Open Library - открытая библиотека учебной информации. Растворенный в воде кислород норма

Кафедра «Прикладная экология» определение растворенного кислорода и биохимического потребления кислорода в воде

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

к выполнению лабораторной работы

Уфа 2010

Лабораторная работа предназначена в первую очередь для студентов специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» при изучении дисциплин «Экологический мониторинг», «Промышленная экология». Возможно использовать для всех специальностей по дисциплинам «Экология» и «Промышленная экология». При использовании тест-комплекта «РК-БПК», предназначенного для экспресс-анализа в пробах поверхностных вод, суши, нормативно-очищенной сточной и питьевой воды, эти показатели качества воды студенты могут определять при прохождения учебной практики на учебно-научно-производственном полигоне УГНТУ.

Составители: Ф.А.Шахова, канд.хим.наук, доц.каф. ПЭ

И.Ф Фахретдинова, студентка гр. ОС-05-01

А.И.Мухамадеева, студентка гр. ОС-05-01

Растворенный кислород (рк)

Кислород постоянно присутствует в растворенном виде в поверхностных водах. Содержание растворенного кислорода (РК) в воде характеризует кислородный режим водоема и имеет важнейшее значение для оценки его экологического и санитарного состояния. Кислород должен содержаться в воде в достаточном количестве, обеспечивая условия для дыхания гидробионтов. Он также необходим для самоочищения водоемов, т.к. участвует в процессах окисления органических и других примесей, разложения отмерших организмов. Снижение концентрации РК свидетельствует об изменении биологических процессов в водоеме, о загрязнении водоема биохимически интенсивно окисляющимися веществами (в первую очередь органическими). Потребление кислорода обусловлено также химическими процессами окисления содержащихся в воде примесей, а также дыханием водных организмов.

Поступление кислорода в водоем происходит путем растворения его при контакте с воздухом (абсорбции), а также в результате фотосинтеза водными растениями, т.е. в результате физико-химических и биохимических процессов. Кислород также поступает в водные объекты с дождевыми и снеговыми водами. Поэтому существует много причин, вызывающих повышение или снижение концентрации в воде растворенного кислорода.

Растворенный в воде кислород находится в виде гидратированных молекул О2. Содержание РК зависит от температуры, атмосферного давления, степени турбулизации воды, количества осадков, минерализации воды др. При каждом значении температуры существует равновесная концентрация кислорода, которую можно определить по специальным справочным таблицам, составленным для нормального атмосферного давления. Степень насыщения воды кислородом, соответствующая равновесной концентрации, принимается равной 100%. Растворимость кислорода возрастает с уменьшением температуры и минерализации и с увеличением атмосферного давления.

В поверхностных водах содержание растворенного кислорода может колебаться от 0 до 14 мг/л и подвержено значительным сезонным и суточным колебаниям. В эвтрофицированных и сильно загрязненных органическими соединениями водных объектах может иметь место значительный дефицит кислорода. Уменьшение концентрации РК до 2 мг/л вызывает массовую гибель рыб и других гидробионтов.

В воде водоемов в любой период года до 12 часов дня концентрация РК должна быть не менее 4 мг/л. ПДК растворенного в воде кислорода для рыбохозяйственных водоемов установлена 6 мг/л (для ценных пород рыбы) либо 4 мг/л (для остальных пород).

Растворенный кислород является весьма неустойчивым компонентом химического состава вод. При его определении особо тщательно следует проводить отбор проб: необходимо избегать контакта воды с воздухом до фиксации кислорода (связывания его в нерастворимое соединение).

Контроль содержания кислорода в воде – чрезвычайно важная проблема, в решении которой заинтересованы практически все отрасли народного хозяйства, включая черную и цветную металлургию, химическую промышленность, сельское хозяйство, медицину, биологию, рыбную и пищевую промышленность, службы охраны окружающей среды. Содержание РК определяют как в незагрязненных природных водах, так и в сточных водах после очистки. Процессы очистки сточных вод всегда сопровождаются контролем содержания кислорода. Определение РК является частью анализа при определении другого важнейшего показателя качества воды – биохимического потребления кислорода (БПК).

studfiles.net

Растворенный в воде кислород - Справочник химика 21

В водном растворе сульфат железа(П) окисляется растворенным в воде кислородом с образованием основной соли. Написать уравнение протекающей при этом реакции. [c.252]

Аэротенки — емкостные проточные сооружения со свободно плавающим в объеме обрабатываемой воды активным илом, применяемые для аэробной биохимической очистки больших количеств сточных вод. Главное условие эффективности биологических процессов метаболизма в аэротенке — наличие растворенного в воде кислорода. Для этого проводят аэрацию и перемешивают смесь воды и активного ила пневматическими, механическими или смешанного типа устройствами. [c.101]

В соответствии с Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения качество воды водоема после сброса в него сточных вод должно соответствовать следующим основным требованиям количество растворенного в воде кислорода — не менее [c.78]

Алюминий — легкий металл (плотность 2,71-10 кг/м ), обладающий высокой коррозионной стойкостью в атмосфере и многих водных средах. Это сочетается в нем с хорошей электро- и теплопроводностью. Он очень электроотрицателен в ряду напряжений, но пассивируется при контакте о водой. Хотя растворенный в воде кислород повышает коррозионную стойкость алюминия, его присутствие не является обязательным для наступления пассивности. Следовательно, Фладе-потенциал алюминия отрицательнее потенциала водородного электрода. Считается, что пассивирующая пленка на алюминии состоит из оксида алюминия, толщину ее, если окисление происходило на воздухе, оценивают в 2— 10 нм (20—100 А). Коррозионное поведение алюминия зависит даже от малых количеств - примесей в металле, причем все эти примеси, за исключением магния, являются по отношению к алю- [c.340]

Методы, связанные с изменением свойств коррозионной среды. К ним относятся уменьщение концентрации компонентов среды, особенно опасных в коррозионном отношении (например, удаление растворенного в воде кислорода, подщелачивание раствора и т. п.) добавка специальных веществ — ингибиторов коррозии, которые оказывают тормозящее действие на коррозию. Оно связано или с окислением поверхности металла (нитриты, хроматы), или с образованием пленки труднорастворимого соединения между металлом и данным ингибитором (фосфаты, гидрофосфаты). В кислых растворах в качестве ингибиторов коррозии используют органические вещества, содержащие амино-, ИМИН0-, тио- и другие группы их действие связано с образованием защитной адсорбционной пленки органического вещества на поверхности металла. [c.403]

Минимальная концентрация растворенного в воде кислорода, которая необходима для поддержания жизни в воде, зависит от вида живых существ. Рыбы не могут существовать, если концентрация кислорода в воде меньше [c.59]

ПАВ могут разрушаться также пероксидом водорода в присутствии Ре +, Мп + и Сц + в качестве катализаторов, растворенным в воде кислородом при избыточном давлении около 10—15 МПа и температуре 250—350 °С. [c.222]

В присутствии растворенного в воде кислорода выход фенола возрастает в несколько раз. Это объясняется тем, что кислород, образуя в воде радикалы НОг-, удаляет из реагирующей смеси атомы Н и замедляет тем самым рекомбинацию атомного водорода со свободными гидроксилом и с фенильными радикалами, приводящую к образованию воды и бензола. Кроме того, радикал НОг-, взаимодействуя со свободным фенолом, образует гидроперекись фенола, которая, разлагаясь, образует фенол. [c.268]

Анаэробный процесс (в отсутствие растворенного в воде кислорода) метановой ферментации происходит по схеме [c.147]

Согласно действующим нормам, водоемы подразделяют на две категории водоемы, используемые для водопотребления, и водоемы для водопользования. К числу нормативных требований относят следующие содержание растворенного в воде кислорода после смешения должно быть не менее 4 мг/л БПКполн— не более 3 мг/л для водоемов первой категории и 6 мг/л — для второй содержание взвешенных частиц в воде не должно увеличиваться после спуска сточных вод соответственно более чем на 0,25 и 0,75 мг/л минеральный осадок может быть не более 1000 мг/л, в том числе хлоридов — 350 мг/л и сульфатов — 500 мг/л. [c.315]

Рассмотрим, какие металлы могут быть окислены растворенным в воде кислородом, и какие — ионами водорода. Потенциал, отвечающий электродному процессу [c.555]

Титр раствора иода при хранении может даже возрастать за счет окисления иодида растворенным в воде кислородом [c.277]

Жидкофазное окисление сточных вод. Сущность метода жидкофазного окисления (ЖФО) заключается в окислении органических веществ растворенным в воде кислородом воздуха. [c.343]

По мере приближения стальных свай к границе вода — воздух увеличивается количество растворенного в воде кислорода, наблюдается более интенсивное обрастание их поверхности водорослями и морским желудем и, в связи с этим, постепенное увеличение глубины коррозионных поражений. Через два года, например, эксплуатации в Каспийском море глубина язвенных поражений на сваях из стали Ст. 3 на глубине 3 м составила 0,33 мм, а на уровне воды 0,63 мм. [c.192]

Сероводород Н З является распространенным и вредным загрязнителем промышленных сточных вод. Один из способов его удаления основан на окислении сероводорода растворенным в воде кислородом [c.38]

При использовании резин для уплотнений следует учитывать влияние воды на релаксацию напряжений в них. Вода ускоряет релаксационные процессы, как это было установлено на резинах, полученных на основе бутадиен-нитрильных каучуков. Влияние это осложняется окислительными процессами, обусловленными растворенным в воде кислородом. [c.121]

В других случаях возможно восстановление на поверхности менее электроотрицательного металла растворенного в воде кислорода с образованием воды [c.257]

Растворенный в воде кислород является акцептором электронов. Этот процесс протекает по следующему уравнению [c.114]

Вовлечение посторонних веществ в реакции окисления и восстановления представляет большой интерес для изучения химизма процессов изменения валентности, в частности — дает возможность обнаружить и изучить свойства промежуточных продуктов. Однако при количественном анализе сопряженные реакции обычно оказывают неблагоприятное влияние, и необходимо принимать меры к их устранению. Так, во многих случаях растворенный в воде кислород практически не окисляет находящихся в растворе восстановителей. Из подкисленного раствора йодистого калия кислород лишь очень медленно выделяет йод. Если же в растворе, содержащем растворенный кислород, идет реакция, например, между пятивалентным ванадием и йодистым калием [c.359]

Сущность метода обработки внешней среды заключается в удалении или понижении активности некоторых находящихся в ней веществ, вызывающих коррозию. Например, если причиной коррозии является растворенный в воде кислород, то его удаление предохранит металл от разрушения. Процесс удаления кислорода называется деаэрацией. Иногда в раствор добавляют специальные [c.136]

Содержание растворенного в воде кислорода при различной температуре и давлении 760 мм рт. ст. [c.134]

Но уже под действием растворенного в воде кислорода двухвалентный хром окисляется до трехвалентного [c.275]

В нейтральной среде окислителем является растворенный в воде кислород [c.155]

Загрязнение водных ресурсов ПАВ отрицательно влияет на качество подземных питьевых вод, самоочнщающую способность водоемов, на использующие эту воду теплокровные организмы, флору и фауну природных вод. При попадании ПАВ в водоемы уменьшается количество растворенного в воде кислорода (вследствие расходования его на окисление ПАВ), повышается концентрация нефтепродуктов (в результате эмульгирования в поверхностных пленках ПАВ), наблюдается образование значительного количества стойкой пены (из-за высокой пенообразующей способности ПАВ). Это затрудняет доступ кислорода в толщу природных вод и ухудшает процессы самоочищепнл. В пенс концентрируются органические загрязнения, болезнетворные микроорганизмы, ПАВ. [c.208]

Природные воды имеют примеси различной химической природы и свойств. Многие из этих примесей при определенных концентрациях могут быть вредными для тех или иных процессов на тепловых и атомных электростанциях. Например, соли жесткости осаждаются на стенках парогенераторов, снижая эффективность работы последних. Хлориды натрия и некоторые другие примеси переходят в пар и затем, осаждаясь на лопатках турбин, изменяют их профиль и соответственно снижают к. п. д. станций. Растворенный в воде кислород и диоксид углерода вызывают коррозию материалов парогенераторов. Поэтому перед подачей в парогенератор вода очищается от значительной части примесей. [c.345]

Растворенный в воде кислород и ионы водорода — важнейшие окислители, вызывающие электрохимическую коррозию. [c.192]

Иногда химическая поляризация вызывается тем, что продукты электролиза образуют на поверхности электрода пленку труднорастворимого вещества. Так, пленка гидрата закиси железа, получаю--щаяся на аноде (стр, 341, пример I), растворенным в воде кислородом окисляется до Ре(ОН)з и становится еще менее растворимой. Она покрывает поверхность анода, тем самым затрудняя процесс электролиза. Это — случай пленочной поляризации. [c.343]

Для нормального протекания процесса самоочищения прежде всего необходимо наличие в водоеме после спуска в него сточных вод запаса растворенного кислорода. Химическое или бактериальное окпслсние органических веществ, содержащихся в сточных водах, приводит к снижению концентрации растворенного в воде кислорода (в 1 л воды содержится всего 8—9 мл растворенного кислорода, в 1 л воздуха — 210 мл кислорода). Влияние дезоксигенизирующих (снижающих содержание кислорода) агентов выражается в замене нормальной флоры и фауны водоема примитивной, приспособленной к существованию в анаэробных условиях. Органические вещества, взаимодействуя с растворенным кислородом, окисляются до углекислого газа и воды, потребляя различное количество кислорода. Поэтому введен обобщенный показатель, позволяющий оценить суммарное количество загрязнений в воде по поглощению кислорода. [c.76]

Сбрасываемые нефтеперерабатывающими предприятиями органические вещества под действием микроорганизмов окисляются до диоксида углерода и воды. Проявляется способность самоочищения водоема. При этом расходуется кислород, содержащийся в воде водоема и поступающий туда из атмосферы. Количество кислорода в мг О2 на 1 л (мг/л), которое поглощают в процессе окисления органические вещества за определенный промежуток времени, называется биологической потребностью в кислороде—ВПК. Различают БПК5 (пятидневный) БПК20 (двадцатидневный), БПКполн (полный, когда вещество окисляется полностью). Сточные воды НПЗ до очистки имеют БПКполн 250—450 мг/л, в то время как по санитарным нормам этот показатель в воде водоема должен составлять 3—6 мг/л в зависимости от его категории. При сбросе неочищенных сточных вод концентрация имеющегося в водоеме кислорода может резко снизиться (либо он израсходуется полностью), что вызывает гибель планктона, бентоса, рыб и других организмов, потребляющих растворенный в воде кислород. [c.314]

В каждом водоеме, куда поступают промстоки, будь то море, большая или малая река, озеро, пруд, еущест вуёт жизнь. В водоемах живут рыбы, водоплаваюцще птицы и животные в толще воды находится планктон, состоящий из взвешенных в ней мельчайших низших организмов, являющихся пищей для рыб на дне находятся донные организмы, составляющие так называемый бентос, также необходимый для рыб и растений водоема. Между ними существует определенное для каждого водоема биологическое равновесие, в числе других факторов оно зависит от содержания растворенного в воде кислорода. [c.261]

Арсенал хорошо изученных и уже используемых в производственной практике твердых соединений довольно быстро пополняется электронообменниками или редокситами. Это, так же как и ионообменники,— высокомолекулярные соединения, но проявляющие не кислотно-основные (или не только эти), но и окислительновосстановительные свойства. Все они, так же как иониты, имеют постоянный эквивалент — окислительно-восстановительную емкость . Например, окислительно-восстановительный эквивалент одного из гидрохиноно-формальдегидных редокситов при поглощении им растворенного в воде кислорода составлял приблизительно 3,5 г-экв/л. [c.57]

П завила делят водоемы на две категории к первой относятся водоемы, используемые для водопотребления, ко второй -для водопользования. К числу нормативных требований, содержащихся в Правилах, относятся количество растворенного в воде кислорода после смещения, которое должно быть не MeHf i 4 мг/л БПКполи — не более 3 мг/л для водоемов первой категории и 6 мг/л — для второй содержание взвешенных веществ в воде (оно не должно увеличиваться после спуска сточных вод соответственно более че.м на 0,25 и 0,75 мг/л) минеральный осадок, который не может быть более 1000 мг/л, в TOvT числе хлоридов — 350 и сульфатов — 500 мг/л. Вода не дол кна иметь запахов и привкусов и придавать их мясу рыб, водородный показатель ие должен выходить за пределы 6,5 pH 8,5. Санитарные нормы проектирования промыш-лен1ых предприятии СН-245—71 определяют предельно допусти /ые концентрации ПДК вредных веществ в воде водоемов, превышение которых не допускается. [c.211]

Одним из иерсиективнь1х методов очистки сточных вод является жидкофазное окисление органических веществ растворенным в воде кислородом воздуха. Этот метод можно применять к обезвреживанию органических веществ разного строения и состава. Он имеет ряд преимуществ обезвреживание любых органических веществ, отсутствие загрязнения воздуха, универсальность и безопасность в работе. [c.264]

Таким образом, с повышением концентрации воды и метанола в БМС усиливается процесс коррозии металлов, причем максимальная коррозия наблюдается при 40 С, т.е. в жидкой фазе. Уменьшение коррозии при дальнейшем увеличении температуры объясняется снижением при повышении температуры концентрации растворенного в воде кислорода-диполяризатора электрохимической коррозии. Сильная коррозия металлов, контактирующих с БМС, требует разработки эффективных антикоррозийных присадок. Это позволяет в дальнейшем расишрить область применения БМС как топлива для ДВС. [c.96]

Полагая, что эта реакция протекает по уравнению второго порядка и имеет первый порядок по каждому реагенту, определите, как зависит скорость удаления Н З от концентрации растворенного в воде кислорода. Допустим, что концентрация растворенного Н,8 в загрязненной воде равна 5 10 М. Концентрация растворенного в воде кислорода в равновесии с воздухом составляет приблизительно 2,6-10 М. Если константа скорости уравнения второго порядка для окисления Н28 равна 4-10" мoль - л - с , то какова начальная скорость окисления НзЗ [c.38]

Упрощенная аэрация осуществляется при высоте излива 0,5— 0,6 м над уровнем воды в фильтре. Ее рационально применять при содержании общего железа до 10 мг/л, в том числе закисного должно быть не менее 70%, так как в его отсутствие пленка на загрузке не образуется. Процессу обезжелезивания этим методом мешают сероводород и углекислота, низкое значение pH, высокая окисляе-мо сть. Содержание кислорода должно быть оптимальным (для некоторых вод около 0,6 мг/л), так как излишек и недостаток его в воде ухудшают процесс обезжелезивания. При содержании в воде свободной углекислоты выше 50 мг/л железистая пленка на зернах загрузки не образуется, потому что все закисное железо будет находиться в виде растворимой соли Ре (НСОз) 2- Наличие в воде НгЗ связывает растворенный в воде кислород, что также не способствует образованию пленки. При низком значении pH происходит быстрое окисление двухвалентного железа в трехвалентное. [c.205]

Сущность методов удаления марганца из воды сводится к окислению двухвалентного иона в четырехвалентный. Этот процесс нельзя осуществить кислородом воздуха, для этого требуется более энергичный окислитель. Воду обрабатывают известью в присутствии пиролюзита или кварцевого песка с нанесенной пленкой МпОг. Кислородом воздуха марганец в щелочной среде окисляется из четырехвалентного до шестивалентного, так как окислительный потенциал превращения МпОг в Mn04 - равен 0,60 В, а у растворенного в воде кислорода он равен 0,83 В. Этот процесс можно выразить схемой [c.206]

Простейшие дышат растворенным в воде кислородом. Вредные вещества (двуокись углерода и др.) выводятся из организма через всю поверхность и через сократительную ва куоль. [c.273]

Растворенный в воде кислород окисляет Fe + до Ре +, а также выделяющийся водород, который в нерзоначальный момент находится в атомарном состоянии. Суммарное уравнение реакции ржавления железа можно записать так [c.280]

chem21.info

Растворенный кислород

Химия Растворенный кислород
просмотров - 626

Кислотность

Кислотность природных и сточных вод определяется их способностью связывать гидроксид-ионы. Расход гидроксида отражает общую кислотность воды. В обычных природных водах кислотность в большинстве случаев зависит только от содержания свободного диоксида углерода. Естественную часть кислотности создают также гуминовые и другие слабые органические кислоты и катионы слабых оснований (ионы аммония, железа, алюминия, органических оснований). В этих случаях pH воды не бывает ниже 4,5

В загрязненных водоемах может содержаться большое количество сильных кислот или их солей за счет сброса промышленных сточных вод. В этих случаях pH может быть ниже 4,5. Часть общей кислотности, снижающейpH до величин <4,5, принято называть свободной.

Растворенный кислород находится в природной воде в виде молекул O2. На его содержание в воде влияют две группы противоположно направленных процессов: одни увеличивают концентрацию кислорода, другие уменьшают ее. К первой группе процессов, обогащающих воду кислородом, следует отнести:

процесс абсорбции кислорода из атмосферы;
выделение кислорода водной растительностью в процессе фотосинтеза;
поступление в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно пересыщены кислородом.

Абсорбция кислорода из атмосферы происходит на поверхности водного объекта. Скорость этого процесса повышается с понижением температуры, с повышением давления и понижением минерализации. Аэрация – обогащение глубинных слоев воды кислородом – происходит в результате перемешивания водных масс, в том числе ветрового, вертикальной температурной циркуляции и т.д.

Фотосинтетическое выделение кислорода происходит при ассимиляции диоксида углерода водной растительностью (прикрепленными, плавающими растениями и фитопланктоном). Процесс фотосинтеза протекает тем сильнее, чем выше температура воды, интенсивность солнечного освещения и больше биогенных (питательных) веществ (P, N и др.) в воде. Продуцирование кислорода происходит в поверхностном слое водоема, глубина которого зависит от прозрачности воды (для каждого водоема и сезона может быть различной, от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров).

К группе процессов, уменьшающих содержание кислорода в воде, относятся реакции потребления его на окисление органических веществ: биологическое (дыхание организмов), биохимическое (дыхание бактерий, расход кислорода при разложении органических веществ) и химическое (окисление Fe2+, Mn2+, NO2-, Nh5+, Ch5, h3S). Скорость потребления кислорода увеличивается с повышением температуры, количества бактерий и других водных организмов и веществ, подвергающихся химическому и биохимическому окислению. Вместе с тем, уменьшение содержания кислорода в воде может происходить вследствие выделения его в атмосферу из поверхностных слоев и только в том случае, если вода при данных температуре и давлении окажется пересыщенной кислородом.

В поверхностных водах содержание растворенного кислорода варьирует в широких пределах – от 0 до 14 мг/дм3 – и подвержено сезонным и суточным колебаниям. Суточные колебания зависят от интенсивности процессов его продуцирования и потребления и могут достигать 2,5 мг/дм3 растворенного кислорода. В зимний и летний периоды распределение кислорода носит характер стратификации. Дефицит кислорода чаще наблюдается в водных объектах с высокими концентрациями загрязняющих органических веществ и в эвтрофированных водоемах, содержащих большое количество биогенных и гумусовых веществ.

Концентрация кислорода определяет величину окислительно-восстановительного потенциала и в значительной мере направление и скорость процессов химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений. Кислородный режим оказывает глубокое влияние на жизнь водоема. Минимальное содержание растворенного кислорода, обеспечивающее нормальное развитие рыб, составляет около 5 мг/дм3. Понижение его до 2 мг/дм3 вызывает массовую гибель (замор) рыбы. Неблагоприятно сказывается на состоянии водного населения и пересыщение воды кислородом в результате процессов фотосинтеза при недостаточно интенсивном перемешивании слоев воды.

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого и санитарного водопользования содержание растворенного кислорода в пробе, отобранной до 12 часов дня, не должно быть ниже 4 мг/дм3 в любой период года; для водоемов рыбохозяйственного назначения концентрация растворенного в воде кислорода не должна быть ниже 4 мг/дм3 в зимний период (при ледоставе) и 6 мг/дм3 – в летний.

Определение кислорода в поверхностных водах включено в программы наблюдений с целью оценки условий обитания гидробионтов, в том числе рыб, а также как косвенная характеристика оценки качества поверхностных вод и регулирования процесса очистки стоков. Содержание растворенного кислорода существенно для аэробного дыхания и является индикатором биологической активности (ᴛ.ᴇ. фотосинтеза) в водоеме.

Содержание кислорода в водоемах с различной степенью загрязненности

Уровень загрязненности воды и класс качества	Растворенный кислород
лето, мг/дм3	зима, мг/дм3	% насыщения
Очень чистые, I		14–13
Чистые, II		12–11
Умеренно загрязненные, III	7–6	10–9
Загрязненные, IV	5–4	5–4
Грязные, V	3–2	5–1
Очень грязные, VI

Относительное содержание кислорода в воде, выраженное в процентах его нормального содержания, принято называть степенью насыщения кислородом. Эта величина зависит от температуры воды, атмосферного давления и солености. Вычисляется по формуле:

,где

M – степень насыщения воды кислородом, %;

а – концентрация кислорода, мг/дм3;

Р – атмосферное давление в данной местности, Па;

N – нормальная концентрация кислорода при данной температуре, минерализации (солености) и общем давлении 101308 Па.

Окисляемость перманганатная и бихроматная (ХПК)

Величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей при определенных условиях, принято называть окисляемостью. Существует несколько видов окисляемости воды: перманганатная, бихроматная, иодатная, цериевая. Наиболее высокая степень окисления достигается методами бихроматной и иодатной окисляемости воды.

Окисляемость выражается в миллиграммах кислорода, пошедшего на окисление органических веществ, содержащихся в 1 дм3 воды.

Состав органических веществ в природных водах формируется под влиянием многих факторов. К числу важнейших относятся внутриводоемные биохимические процессы продуцирования и трансформации, поступления из других водных объектов, с поверхностными и подземными стоками, с атмосферными осадками, с промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами. Образующиеся в водоеме и поступающие в него извне органические вещества весьма разнообразны по своей природе и химическим свойствам, в том числе по устойчивости к действию разных окислителей. Соотношение содержащихся в воде легко- и трудноокисляемых веществ в значительной мере влияет на окисляемость воды в условиях того или иного метода ее определения.

В поверхностных водах органические вещества находятся в растворенном, взвешенном и коллоидном состояниях. Последние в рутинном анализе отдельно не учитываются, в связи с этим различают окисляемость фильтрованных (растворенное органическое вещество) и нефильтрованных (общее содержание органических веществ) проб.

Величины окисляемости природных вод изменяются в пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов в литре в зависимости от общей биологической продуктивности водоемов, степени загрязненности органическими веществами и соединениями биогенных элементов, а также от влияния органических веществ естественного происхождения, поступающих из болот, торфяников и т.п. Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость по сравнению с подземными (десятые и сотые доли миллиграмма на 1 дм3), исключение составляют воды нефтяных месторождений и грунтовые воды, питающиеся за счет болот. Горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2–3 мг О/дм3, реки равнинные – 5–12 мг О/дм3, реки с болотным питанием – десятки миллиграммов на 1 дм3.

Окисляемость незагрязненных поверхностных вод проявляет довольно отчетливую физико-географическую зональность (табл. 3.5).

Таблица 3.5. Физико-географическая зональность природных вод

Окисляемость	мг О/дм3	Зона
Очень малая	0–2	Высокогорье
Малая	2–5	Горные районы
Средняя	5–10	Зоны широколиственных лесов, степи, полупустыни и пустыни, а также тундра
Повышенная	15–20	Северная и южная тайга

Окисляемость подвержена закономерным сезонным колебаниям. Их характер определяется, с одной стороны, гидрологическим режимом и зависящим от него поступлением органических веществ с водосбора, с другой, – гидробиологическим режимом.

В водоемах и водотоках, подверженных сильному воздействию хозяйственной деятельности человека, изменение окисляемости выступает как характеристика, отражающая режим поступления сточных вод. Для природных малозагрязненных вод рекомендовано определять перманганатную окисляемость; в более загрязненных водах определяют, как правило, бихроматную окисляемость(ХПК).

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого водопользования величина ХПК не должна превышать 15 мг О/дм3; в зонах рекреации в водных объектах допускается величина ХПК до 30 мг О/дм3.

В программах мониторинга ХПК используется в качестве меры содержания органического вещества в пробе, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ подвержено окислению сильным химическим окислителем. ХПК применяют для характеристики состояния водотоков и водоемов, поступления бытовых и промышленных сточных вод (в том числе, и степени их очистки), а также поверхностного стока.

Величины ХПК в водоемах с различной степенью загрязненности

Степень загрязнения (классы водоемов)	ХПК, мг О/дм3
Очень чистые
Чистые
Умеренно загрязненные
Загрязненные
Грязные	5–15
Очень грязные	>15

Для вычисления концентрации углерода, содержащегося в органических веществах, значение ХПК (мг О/дм3) умножается на 0,375 (коэффициент, равный отношению количества вещества эквивалента углерода к количеству вещества эквивалента кислорода).

Биохимическое потребление кислорода (БПК)

Степень загрязнения воды органическими соединениями определяют как количество кислорода, крайне важное для их окисления микроорганизмами в аэробных условиях. Биохимическое окисление различных веществ происходит с различной скоростью. К легкоокисляющимся ("биологически мягким") веществам относят формальдегид, низшие алифатические спирты, фенол, фурфурол и др. Среднее положение занимают крезолы, нафтолы, ксиленолы, резорцин, пирокатехин, анионоактивные ПАВ и др. Медленно разрушаются "биологически жесткие" вещества, такие как гидрохинон, сульфонол, неионогенные ПАВ и др.

БПК5

В лабораторных условиях наряду с БПКп определяется БПК5 – биохимическая потребность в кислороде за 5 суток.

В поверхностных водах величины БПК5 изменяются обычно в пределах 0,5–4 мг O2/дм3 и подвержены сезонным и суточным колебаниям.

Сезонные колебания зависят в основном от изменения температуры и от исходной концентрации растворенного кислорода. Влияние температуры сказывается через ее воздействие на скорость процесса потребления, которая увеличивается в 2–3 раза при повышении температуры на 10oC. Влияние начальной концентрации кислорода на процесс биохимического потребления кислорода связано с тем, что значительная часть микроорганизмов имеет свой кислородный оптимум для развития в целом и для физиологической и биохимической активности.

Суточные колебания величин БПК5 также зависят от исходной концентрации растворенного кислорода, которая может в течение суток изменяться на 2,5 мг О2/дм3 в зависимости от соотношения интенсивности процессов его продуцирования и потребления. Весьма значительны изменения величин БПК5 в зависимости от степени загрязненности водоемов.

Величины БПК5 в водоемах с различной степенью загрязненности

Степень загрязнения (классы водоемов)	БПК5, мг O2/дм3
Очень чистые	0,5–1,0
Чистые	1,1–1,9
Умеренно загрязненные	2,0–2,9
Загрязненные	3,0–3,9
Грязные	4,0–10,0
Очень грязные	10,0

Для водоемов, загрязненных преимущественно хозяйственно-бытовыми сточными водами, БПК5 составляет обычно около 70% БПКп.

Учитывая зависимость откатегории водоема величина БПК5 регламентируется следующим образом: не более 3 мг O2/дм3 для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования и не более 6 мг O2/дм3 для водоемов хозяйственно-бытового и культурного водопользования. Для морей (I и II категории рыбохозяйственного водопользования) пятисуточная потребность в кислороде (БПК5) при 20оС не должна превышать 2 мг O2/дм3.

Определение БПК5 в поверхностных водах используется с целью оценки содержания биохимически окисляемых органических веществ, условий обитания гидробионтов и в качестве интегрального показателя загрязненности воды. Необходимо использовать величины БПК5 при контролировании эффективности работы очистных сооружений.

БПКп

Полным биохимическим потреблением кислорода (БПКп) считается количество кислорода, требуемое для окисления органических примесей до начала процессов нитрификации. Количество кислорода, расходуемое для окисления аммонийного азота до нитритов и нитратов, при определении БПК не учитывается. Для бытовых сточных вод (без существенной примеси производственных) определяют БПК20, считая, что эта величина близка к БПКп.

Полная биологическая потребность в кислороде БПКп для внутренних водоемов рыбохозяйственного назначения (I и II категории) при 20оС не должна превышать 3 мг O2/дм3.

[an error occurred while processing this directive]