Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Гидросфера занимает 3/4 поверхности земного шара. Большую часть, 97,2 % от общего количества воды, составляет вода океанов. С каждым годом увеличивается как общее, так и безвозвратное потребление воды. Частично вода возвращается в гидросферу, но уже в виде сточных вод.
Бытовые и сточные воды, возвращаемые гидросфере, представляют собой гомогенные или гетерогенные системы. Гетерогенные системы подразделяются на взвеси, суспензии, эмульсии и коллоидные системы. Гомогенные системы могут быть представлены молекулярными растворами или ионными растворами электролитов. Бытовые и сточные воды перед сбросом в гидросферу должны подвергаться строгому контролю. Рассмотрим общие показатели для природных и сточных вод, предусмотренные ГОСТом, и методы их определения.
1. Мутность и содержание суспендированных веществ. Показатель определяется фильтрацией вод.
2. Общее содержание растворенных веществ. Показатель определяется после выпаривания воды (сухой остаток).
3. Жесткость воды. Признак, характеризующий содержание солей кальция и магния в природной воде. Различают общую, постоянную и устранимую (временную) жесткость.
Общая жесткость характеризует общее содержание солей кальция и магния.
Постоянная жесткость определяется содержанием солей кальция и магния, устойчивых к нагреванию.
Устранимая жесткость (временная) характеризует содержание гидрокарбонатов кальция и магния, разлагающихся при нагревании:
Общая жесткость воды определяется методом трилонометрии (разд. 10.6). Постоянная жесткость устанавливается тем же методом трилонометрии, но только после кипячения анализируемой пробы воды. Устранимая жесткость (содержание гидрокарбонатов кальция и магния) определяется как разность между общей и постоянной жесткостью.
4. Кислотность (щелочность) сточных вод. В сточных водах могут содержаться кислоты и основания, как сильные, так и слабые. Показателем, определяющим содержание кислот (щелочей), служит общая и активная кислотность (щелочность) (разд. 8.3.3). Активная кислотность (щелочность) характеризует содержание сильных кислот
(щелочей), а общая кислотность (щелочность) - суммарное содержание и сильных, и слабых кислот (щелочей). Определение общей и активной кислотности осуществляется титрованием раствором щелочи в присутствии двух индикаторов: метилоранжа (область перехода окраски 3,1 < рН < 4,4), позволяющего определить активную кислотность, и фенолфталеина (область перехода окраски 8,2 < рН < 10,0) для определения общей кислотности анализируемой сточной воды (гл. 8). Для определения этих показателей в мутных или сильно окрашенных пробах используют методы кондуктометрического (разд. 24.6) или потенциометрического титрования (разд. 25.6.3).
5. Концентрация растворенного в воде кислорода. Наличие кислорода в водоемах обеспечивает жизнедеятельность в них живых организмов. Растворенный кислород достаточно быстро взаимодействует с растворенными веществами-восстановителями, которые легко окисляются, и очень медленно - с трудноокисляемыми. Последние могут постепенно окисляться микроорганизмами, присутствующими в воде и потребляющими при этом кислород. В результате концентрация растворенного кислорода в водоеме снижается и ухудшаются условия для жизнедеятельности рыб и других живых организмов. Поэтому концентрация растворенного кислорода и изменение ее во времени являются чрезвычайно важными показателями для характеристики качества сточных и природных вод.
Определение концентрации растворенного в воде кислорода основано на обменной реакции получения гидроксида двухвалентного марганца, который при взаимодействии с кислородом количественно окисляется:
Содержание продукта окисления - соединения Mn(IV) - количественно определяют методом иодометрии.
6. Биохимическое потребление кислорода (БПК). Определяемый показатель характеризует изменение концентрации растворенного кислорода во времени и содержание в воде биологически разлагаемых веществ (чаще всего легко окисляемых органических веществ) или аэробных микроорганизмов. В момент взятия пробы определяется концентрация растворенного в воде кислорода описанным выше методом. Затем проба воды хранится в темноте в течение 5 суток (ВПК5), 10 суток (БПК10) или 20 суток (БПКзо). По истечении определенного срока хранения опять определяется концентрация растворенного в воде кислорода. По разности концентраций до хранения и после устанавливается содержание в анализируемой пробе соединений, легко окисляемых растворенным кислородом, или живых организмов, потребляющих растворенный кислород.
БПК характеризует степень загрязнения водоемов восстановителями или потребителями кислорода:
Сильное увеличение БПК природных водоемов чаще всего связано с разрастанием в них синезеленых, зеленых и красных водорослей, которые несъедобны для большинства рыб. Разрастание этих водорослей затрудняет рост других живых систем и способствует размножению микроорганизмов, разлагающих мертвые растительные и животные ткани. Все это приводит к уменьшению концентрации растворенного кислорода, т. е. к старению водоемов. Этот процесс называется эвтрофикацией. Эвтрофикацию водоемов усугубляют азотные и фосфатные удобрения, которые смываются с полей в эти водоемы, а также синтетические моющие вещества, содержащие 30-40 % полифосфатов.
8. Химическое потребление кислорода (ХПК). Характеризует содержание всех органических веществ, растворенных в воде, в том числе и трудноокисляемых соединений. Определение основано на окислении органических веществ очень сильным окислителем при нагревании. С этой целью к пробе воды добавляют дихромат калия и концентрированную серную кислоту:
После кипячения раствора остаток К2Сг207 оттитровывается методом иодометрии:
Кроме перечисленных общих показателей, природные и сточные воды могут анализироваться на содержание тех или иных электролитов или различных металлов, включая прежде всего металлы-токсиканты, а также содержание разнообразных пестицидов и диоксинов.
Пестициды - это препараты для борьбы с вредоносными и нежелательными микроорганизмами, растениями и животными. Наиболее токсичны пестициды, которые представляют собой ртуть- или полигалоген-содержащие органические соединения. К последним относятся ДДТ (ди-хлордифенилтрихлорметилметан) и полихлорированные бифенилы. Эти соединения химически устойчивы и не разлагаются микроорганизмами. Поэтому они накапливаются в биосфере и в живых организмах, препятствуя их размножению или вызывая уродства. В настоящее время производство и использование ДДТ запрещено.
Выявление наличия пестицидов и особенно диоксинов в исследуемых системах требует использования очень чувствительных современных физико-химических методов: жидкостной хроматографии, масс-спектрометрии или хроматомасс-спектрометрии.
Важная роль в развитии биологии, биохимии, биофизики, физиологии, фармакологии и медицины принадлежит еще одному разделу химии - биоорганической химии, изучающей строение и свойства веществ, участвующих в процессах жизнедеятельности, в непосредственной связи с познанием их биологических функций. Биоорганическая химия вместе с другими разделами химии формирует химическое мировоззрение, которое необходимо для рассмотрения и понимания на молекулярном уровне проблем биологии и медицины. Фундаментальной проблемой биоорганической химии является выяснение взаимосвязи структуры соединения с механизмом его биологического функционирования, т. е. установление взаимосвязи структура - функция.
Глава 15 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
После изучения этой главы вы должны:
- знать названия и формулы важнейших функциональных групп, основные классы органических соединений, основные принципы международной номенклатуры;
- уметь в соответствии с правилами номенклатуры называть органические вещества исходя из их структурных формул, и, наоборот, составлять структурные формулы органических веществ по их номенклатурным названиям;
- знать виды изомерии, характерные особенности и различия изомеров, таутомеров, конформеров и энантиомеров;
Дата публикования: 2014-10-16; Прочитано: 1531 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!