg/l-ni, lahustunud orgaaniliste ainetega kuni 174 mg/l ja suspendeeritud kujul. nende sisaldus tõusis 84%-ni. Suurim kogus lahustunud orgaanilist ainet on täheldatud Rožnovo küla piirkonnas ja hõljuv orgaaniline aine on kogu veehoidlas enam-vähem ühtlaselt jaotunud.

Orgaaniliste ainete sisalduse uurimine lahustunud ja suspendeeritud vormide koostises veehaardes näitas, et stabiilse veevahetuse faasis on põhiosa orgaanilistest ühenditest lahustunud või kolloid-lahustunud olekus (93-^98,5%). .

Üleujutuse ajal (2. kvartal) suureneb orgaaniliste ühendite sisaldus nii lahustunud kui heljunud kujul ning heljumid moodustavad 30–35% orgaaniliste ainete üldsisaldusest. Vaja on 01 meest. et stabiilse veevahetuse faasis on orgaaniliste ühendite sisaldus veehaarde piirkonnas suurem kui talvekuudel. Ilmselt on selle põhjuseks mõnede orgaaniliste ainete (võimalik, et naftasaaduste) intensiivsemad oksüdatsiooni-, fotosüteesi- või hüdrolüüsiprotsessid ja nende muundumine lahustunud solubiliseerumiseks.

PO väärtus muutus aastatel 1995-2001. piires (mg Oo/l): 6,3-10,5; aasta keskmised väärtused olid: 6,4-8,5. Biokeemiliselt oksüdeeruvate orgaaniliste ühendite (BOD5) sisaldus Uvodski veehoidla vees

■ 1. kvartal 2. kvartal OZ kvartal IV kvartal

vaesus jäi vahemikku 1,1–2,7 mg O2/l, BHT5 standardväärtustega 2 mg Og/l ja PO – 15 mgOg/l.

Oksüdatsioonile (kloorimine, osoonimine) alluvate lahuste tsütotoksilisuse maksimaalne väärtus ilmneb minimaalse BHT/PO suhte juures, mis näitab bioloogiliselt mitteoksüdeeruvate ühendite olemasolu lahuses. Seetõttu võib asendatud ühendite oksüdeerimine teatud tingimustel põhjustada vaheproduktide moodustumist, millel on suurem tsütotoksilisus.

Mõõtmistulemused (tabel 1) näitavad BOD5/PO suhte vähenemise tendentsi, mis viitab raskesti oksüdeeruvate orgaaniliste ainete kuhjumisele reservuaari ja on negatiivne tegur reservuaari normaalseks funktsioneerimiseks, ja selle tulemusena suureneb COC-de tekke tõenäosus vee kloorimise ajal.

Tabel 1

BOD5/PO suhte muutus hooajati_

Hooaja BOD/PO väärtus

1995 1996-1997 1998 2000-2001

Talv 0,17 0,17 0,15 0,15

Kevad 0,26 0,23 0,21 0,21

Suvi 0,13 0,20 0,20 0,19

Sügis 0,13 0,19 0,19 0,18

Keskm. 0,17 0,20 0,19 0,18

Kogu uuritava aja jooksul ei langenud lahustunud hapniku kogus Uvodski veehoidlas kunagi alla normi ja absoluutväärtused on aastate jooksul üksteisele lähedased. Suvel langeb fotosünteesiprotsesside intensiivsuse suurenemise tõttu lahustunud hapniku kontsentratsioon keskmiselt 8,4 mg/l. See toob kaasa saasteainete oksüdatiivsete protsesside intensiivsuse vähenemise, kuid orgaaniliste ühendite (OC) sisalduse adekvaatset tõusu III kvartalis ei täheldatud (joonis 2). Järelikult on OS-i lagunemise peamised kanalid pigem fotokeemilised protsessid või hüdrolüüsi ja biokeemilise oksüdatsiooni reaktsioonid, mitte keemiline oksüdatsioon.

Orgaaniliste ainete sisalduse seire (joonis 3) veehoidla akvatooriumis näitas, et lenduvate fenoolide ja õlisüsivesinike keskmine sisaldus on kevadel maksimaalne ja on umbes 9 ja 300 MAC.x. vastavalt. Eriti kõrgeid kontsentratsioone täheldatakse Mikshino küla piirkonnas (14 ja 200 MPC.x.), Rožnovo külas (12 ja 93 MPC.x.) ja Ivankovo ​​küla lähedal

rohkem kui 1000 MPCr.x. (naftatoodete puhul). Järelikult on biokeemiliselt raskesti oksüdeeruvate orgaaniliste ainete kogunemine Uvodski veehoidla vette reservuaari reostuse tagajärg, mis seletab PO väärtuse suurenemist.

1. veerand mg/l

2. veerand

3. veerand 5 -

4. veerand O

12 3 4 Naftatooted

Riis. 3. Lenduvate fenoolide ja naftasaaduste ruumiline jaotus aeg-ajalt jaamades (1995): 1) tamm, 2) "Mik|ni1yu", 3) kanal, 4) "Rozhnovo", 5) "Ivankovo".

Fenoolide ja nafta süsivesinike (OP) sisalduse suurenemise peamiste põhjuste selgitamiseks reservuaari vees mõõdeti nende sisaldust atmosfäärisademetes (tabel 2), mis võimaldas määrata nende ühendite peamised allikad ja neeldumised veekogusse. reservuaari tasakaaluvõrrandist (tabel 3).

tabel 2

Fenoolide ja nafta süsivesinike kontsentratsioonid atmosfäärisadestamisel

Näidik Lumikate* Vihma

1 2 3 4 15 1 Keskm.

Fenoolid, µg/l 17 12 15 8 19 IV 12

NP. mg/l 0,35 0,1 0,05 0,1 0,3

*1) tamm, 2) "Mnkšino", 3) kanal, 4) "Rožnovo", 5) "Ivankovo".

Tabel 3

Fenoolide ja nafta süsivesinike allikad ja neeldajad Uvodski veehoidlas

Liitallikad, t/aastas 2, t/aastas Väljundi allikad, t/aastas* A. t/aastas

Vihma äravool Sulavesi äravool R-Uvod Volga-Uvod kanal GW, t/aastas BT, t/aastas i, t/aastas

Fenoolid 0,6 0,3 0,5 0,8 2,2 1,1 0,3 0,6 -0,2 (8,5%)

NP 13,76 2,36 156,3 147,7 320,1 111,6 93,6 96,0 -18,9 (5,9%)

* HW - hüdrodünaamiline eemaldamine: BT - transformatsioon (biokeemiline), I - aurustamine; X on kogu laekumine; D - tulu- ja kulukirjete vahe.

OP-de atmosfäärisaaste saastatus, võrreldes kevadise üleujutuse ajal nende sisaldusega veehoidlas, on väike ja ulatub lumel (2 MACpit) 0,1 mg/l ja vihma korral 0,3 mg/l (6 MACpit), seega. , kevadel täheldatud OP-de suurenenud kontsentratsioonid (joonis 3) Uvodski veehoidla vees on põhjustatud muudest allikatest. Tabeli andmed 3 näitab järgmist:

Uvodi veehoidlasse sisenevate naftasüsivesinike peamised allikad on Volga-Uvodi kanal ja Uvodi jõe vool (umbes 50%), atmosfääri sademed ja sulamisvesi ei mõjuta oluliselt naftasaaduste sisaldust vees. reservuaarist;

Fenoolide puhul on peamised allikad kõik arvestatavad sisenemiskanalid: Volga-Uvodi kanal - 36%, vihma äravool - 26%, jõe äravool. Uvod - 23%, sulamisvesi - 15%;

Peamised eemaldamiskanalid on määratud: fenoolidel - hüdrodünaamiline eemaldamine (~ 50%); OP puhul - hüdrodünaamiline eemaldamine, aurustamine ja biokeemiline muundamine - vastavalt 34,30,29%.

Orgaanilise kloori üldsisalduse, sealhulgas lenduvate, adsorbeerunud ja ekstraheeritavate COC-de (joonis 4) mõõtmised näitasid, et COC-de üldsisaldus klooris reservuaaris on maksimaalne allikaveevahetuse ajal allika piirkonnas. Ivankovo ​​külas - 264 ja suveperioodil - 225 µg/l ("Mikshi-no") ning sügisel - kanalis, Ivankovo's (vastavalt 234 ja 225 µg/l).

■ 1. veerand

□ 2. veerand

□ 3. veerand В4. veerand

1 2 3 4 5 veevõtutiigli hulgas.

Tuleb märkida, et kui 1995.-96. veehaarde osas meetodite tundlikkuse piires COC-sid alati ei tuvastatud, siis 1998. aastal registreeriti 85% mõõtmistest kloroform ja 75% süsiniktetrakloriid. Kloroformi muutuvate väärtuste vahemik oli 0,07 kuni 20,2 μg/l (keskmine - 6,7 μg/l), mis on 1,5 korda kõrgem maksimaalsest lubatud kontsentratsioonipiirist ja SSC puhul 0,04 kuni 1,4 µg/l. l (keskmiselt 0,55 µg/l), selle normaalse puudumisega vooluveekogus. Klooretüleenide kontsentratsioonid veehoidla vees ei ületanud standardväärtusi, kuid 1998. aasta suvel registreeriti “tetrakloroetüleen, mille esinemine looduslikes vetes on lubamatu. Aastatel 1995 - 1997 tehtud mõõtmised näitasid selle puudumist 1,2-dikloroetaani ja 1,1,2,2-

tetrakloroetaan. Kuid 1998. aastal avastati kevadise veevahetuse käigus veehaarde piirkonnas 1,2-dikloroetaani olemasolu.

Uvodski veehoidlas olevad klorofenoolid kogunevad peamiselt põhjaveekihtidesse ja üleujutuste ajal (2. kvartal) nende kontsentratsioon suureneb. Sarnast jaotumist täheldatakse hõljuva ja lahustunud orgaanilise aine puhul (joonis 2). Seega on hõljuvate ainete sisalduse suurenemise (korrelatsioonikoefitsient 11 = 0,97), nimelt orgaanilise heljumi (12,5 korda) ja kloorfenoolide kontsentratsiooni vahel reservuaari vees hea korrelatsioon (joon. 5).

C, µg/dm* Stabiilse veevahetuse faasis

2,4-diklorofenool / muuta klorofenoolide sisaldust

2,4,6-triklorofenool/. veevõtuala nii palju kui võimalik,

mis on ilmselt seotud mürgiste ainete pinnale liikumisega

riputatud kihtidena alumistest kihtidest, alates

60 70 80 massiprotsenti

millel on suurem sisaldus

Riis. 5. Kloori kontsentratsiooni sõltuvus hõljumi sisaldusest, g orgaaniliste hõljuvate fenoolide kokkusurumisel

puhastatud orgaanilised ained. ained.

Kogu uurimisperioodi jooksul ei tuvastatud y-HCH, DDT ja selle metaboliite Uvodski veehoidla vees ega joogivees. Järjestikku paiknevates jaamades (Rožnovo, Mikshino, Ivankovo) kogutud veeproovides lahjendusprotsessi tulemusena oodatavat OC sisalduse vähenemist ei toimu. Näiteks Rožnovo jaamas on fenoolide NP keskmine kontsentratsioon. kloroform, trikloroetüleen. PO on MPCx proportsioonides vastavalt 8,7:56;<0,5; 0,02; 0,85. На станции «Микшино» средние концентрации составляю! соответственно - 8.9: 110; 2.9; 0.03; 0.73.На станции «Иванково» - 7,0; 368: 6.75; 0.36; 0,55. Таким образом, явление разбавления характерно для фенолов и других, трудно окисляемых соединений (ПО); для НП. хлороформа и трихлорэтилена отмечается явный рост концентраций.

Veidi teistsugune olukord on jaamades “Kanal” ja “Tam”. Lahjendusprotsessid toimuvad siin kõigi mõõdetud ühendite puhul.

Kanali jaama fenoolide, OP, kloroformi, trikloroetüleeni, PO keskmised kontsentratsioonid on vastavalt murdosades maksimaalsest lubatud kontsentratsioonist - 7,4; kolmkümmend; 0,7; 0,04, 0,55; keskmine kontsentratsioon “tammi” jaamas on 4,8; 10;<0,5; 0,02; 0,61. Наблюдается рост концентраций трудно окисляемых соединений (по результатам замеров ПО, БПК5/ПО) у верхнего бьефа плотины, что связано с гидродинамическим переносом с акватории водохранилища.

4. peatükk. Veevarustuse allika veekvaliteedi ja joogivee vaheline seos. Kogu vaatlusperioodi vältel on seos kloororgaaniliste ühendite sisalduse vahel Uvodski veehoidlas ja joogivees pärast kloorimisprotsessi. Kloororgaaniliste ühendite üldsisaldus kloorina on linnakollektori sissepääsu juures asuvas puhta vee reservuaaris kõigil vaadeldavatel perioodidel maksimaalne (joonis 4). Pange tähele, et selle näitaja tõus pärast maa-aluse vee kloorimist on ebaoluline (1,3 korda) ja maksimaalne väärtus on 88 μg/l.

Tabel 4

COC sisalduse aastane dünaamika Uvodski veehoidlas

■ Näidik ■ -■■ ......- Keskmine väärtus, µg/dm * MPC.x.,

1995** 1996-1997 1998 µg/dm3

Kloroform<5-121 /8,6 <5-12,6/8,0 1,4-15,0/7,8 5

SSC<1-29,4/1,3 <1 0,08-1,4/0,5 отс.

1,2-dikloroetaan___<6 <6 <0,2-1,7/0,6 100

Triklorotüleen<0,4-13/0,81 <0,1-0,1 /0,05 <0,1-0,1 /0,03 10

Tetrakloroetüleen - -<0,04-0,1 /0,02 отс.

1,1,2,2-tetrakloroetaan - -<0,1 отс.

2,4-diklorofenool -<0,4-3,4/1,26 <0,1-2.1 /0,48 О 1С.

2,4,6-triklorofenool j<0.4-3,0/1,3 | <0,4-2,3/0,43 ОТС.

♦min - shak/(aasta keskmine); ** - keskmine andmed 6 vaatlusjaamast.

Veehoidla ökosüsteemile soodne trend on kõigi kontrollitavate keemiliste ainete sisalduse vähenemine (tabel 4), kuid kloroformi, süsiniktetrakloriidi, tetrakloroetüleeni, 2,4-diklorofenooli ja 2,4 aasta keskmised kontsentratsioonid vähenevad. 6-triklorofenooli ületab vastava

PDKrH, st. veeökosüsteemides on nende ühendite koormus suurenenud.

Pärast kloorimist COC-de kontsentratsioon joogivees tõuseb, kuid ei ületa vastavaid joogiveele kehtestatud norme, välja arvatud 2,4-diklorofenool (tabel 5).

Tabel 5

Joogivee COC sisalduse aastane dünaamika

Näidik Keskmine väärtus, µg/dm"1 *

1995 19961997 1998 2000 2001 MPCp**

Kloroform 7,8-35,2 5,6-24,6 5,0-43,5 3,2-38,6 5,0-24,4 200/30

(18,3) (12,2) (11,3) (10,95) (9,3)

SSC<1 <1 0.2-0.86 (0,5) 0,2-1,2 (0,53) 0.2-1.1 (0,51) 6/2

1,2-dikloroetaan<6-8,6 <6 <6 <0.2-6.0 (1,4) <0.2-2.5 (1,18) <0.2-1.3 (0,74) 20/10

Trikloroetüleen<0,4-0,4 <0,4 <0,4 <0.1-0.7 (0,18) <0.1-0.2 (0,1) <0.1-0.4 (0,16) 70/3

Tetrakloroetüleen -<0.04-0.1 (0,06) <0,040,1 2/1

1,1,2,2-tetrakloroetaan - -<0,1 <0,10.12 <0,1 200

2,4-diklorofenool - 0,4-5,3<0.1-4.3 <0.1-2.1 0.1-0.4 2

(1,6) (1,43) (0,7) (0,3)

2,4,6-triklorofenool -<0,4-2,8 (0,92) <0.4-3.1 (1,26) <0.4-1.3 (0,78) <0,4 4/10

Gamma HCH DDT –<0,002 2/отс

*max - tt / (aastased keskmised väärtused); **MPC - RF standardid / - WHO standardid.

C1 Perioodiliselt (teatud kuudel)

I-S-S-S! oI-C-O"+CHC, täheldati soovitatud normidega võrreldes suurenenud kloro-O C1 O roformi sisaldust

WHO vannitoad. Moodustunud kloroformi kogus määratakse loodusliku vee pH ja PO väärtuste järgi (joonis 7), mis ei ole vastuolus kirjanduse andmetega.

Perioodiliselt (mõnel kuul) täheldati kloroformi taseme tõusu võrreldes WHO soovitatud standarditega. Moodustunud kloroformi kogus määratakse loodusliku vee pH ja PO väärtuste järgi (joonis 7), mis ei ole vastuolus kirjanduse andmetega.

2,4-diklorofenooli kontsentratsioon ületas normaliseeritud väärtust (MPC -2 µg/l) 30% mõõtmistel kogu perioodi jooksul keskmiselt 40 -5-50%.

tähelepanekud. Pange tähele, et klorofenoolide maksimaalseid kontsentratsioone joogivees täheldati suvel (Q3), mis on korrelatsioonis nende sisaldusega veehaarde piirkonnas.

Klooriga, µg/dm3

Riis. 7. Seos kloorisisalduse ja joon. 8. Joogivee vormisisalduse seos pH (1) klorofenoolidest joogivees ja kloori-iCOD (2) looduslikus vees nols (1), hõljuv orgaaniline aine

(I, = 0,88; = 0,83). ühendid (2) looduslikus vees

(K| - 0,79; K2 _ 0,83).

Joogivees on tendents klorofenoolide suurenemisele: 2,4-diklorofenoolil keskmiselt 2 korda ja 2,4,6-triklorofenoolil 1,3 korda suvel. Joogivee klorofenoolide kontsentratsiooni, aga ka nende kontsentratsiooni ja hõljuvate orgaaniliste ühendite sisalduse vahel looduslikus vees on hea korrelatsioon (joonis 8).

Tulenevalt asjaolust, et klorofenoolide kontsentratsioonid põhjakihtides on suuremad ja valdavalt suspensioonis, on vaja parandada vee filtreerimise protsessi, samuti teostada veevõttu kontrollitud sügavuselt. eriti kevadel ja suvel.

Peatükk 5. Joogivee mõju hindamine rahvatervisele. Kasutades

arvutiprogramm "Puhas vesi". Peterburi teadus- ja tootmisühingu "POTOK" poolt välja töötatud, viidi läbi joogivee vastavuse hindamine standardnäitajate järgi ning hinnati inimese elundite ja süsteemide talitlushäirete ohtu, kui veetöötluse läbinud vee tarbimine (1 tab. 6) .

Arvutustulemused näitavad kahjulike organoleptiliste mõjude riski vähenemist joogivee tarbimisel nii vahetu kui ka krooniline mürgistus veehaardepiirkonna loodusliku vee suhtes. Märkimisväärne osa see hõlmab selliseid näitajaid nagu fenoolid ja nende kloori derivaadid (2,4-diklorofenool ja 2,4,6-triklorofenool). Teiselt poolt

rons pärast veepuhastusprotsessi suurendab (1,4 korda) kantserogeensete mõjude (kloroform, süsiniktetrakloriid ja trikloroetüleen) riski ja üldist toksilisuse riski: krooniline toime 4-5 korda ja kokku 2-3 korda, mille moodustavad fenoolid. , kloroform, süsiniktetrakloriid, 1,2-dikloroetaan ja trikloroetüleen.

Tabel 6

Riskiarvutuse tulemused 1998_.

Näitajad Risk

Pind Alumine joomine

Ebasoodsate organoleptiliste mõjude tekkimise oht (viivitamatu toime) 0,971 0,999 0,461

Organoleptiliste kahjulike mõjude tekke oht (krooniline mürgistus) 0,911 0,943 0,401

Kantserogeense toime oht 0,018 0,016 0,21

Üldine mürgistusrisk (kroonilise mürgistuse teke) 0,001 0,001 0,005

Üldine mürgistusrisk (kokku) 0,003 0,003 0,008

Saadud andmed võimaldasid tuvastada prioriteetsed saasteained

La uuritud, nagu kloroform, süsiniktetrakloriid ja trikloroetüleen, 1,2-dikloroetaan, 2,4-diklorofenool ja 2,4,6-triklorofenool, mis annavad olulise panuse kogu mürgisuse riski.

Üldise toksilise ja kantserogeense toime avaldumise tõenäosuse leitud väärtused ületavad oluliselt normaliseeritud riskiväärtust. Kantserogeensete omadustega ainete lubatud (vastuvõetav risk) jääb vahemikku 1 (G4 kuni 10"6 inimest inimese kohta aastas, st haigus- ja surmaohu väärtused vee tarbimisel ei ole vastuvõetavad).

On näidatud, et Ivanovo elanike tarbitava joogivee praegune olukord põhjustab nende tervise halvenemist ja sellest tulenevalt oodatava eluea lühenemist: mehed - 5,2; naised - 7,8 aastat (tabel 7).

Tabel 7

Elanikkonna rühmade oodatava eluea lühendamine___

Riski nimetus (R), aktsiad rel. ühikut 1XE = b x K, aasta

Mehed Naised

Keskmine eluiga 56 71

Elanikkonna keskmine vanus 37 42.3

Eeldatav saldo<изни 19 28.7

Organoleptiliste ebasoodsate mõjude tekke oht (kohene toime) 0,157 Näitaja, mis iseloomustab organismi ebastabiilsete negatiivsete reaktsioonide esinemist tarbitud joogiveele (allergilised reaktsioonid jne). Organolep. vahetud näitajad toimingud ei vii enamikul juhtudel VALETA.

Tabeli jätk. 7

Organoleptiliste kahjulike mõjude (krooniline mürgistus) tekkerisk 0,09 Näitaja, mis iseloomustab keha püsivate negatiivsete reaktsioonide esinemist tarbitud joogiveele (omandatud “globaalne” allergia, hingamisteede haigused, aneemia jne)

Kantserogeense toime oht 0,02 Mutageensete ja kantserogeensete mõjude esinemist inimorganismis iseloomustav indikaator (vähi kasvajad, DNA muutused jne)

Üldine mürgistusrisk (kroonilise mürgistuse tekkimine) 0,006 Hingamissüsteemi, endokriinsüsteemi, urogenitaaltrakti jne haiguste arengut iseloomustav näitaja.

LbE 0,11 0,17

£1ХЭ, aasta 5,2 7,8

Arvutustulemused näitavad, et suurim vähenemine jätkus

Elu elujõu määravad tegurid, mis moodustavad ebasoodsaid organoleptilisi mõjusid, mille suuruse määrab fenoolide ja nende kloori derivaatide sisaldus (tabel 6).

Praktikas kasutatakse keskkonnamõju tervisele majanduslikku hinnangut, mille aluseks on elukallidus ja tervise taastamise tasu suurus. Seetõttu arvutati puhastatud joogivee tarbimisest Ivanovo elanike (450 tuhat inimest) tervisele tekitatud kahju (D) statistilise elukalliduse järgi (tabel 8) ja kahju vastavalt „kindlustuse miinimumsummale. vastutuse eest teiste isikute elule, tervisele või varale ja keskkonnale tekitatud kahju eest õnnetuse korral ohtlikus rajatises” (tabel 9).

Tabel 8

Kahjusumma arvutamine statistilise elukalliduse (SCL) alusel*

Inimeste arv Ivanovos, inimest Mehed (164 000) Naised (197 250)

LЕ ebakvaliteetse joogivee tarbimisest ühele inimesele, aastat 5,2 7.8

Keskmine (eeldatav) eluiga, aastat 56 71

Kahju, mis tuleneb oodatava eluea lühenemisest 1 inimese võrra, rahas väljendatuna 3496,6 € 4407,4

Kogukahju 0,96 miljardit eurot.

* SSG = SKT x Tsr / N. kus SKT on sisemajanduse koguprodukt, hõõruda; T^, - keskmine eluiga, aastat; N on elanike arv, inimesed.

Tabel 9

Kahjusumma arvutamine “kindlustuse miinimumsumma” alusel

Kahju oodatava eluea lühenemisest 1 inimese võrra, väljendatuna rahas, € Mehed Naised

Kogukahju, €** 0,3 miljardit.

** alus art. 15 Vene Föderatsiooni seadus "Ohtlike rajatiste tööohutuse kohta" nr 116-FZ (punkt 2)

Saadud väärtuste (tabel 7-9) põhjal on Ivanovo linna territooriumil vastuvõetamatu keskkonnariskiga piirkond (U^.-.Yu"4), mis nõuab keskkonnakaitsemeetmeid, olenemata Oluline on märkida, et arvestuslikku keskkonnariski ei saa põhjustada ainult joogivee tarbimine.

Kuna veepuhastussüsteemis on põhiprobleemiks COC-de teke vee kloorimisel ning torujuhtmete pika pikkuse tõttu linnas ei saa kloorimist veepuhastusprotsessist täielikult kõrvaldada, saab seda teha kloori asendamisega Pakutakse kloorimise 1. etapp teise oksüdeeriva ainega, milleks on osoon, ja 2. etapis - kloorimine.

Peamised tulemused ja järeldused

1. On kindlaks tehtud, et orgaaniliste ühendite sisalduse muutus Uvodski veehoidlas ajas kipub vähenema, kuigi naftasaaduste ja lenduvate fenoolide kontsentratsioonid on endiselt oluliselt kõrgemad standardväärtustest kuni 42 ja 4. MAC.x. vastavalt.

2. On näidatud, et järjestikku paiknevates jaamades (Rožnovo, Mikshino, Ivankovo) lahjendusprotsessi tulemusena orgaaniliste ühendite sisalduse vähenemist ei toimu. Lahjendusnähtus on iseloomulik ainult fenoolidele ning naftasaaduste, kloroformi ja trikloroetüleeni puhul on märgatav kontsentratsiooni tõus, mis on seotud täiendavate sisenemisallikatega (difusioon mudaveest, pinnase äravool).

Peamised Uvodi veehoidlasse sisenevate naftasüsivesinike allikad on Volga-Uvodi kanal ja Uvodi jõe vool (kl.

ligikaudu 50% kumbki), atmosfääri sademed ja sulavesi ei mõjuta oluliselt naftasaaduste sisaldust reservuaari vees;

Peamised eemaldamiskanalid on määratud: fenoolidel - hüdrodünaamiline eemaldamine (~ 50%); naftasaaduste puhul - hüdrodünaamiline eemaldamine, aurustamine ja biokeemiline muundamine - vastavalt 34,30,29%.

4. On näidatud, et COC-de kontsentratsioonid joogivees on omavahel seotud nii veehoidlas toimuvate protsessidega kui ka vee desinfitseerimise – kloorimise – protsessiga.

7. Ivanovo elanike tarbitava joogivee praegune olukord põhjustab nende tervise halvenemist ja selle tulemusena eeldatava eluea lühenemist (mehed - 5 aastat, naised - 8 aastat, 2001). Rahalise kahju suuruseks hinnatakse 0,3 miljardit €/aastas, statistilise elukalliduse põhjal aga 0,96 miljardit €/aastas.----

8. On näidatud, et Uvodski veehoidla vees olevad klorofenoolid on peamiselt heljumi koostises, mistõttu on soovitatav parandada filtreerimisprotsessi, et vähendada nende kontsentratsiooni joogivees, samuti teostada veevõtt alates kontrollitud sügavus, eriti kevad-suvisel perioodil.

1. Grinevich V.I., Izvekova T.V., Kostrov V.V., Chesnokova T.A. Vooluvee kvaliteedi ja joogiveevarustuse vahelised seosed // Abstracts. aruanne Venemaa III teadus-tehnilisel seminaril "Joogiveega varustamise probleemid ja nende lahendamise viisid", Moskva. -1997.-S. 123-125.

2. Grinevich V.I., Izvekova T.V., Kostrov V.V., Chesnokova T.A. Kloororgaaniliste ühendite allikad joogivees Ivanovos // Ajakiri "Inseneriökoloogia" nr 2, 1998. - lk 44-47.

3. Grinevich V.I., Kostrov V.V., Chesnokova T.A., Izvekova T.V. Joogivee kvaliteet Ivanovos. // Teadustööde kogumik "Keskkond ja inimese tervis" // Ivanovo, 1998. - lk 26-29.

4. Izvekova T.V., Grinevitš V.I., Kostrov V.V. Kloororgaanilised ühendid joogivees // Abstracts. aruanne "Venemaa loodeosa loodusvarade arendamise ja kasutamise probleemid: Ülevenemaalise teadus- ja tehnikakonverentsi materjalid." - Vologda: VoSTU, 2002. - Lk 85-88.

5. Izvekova T.V., Grinevich V.I., Kostrov V.V. Kloororgaanilised saasteained Ivanovo linna looduslikus veevarustusallikas ja joogivees // Ajakiri "Inseneriökoloogia" nr 3, 2003. - Lk 49-54.

6. Izvekova T.V., Grinevich V.I. Orgaanilised ühendid Uvodski veehoidla vees // Abstracts. aruanne Teisel rahvusvahelisel teadus- ja tehnikakonverentsil "Ökoloogilised probleemid jätkusuutliku regionaalarengu teel". - Vologda: VoGTU, 2003. - Lk 212 - 214.

Litsents LR nr 020459 10.04.1997. Allkirjastatud avaldamiseks 27. oktoober 2003 Paberformaat 60x84 1/16. Tiraaž 90 eks. Tellimus 2 "¡> $. Ivanovo Riiklik Keemiatehnoloogia Ülikool. 153460, Ivanovo, F. Engels Ave., 7.

Vabastusametnik

Izvekova T.V.

Sissejuhatus.

1. peatükk Kirjanduse ülevaade.

§ 1-1 Joogivee orgaaniliste saasteainete sanitaar- ja hügieenilised omadused.

§1.2 Kloororgaaniliste ühendite tekkeallikad.

§ 1.3 Joogivee valmistamise põhimeetodid.

Peatükk 2. Eksperimentaaluuringute meetodid ja objekt.

§2.1 Uvodski veehoidla ala füüsikalis-geograafilised omadused.

§ 2.2 ONVS - 1 (metroojaam Avdotyino).

§ 2.3 Orgaaniliste ja anorgaaniliste ühendite kontsentratsioonide määramise meetodid.

§ 2.3.1 Veeproovide võtmine ja analüüsiks ettevalmistamine.

§2.3.2 Keemiliste ainete uurimise instrumentaalsed meetodid.

§ 2.4 Lenduvate halogeenorgaaniliste ühendite määramine vees

§2.4.1 Kloroformi määramine.

§ 2.4.2 Süsiniktetrakloriidi määramine.

§2.4.3 1,2-dikloroetaani määramine.

§ 2.4.4 Trikloroetüleeni määramine.

§ 2.5 Kloororgaaniliste pestitsiidide (y-HCH, DCT) määramine.

§2.5.1 Klorofenoolide (CP) määramine.

§ 2.6 Kvaliteedi hindamine ja mõõtmistulemuste töötlemine.

§ 2.7 Veekvaliteedi üldnäitajate määramine.

Peatükk 3. Vee kvaliteet Uvodski veehoidlas.

§ 3.1 Uvodski veehoidla veekvaliteedi peamised näitajad.

§3.1.1 pH muutuse mõju.

§ 3.1.2 Heljumi ja lahustunud ainete suhe reservuaaris.

§3.1.3 Lahustunud hapnik.

§3.1.4 BHT5, KHT muutused.

§ 3.2 Mürgised ained(fenool, naftasaadused).

§3.2.1 Sademete mõju.

§ 3.2.2 Peamised naftasüsivesinike ja fenoolide allikad ja neeldajad Uvodski veehoidlas.

§ 3.3 Klooritud süsivesinikud Uvodski veehoidla vees.

4. peatükk Veevarustuse allika veekvaliteedi ja joogivee vaheline seos.

§ 4.1 Ivanovo joogivee kvaliteet.

§ 4.2 Veevarustusallika vee kvaliteedi mõju joogiveele.

§ 4.3 Mage põhjavee kvaliteet.

5. peatükk Joogivee mõju hindamine rahvatervisele.

§5.1 Võrdlev hindamine ohtu rahvatervisele.

§ 5.2 Oodatava eluea lühenemise riskianalüüs. Rahvatervise kahju arvutamine statistilise elukalliduse alusel.

§ 5.4 ONVS-i veepuhastussüsteemi rekonstrueerimise vajaduse põhjendus - 1.

Sissejuhatus Bioloogiaalane lõputöö teemal "Looduslikes vetes sisalduvate orgaaniliste ühendite mõju joogivee kvaliteedile"

Joogivee erinevate orgaaniliste ühendite sisalduse probleem äratab mitte ainult erinevate teadusvaldkondade teadlaste ja veetöötlusspetsialistide, vaid ka tarbijate tähelepanu. C Pinnavee orgaaniliste ühendite sisaldus on väga erinev ja sõltub paljudest teguritest, millest peamine on inimese majandustegevus, mille tulemusena pinnavee äravool ja sademed reostuvad mitmesuguste ainete ja ühenditega, sealhulgas orgaanilistega. Teatud osa looduslike pinnaveekogude reostamisel on põllumajanduslikul äravoolul, mis jääb ökotoksiliste ainete lokaalsete sisendite mastaabilt alla tööstusjäätmetele, kuid kuna neid levib peaaegu kõikjal, ei tohiks neid allahinnata. . Põllumajandusreostus on seotud väikejõgede pinnavee, aga ka teatud määral ülemiste põhjaveekihtide tasandil looduslike vooluveekogudega seotud põhjavee kvaliteedi halvenemisega.

Probleemi keerukus seisneb selles, et nii pinna- kui ka joogivees mikrokogustes sisalduvate orgaaniliste saasteainete hulk on väga lai ja spetsiifiline. Mõned ained, nagu pestitsiidid, PAH-id, klooriorgaanilised ühendid (OCC), sealhulgas dioksiinid, isegi mikrodoosides, on inimeste tervisele äärmiselt ohtlikud. Joogivee ebarahuldava kvaliteedi üheks peamiseks põhjuseks on klooritud süsivesinike kõrge sisaldus selles. See määrab nende prioriteedi koos teiste ohtlike ökotoksiliste ainetega ning nõuab vastutustundlikku lähenemist veepuhastustehnoloogia valikul, nii joogivee kui ka veeallika seireks ja kvaliteedikontrolliks.

Enamik teadlasi on juba ammu jõudnud järeldusele, et kloori sisaldavate süsivesinike tekke konkreetsete põhjuste ja allikate väljaselgitamiseks on vaja teada veevarustuse allikana kasutatavates looduslikes vetes sisalduvate orgaaniliste ühendite koostist. Seetõttu valiti uurimisobjektiks Uvodi veehoidla, mis on Ivanovo linna peamine veevarustus (80% kogu veetarbimisest), samuti joogivesi pärast veetöötlusprotsessi.

Enamiku keemiliste pestitsiidide puhul on maksimaalsed lubatud kontsentratsioonid (MAC) seatud tasemele mikrogrammi liitri kohta või isegi vähem, mis tekitab teatud raskusi nende tõrjemeetodite valimisel. Seda tüüpi ühendite kõrgendatud kontsentratsioon joogivees on tarbijatele äärmiselt ohtlik. Süsiniktetrakloriidi, kloroformi ja trikloroetüleeni kahtlustatakse kantserogeensuses ning selliste ühendite suurenenud sisaldus vees ja seega ka inimorganismis põhjustab maksa- ja neerukahjustusi.

Seega on aktuaalne klooritud süsivesinike joogivees esinemise põhjuste uurimine sõltuvalt veevarustuse allikast, nende kontsentratsioonide määramine ja soovituste väljatöötamine kantserogeensete ja mittekantserogeensete mõjude ohu vähendamiseks joogivee tarbijatele. See oli täpselt selle uuringu peamine eesmärk.

1. KIRJANDUSE ÜLEVAADE

§ 1.1. Joogivee orgaaniliste saasteainete sanitaar- ja hügieenilised omadused

Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) andmetel on 750 joogivees tuvastatud keemilisest saasteainest 600 orgaanilised ühendid, mis on rühmitatud järgmiselt:

Looduslikud orgaanilised ained, sh humiinühendid, mikroobsed eksudandid ja muud vees lahustunud loomade ja taimede jäätmed;

sünteetiline reostus, sealhulgas pestitsiidid, dioksiinid ja muud tööstuses toodetud ained;

Vee töötlemisel, eelkõige kloorimisel, lisatud või moodustunud ühendid.

Nimetatud rühmad näitavad loogiliselt orgaaniliste saasteainete joogivette sattumise viise. Samas töös märgiti, et need 600 ainet moodustavad vaid väikese osa kogu joogivees leiduvast orgaanilisest materjalist. Tõepoolest, paranemises tehtud edusammud analüüsimeetodid, sisse lubatud Hiljuti tuvastada ja säilitada ligikaudu 300 põhja-, pinna- ja joogivees leiduvat orgaanilist ühendit.

Joonisel fig. Joonis 1 näitab mõningaid saasteainete liikumisteid ja võimalikke muundumisi pinnavees. Maa-aluste veevarude saastumine toimub peamiselt pinnase kaudu. Seega viib sihipäraselt kasutatud kloororgaaniliste pestitsiidide kuhjumine pinnasesse nende järkjärgulise tungimiseni maa-aluste joogiallikate põhjavette. Töö järgi suleti sel põhjusel kolmandik ainuüksi USA joogiveevarustuseks mõeldud arteesiakaevudest. Kloororgaanilisi ühendeid leidub kõige sagedamini põhjavees. Üldtunnustatud rahvusvahelise terminoloogia järgi nimetatakse neid DNAPL-iks (tihedad mittevesifaasilised vedelikud), st. rasked mittevesivedelikud (HNL). Mittevesi tähendab, et nad moodustavad vees eraldi vedela faasi, sarnaselt nafta süsivesinikele. Erinevalt nafta süsivesinikest on need tihedamad kui vesi. Neid aineid nimetatakse ka veega segunematuteks tihedateks vedelikeks. Samal ajal on nende lahustuvus täiesti piisav põhjavee saastumiseks. Põhjavette sattudes võivad COC-d seal püsida aastakümneid ja isegi sajandeid. Neid on põhjaveekihtidest raske eemaldada ja seetõttu on need põhjavee ja üldiselt keskkonna pikaajaline saasteallikas.

Riis. 1. COC-de migratsiooni skeem seisvas veekogus

WHO juhistes märgitakse, et soovitatavad väärtused kalduvad ebapiisavate andmete ja nende tõlgendamise ebakindluse tõttu liigse ettevaatuse poole. Seega näitavad lubatud kontsentratsioonide soovitatavad väärtused lubatavaid kontsentratsioone, kuid ei ole vee kvaliteeti määravad normatiivsed näitajad. Seega pakkus USA Keskkonnakaitseagentuur joogivee kloroformi sisalduse standardväärtuseks mitte 30, vaid 100 µg/l. Trikloroetüleeni standard on 5 korda madalam WHO soovitatust ja 1,2 dikloroetaani standard 2 korda madalam. Samal ajal on USA-s vastuvõetud süsiniktetrakloriidi standardid 2 korda kõrgemad ja 1,1-dikloroetüleeni standardid 23 korda kõrgemad kui WHO soovitatud. See lähenemine tundub õigustatud ka WHO ekspertide seisukohast, kes rõhutavad, et nende pakutavad väärtused on oma olemuselt ainult nõuandev.

Kloroform 30

1,2 - dikloroetaan 10

1,1-dikloroetüleen 0,3

Pentaklorofenool 10

2,4,6 - triklorofenool 10

Heksaklorobenseen 0,01

Tabelis Tabelis 1.1 on toodud toksikoloogiliste andmete ja kantserogeensuse andmete alusel kehtestatud saasteainete soovitatavad kontsentratsioonid vees, võttes arvesse inimese keskmist kehamassi (70 kg) ja keskmist ööpäevast veetarbimist (2 l).

Kloororgaaniliste ühendite (OCC) lubatud sisaldus looduslikus ja joogivees vastavalt Vene Föderatsiooni tervishoiuministeeriumile ja nende toksikoloogilised omadused on kokku võetud tabelis. 1.2.

Paljude joogivee orgaaniliste saasteainete hulgas on hügienistid eriti huvitatud nendest ühenditest, mis on kantserogeensed. Need on peamiselt inimtekkelised saasteained, nimelt: klooritud alifaatsed ja aromaatsed süsivesinikud, polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud, pestitsiidid, dioksiinid. Tuleb märkida, et vees leiduvad keemilised saasteained võivad füüsikalis-keemiliste ja bioloogiliste tegurite kompleksi mõjul läbi viia mitmesuguseid keemilisi muundumisi, mis põhjustavad nii nende täielikku lagunemist kui ka osalist muundumist. Nende protsesside tulemus võib olla mitte ainult vähenemine kahjulik mõju orgaanilised saasteained mõjutavad vee kvaliteeti, kuid mõnikord isegi suurendavad seda. Näiteks võivad mürgisemad tooted ilmneda teatud pestitsiidide (klorofoss, malatioon, 2,4-D), polüklooritud bifenüülide, fenoolide ja muude ühendite lagunemisel ja muundamisel.

Tabel 1.2.

Mõnede lubatud kontsentratsioonid ja toksikoloogilised omadused

Ühend MPC, µg/l Ohuklass Inimkehale avalduva mõju laad

Joogivesi Looduslikud veed (a.c.) TAC*

Kahjulikkuse näitaja ***

Kloroform 200/30** 5/60 2 sotsiaal-t. Ravim, millel on toksiline toime ainevahetusele ja siseorganitele (eriti maksale). Põhjustab kantserogeenset ja mutageenset toimet, ärritab limaskesti.

Süsiniktetrakloriid 6/3** kuiv / 6 2 sotsiaal-t. Ravim. Mõjutab kesknärvisüsteemi, maksa, neere. Omab kohalikku ärritavat toimet. Põhjustab mutageenset ja kantserogeenset toimet. Väga kumulatiivne ühend.

1,2-dikloroet 20/10** 100/20 2 sotsiaal-t. Polütroopne mürk. Mõjutab aju kortikaalseid-subkortikaalseid osi. Ravim. Põhjustab düstroofilisi muutusi maksas, neerudes ning häirib südame-veresoonkonna ja hingamisteede talitlust. On ärritava toimega. Kantserogeen.

1,1,2,2-tetrakloroetaan 200 ots / 200 4 org. Ravim. Kahjustab parenhüümi organeid. On ärritava toimega.

Grikloroetüül 70/3** 10/60 2 sotsiaal-t. Ravimil on neurotoksiline ja kardiotoksiline toime. Kantserogeen.

Pentaklorofenool 10** ots /10 2 sotsiaal-t. See on väga lipofiilne, akumuleerub rasvaladestustes ja eritub organismist väga aeglaselt

Tetrakloroetüleen 2/1** ots / 20 2 sotsiaal-t. Toimib sarnaselt trikloroetüleeniga, pärsib tsentraalset ja perifeerset närvisüsteemid. Magamisefekt tugevam kui SSC. Mõjutab maksa ja neere. On ärritava toimega.

Tabeli jätk. 1.2.

2-klorofenool 1 ots / 1 4 org. Neil on mõõdukad kumulatiivsed omadused. Häirib neeru- ja maksafunktsiooni.

2,4-diklorofenool 2 ots /2 4 org.

2,4,6-triklorofenool 4/10** ots /4 4 org.

Gamma HCH 2 / ots** ots /4 1 sotsiaal-t. Väga toksiline neurotroopne mürk, millel on embrüotoksiline ja ärritav toime. Mõjutab hematopoeetilist süsteemi. Põhjustab kantserogeenset ja mutageenset toimet.

DDT 2 / ots* * ots /100 2 sotsiaal-t. - olme- ja joogivee reservuaaride vees sisalduvate kahjulike ainete ligikaudsed lubatud tasemed. - WHO soovituste kohaselt kehtestatud suunisstandardid

15] ja EL-i direktiiv 80/778 joogivee kvaliteedi kohta. - aine, mille jaoks on kehtestatud standard, kahjulikkuse piirav märk:

S.-t. - sanitaar-toksikoloogiline kahjulikkuse näitaja; org. - organoleptiline kahjulikkuse näitaja.

Kõige tavalisemateks COC-de hävitamise mehhanismideks keskkonnas võib pidada fotokeemilisi reaktsioone ja peamiselt metaboolseid lagunemisprotsesse, mis hõlmavad mikroorganisme. COC-de fotokeemiline lagunemine aromaatseid ringe ja küllastumata keemilisi sidemeid sisaldavates molekulides toimub päikeseenergia neeldumise tulemusena spektri ultraviolett- ja nähtavates piirkondades. Kuid mitte kõik ained ei ole fotokeemilise interaktsiooni suhtes altid; näiteks lindaan (γ-HCH) isomeriseerub UV-kiirguse mõjul ainult α-HCH-ks. DDT fotokeemilise muundamise kavandatud mehhanismi diagramm on näidatud joonisel 2a.

Fotokeemilise lagunemise kiirus ja koostis lõpptooted Selle reaktsiooni kulg sõltub keskkonnast, kus protsess toimub. Laboratoorsed uuringud on näidanud, et pärast 48-tunnist UV-kiirgusega (A = 254 nm) kiiritamist laguneb kuni 80% DDT-st ning toodete hulgast leiti DDE-d (peamine kogus), DCD-d ja ketoone. Edasised katsed näitasid, et DDD on UV-kiirguse suhtes väga stabiilne ja DDE muundatakse järk-järgult mitmesugusteks ühenditeks, mille hulgas leidub PCB-sid. KSK-de metabolismi mikroorganismide poolt, mis põhineb orgaanilise süsiniku kasutamisel toiduna, katalüüsivad peaaegu alati bioloogilised ensüümid.

DDE sg! a-miks-vau-

Dnklorobensofenoon

C1- C - C1 I n ddd a) b)

Riis. 2. DDT fotokeemilise (a), metaboolse (b) muundamise kavandatava mehhanismi skeem.

Üsna keerukate järjestikuste keemiliste reaktsioonide tulemusena tekivad mitmesugused metaboliidid, mis võivad olla kas kahjutud ained või elusorganismidele ohtlikumad kui nende eelkäijad. DDT metaboolse muundamise ühine skeem, mis põhimõtteliselt kehtib ka teiste COC-de puhul, on näidatud joonisel fig. 26.

Iga riigi joogivee anorgaaniliste ja orgaaniliste saasteainete sisalduse seire standardite kehtestamise vajaduse määravad sageli vesikonna maakasutuse omadused, veeallika iseloom (pinna- ja põhjavesi) ning mürgiste ainete olemasolu. tööstusliku päritoluga ühendid. Seetõttu on vaja arvesse võtta mitmeid erinevaid kohalikke geograafilisi, sotsiaal-majanduslikke, tööstuslikke ja toitumistegureid. Kõik see võib põhjustada riiklike standardite märkimisväärset kõrvalekallet WHO poolt soovitatud erinevate toksiliste ainete kontsentratsioonidest.

Järeldus Väitekiri teemal "Ökoloogia", Izvekova, Tatjana Valerievna

Peamised tulemused ja järeldused

1. On kindlaks tehtud, et orgaaniliste ühendite sisalduse muutus Uvodski veehoidlas ajas kipub vähenema, kuigi naftasaaduste ja lenduvate fenoolide kontsentratsioonid on endiselt oluliselt kõrgemad standardväärtustest kuni 42 ja 4. MAC.x. vastavalt.

2. On näidatud, et järjestikku paiknevates jaamades (Rožnovo, Mikshino, Ivankovo) lahjendusprotsessi tulemusena orgaaniliste ühendite sisalduse vähenemist ei toimu. Lahjendusnähtus on iseloomulik ainult fenoolidele ning naftasaaduste, kloroformi ja trikloroetüleeni puhul on märgatav kontsentratsiooni tõus, mis on seotud täiendavate sisenemisallikatega (difusioon mudaveest, pinnase äravool).

3. Esmakordselt määrati tasakaaluvõrrandist välja peamised nafta- ja fenoolsüsivesinike allikad ja neeldajad reservuaari, nimelt:

Uvodi veehoidlasse sisenevate naftasüsivesinike peamised allikad on Volga-Uvodi kanal ja Uvodi jõe vool (umbes 50%), atmosfääri sademed ja sulamisvesi ei mõjuta oluliselt naftasaaduste sisaldust vees. reservuaarist;

Fenoolide puhul on peamised allikad kõik arvestatavad sisenemiskanalid: Volga-Uvodi kanal - 36%, vihma äravool - 26%, jõe äravool. Uvod - 23%, sulamisvesi -15%;

Peamised eemaldamiskanalid on määratud: fenoolidel - hüdrodünaamiline eemaldamine (~ 50%); naftasaaduste puhul - hüdrodünaamiline eemaldamine, aurustamine ja biokeemiline muundamine - vastavalt 34, 30, 29%.

4. On näidatud, et COC-de kontsentratsioonid joogivees on omavahel seotud nii veehoidlas toimuvate protsessidega kui ka vee desinfitseerimise – kloorimise – protsessiga.

5. Kloororgaaniliste ühendite kogusisaldus (SG-des) suureneb pärast Uvodski veehoidlast pärit vee kloorimist keskmiselt 7 korda ja maa-alusest allikast (Gorinsky veehaardest) pärit vee kloorimisel ainult 1,3 korda.

6. On kindlaks tehtud seos klorofenoolide ja hõljuvate orgaaniliste ainete sisalduse vahel Uvodski veehoidla vees ning 2,4-diklorofenooli ja 2,4,6-triklorofenooli kontsentratsioonide vahel pärast joogivee kloorimist.

7. Ivanovo elanike tarbitava joogivee praegune olukord põhjustab nende tervise halvenemist ja selle tulemusena eeldatava eluea lühenemist (mehed - 5 aastat, naised - 8 aastat, 2001). Rahalise kahju suuruseks hinnatakse 0,3 miljardit €/aastas, elukalliduse statistilisel alusel aga 0,96 miljardi €/aastas.

8. On näidatud, et Uvodski veehoidla vees olevad klorofenoolid on peamiselt heljumi koostises, mistõttu on soovitatav parandada filtreerimisprotsessi, et vähendada nende kontsentratsiooni joogivees, samuti teostada veevõtt alates kontrollitud sügavus, eriti kevad-suvisel perioodil.

9. Selgus, et peamise panuse keskkonnariski väärtusesse annavad keemilised jäätmed, mistõttu on soovitatav kloorimise esimene etapp (ONVS-1) asendada osoonimisega.

Bibliograafia Väitekiri bioloogias, keemiateaduste kandidaat, Izvekova, Tatjana Valerevna, Ivanovo

1. Kuzubova L.I., Morozov S.B. Orgaanilised saasteained joogivees: analüüt. Arvustus / Riigi Avalik Teadus- ja Tehnikaraamatukogu SB RAS, Orgaanilise Keemia Teadusliku Uurimise Instituut SB RAS. Novosibirsk, 1993. -167 lk.

2. Isaeva L.K. Keemiliste ja bioloogiliste keskkonnaparameetrite seire. Peterburi: “Ökoloogiline ja analüütiline teabekeskus “Sojuz””, 1998.-869 lk.

3. Randtke S.J. Orgaaniliste saasteainete eemaldamine koagulatsiooni ja sellega seotud protsesside kombinatsioonide abil // JAWWA. 1988. - Vol. 80, nr 5. - Lk 40 - 56.

4. Joogivee kvaliteedi kontrolli juhend. T.1. Soovitused, WHO. -Genf, 1986.- 125 lk.

5. Warthington P. Orgaanilised mikrosaasteained vesikeskkonnas // Proc. 5 Int. Conf. "Chem. Prot. Environ." 1985. Juuretis 9.-13.sept. 1985. Amsterdam, 1986.

6. Yudanova L.A. Pestitsiidid keskkonnas. Novosibirsk: NSV Liidu Teaduste Akadeemia Riiklik Avalik Teadus- ja Tehnikaraamatukogu, 1989.-140 lk.

7. Elpiner L.I., Vassiljev V.S. Probleemid joogiveevarustusega USA-s. -M., 1984.

8. SanPiN 2.1.2.1074-01. Sanitaarreeglid ja eeskirjad "Joogivesi. Tsentraliseeritud joogiveevarustussüsteemide veekvaliteedi hügieeninõuded. Kvaliteedikontroll.", mille on heaks kiitnud Venemaa riikliku sanitaar- ja epidemioloogilise järelevalve komitee. M., 2000

9. Kahjulikud ained tööstuses. 4.1.Toim. 6., rev. L., Kirjastus "Keemia", 1971, 832 lk.

10. Kantserogeensed ained: Käsiraamat/Trans. inglise keelest/Toim. B.C. Turusova. M., 1987, 333 lk.

11. Kahjulikud kemikaalid. Süsivesinikud. Süsivesinike halogeenderivaadid. Viide, toim / toim. V.A. Filov-L.: Keemia, 1989.-732 lk.

12. G. Fellenberg Looduskeskkonna saastamine. Sissejuhatus keskkonnakeemiasse; Per. temaga. M.: Mir, 1997. - 232 lk.