ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Окрашенные органические примеси воды из "Физико-химическое обоснование автоматизации технологических процессов обработки воды" В абсолютно чистой воде наблюдается минимум поглощения световых лучей в сине-фиолетовой части спектра, этим объясняется синий цвет чистых водоемов (морей). Поверхностные воды суши (реки, озера), наоборот, абсорбируют световые лучи больше всего в этих областях спектра [27], так как окрашены в желтовато-коричневые тона. Такой цвет их обусловлен в основном высокомолекулярными гумусовыми веществами, вымываемыми из окружающих почв, поступающими из торфяных болот и образующимися при развитии растительности в водоемах и водотоках интенсивность цвета и его спектральная характеристика зависят от концентрации и состава водного гумуса. [c.40] О суммарном наличии в воде органических веществ судят косвенно по величине ее окисляемости. Она выражается количеством кислорода мг/л), необходимого для окисления органических примесей в исследуемой воде. Другим косвенным критерием служит уменьшение содержания растворенного в воде кислорода (мг/л) при ее пятисуточном хранении (биохимическое потребление кислорода БПКб). Эти величины являются важными гигиеническими показателями, резкое повышение окисляемости и БПКа свидетельствует о прогрессирующем загрязнении водного источника органическими веществами, а также легкоокисляющи-мися неорганическими соединениями и требует применения соответствующих мероприятий в случае его использования для водоснабжения. [c.41] Обычно окисляемость воды определяют с помощью перманганата калия — перманганатная окисляемость (ПО), однако при этом окисляется лишь около 50% органических веществ. Наиболее полное окисление (90—95%) достигается в случае применения бихромата калия — брххроматная окисляемость (БО). Этот показатель иногда называют химическим потреблением кислорода (ХПК). [c.41] Количество органических примесей определяют также по потере при прокаливании массы сухого остатка, образующегося после выпаривания определенного объема исследуемой воды. [c.41] Как правило, цветность в поверхностных источниках изменяется по сезонам года, достигая максимальных значений в периоды паводков. Одновременно снижаются солесодержание и щелочность воды в результате разбавления ее водами, приносящими в водоемы органические вещества. Наглядно это иллюстрируется диаграммой, на которой приведены данные еженедельных измерений цветности воды р. Днепра (рис. 17). Иногда наблюдается также изменение колористических свойств окрашиваемых воду примесей, что затрудняет проведение определений при сравнении с эталонными растворами и согласование визуальных и инструментальных измерений. Это связано, как показано ниже, с колебанием состава окрашенных гумусовых веществ, обусловливающих цветность воды. Одновременно изменяются и их технологические свойства — адсорбируемость гидроокисями алюминия и железа, обесцвечивание под действием окислителей и др. Поэтому для разработки условий оптимизации химико-технологических процессов обработки природных вод необходима расшифровка суммарного показателя, характеризуемого общим термином — цветность воды . [c.41] Обычно деление на фракции заканчивают на стадии подкис-ления, т. е. осаждают гуминовые кислоты, оставляя в растворе фульвокислоты. Иногда из осадка гуминовых кислот, которые составляют основную массу органических веществ в щелочных вытяжках из почвы, извлекают фракцию гиматомелоновых кислот экстракцией спиртом. [c.43] Нерастворимые гумусовые вещества почвы в природных водах присутствуют лишь во взвешенном состоянии, в коллоидном и истинно растворенном состояниях находятся гуминовые и фульвокислоты в основном в виде солей щелочных и щелочноземельных металлов. [c.43] Гуминовые кислоты более изучены. Они содержат в своей основе ароматические кольца изо- и гетероциклического строения. Исследование функциональных групп гуминовых кислот, выделенных из почв и торфа, показало, что в их составе имеются карбоксильные и фенолгидроксильные группы, обусловливающие кислотные свойства соединений. Это позволяет рассматривать их как природные полиоксикислоты. [c.43] Содержание гумусовых кислот в природных водах колеблется от нескольких до десятков миллиграммов в 1 л [30], элементарный анализ их для некоторых водных источников приведен в табл. 11. При изучении водного гумуса обычно применяется методика разделения, аналогичная описанной ранее. Фильтрованием выделяется группа органоминеральных взвесей, при подкис-лении осаждаются гуминовые кислоты и в растворе остается фракция фульвокислот. В связи с тем, что последние обычно составляют основную массу органических примесей воды, часто производится разделение этой фракции на креновые и апокре-новые кислоты с использованием различной растворимости их бариевых солей. Термины для последних двух групп окрашенных органических соединений введены еще Берцелиусом [29]. [c.44] На основании элементарного анализа отдельных фракций фульвокислот, выделенных из воды р. Десны, Шевченко и сотрудники [30] показали, что содержание углерода и водорода в них находится в пределах величин, наблюдаемых для почвенного гумуса (в апокреновых кислотах несколько меньше, чем в креповых). Однако отношение О Н, характеризующее степень окисленности органических соединений, у апокреновых кислот всегда выше. Это согласуется с представлением, что они являются продуктами окисления креповых кислот. [c.44] Апокреновая (осадочноключевая)—смесь более окисленных гумусовых соединений, окраска ее растворов от желтой до розоватой, бариевые соли в воде нерастворимы. [c.44] Для качественной характеристики окрашенных органических примесей природных вод исследователями [33] используются различного рода расчетные критерии, в частности легко определяемый коэффициент цветности, представляющий собой отношение цветности воды в градусах условной шкалы (см. стр. 40—41) к ее окисляемости [30]. [c.45] Для последних критериев, а также в целях общей характеристики содержания органических примесей в воде очень важным является быстрое определение углерода органических веществ. Методики прямого определения этого показателя основаны на измерении углекислого газа, выделяющегося при полном окислении органических соединений [34]. Быстрый экспресс-анализ по Некрасову [35] осуществляется без выпаривания пробы воды с применением в качестве окислителя 1-н. раствора бихромата калия с добавкой персульфата калия (40 г/л) и азотнокислого серебра или перманганата калия (1 г/л)-, кислая реакция среды создается смесью концентрированных кислот (двух частей серной и одной части фосфорной, по объему). [c.45] Полученные уравнения имеют большое практическое значение, так как позволяют по прогнозу уровней воды в реке предвидеть изменение ее качественного состава. Однако эти зависимости не представляют возможности дать физико-химическое объяснение наблюдаемому явлению. [c.47] В поверхностных водоемах и водотоках наблюдается, что с увеличением жесткости воды (а в гидрокарбонатных водах — ее щелочности) цветность воды обычно уменьшается, и, наоборот, мягкие природные воды с небольшой щелочностью, как правило, всегда высокоцветные. [c.47] Двухвалентные ионы кальция и магния также способствуют коагуляции коллоидно растворимых в воде гуминовых веществ, вызывая выделение их в осадок [38]. [c.48] Вернуться к основной статье