Фосфаты в воде: Фосфаты в воде — методы очистки

Содержание

Фосфаты в воде — методы очистки

Что такое фосфаты?

Фосфатами называется класс солей, полученный в результате химической реакции фосфорной кислоты с другими химическими элементами. 

Фосфор необходим всему живому на земле, в том числе и людям, как один из элементов жизнедеятельности.

Однако опасность представляет чрезмерное и неправильное потребление соединений фосфатов. Их основное применение — фосфорные удобрения и большинство видов бытовой химии, также натриевые соли полифосфатов используются для умягчения воды, чтобы уберечь оборудование и трубы от образования накипи.

Источники фосфатов

Фосфаты РО43- существуют в трех формах: ортофосфат, метафосфат (или полифосфат Р2О5) и органически связанный фосфат, каждое соединение содержит фосфор в различной химической структуре.

  • Ортофосфаты, применяемые на сельскохозяйственных землях в качестве удобрений. Они попадают в поверхностные воды во время дождей или таяния снега.  
  • Полифосфаты используются в стиральных порошках и синтетических моющих средствах. В воде они превращаются в ортофосфат и доступны для поглощения растениями. 
  • Органический фосфат — это фосфат, который связан в растительной ткани, твердых отходах или другом органическом материале. После разложения этот фосфат может быть превращен в ортофосфат.

Фосфат присутствует в чистых водоёмах в очень незначительных количествах. Это важный элемент для жизни растений, но когда его слишком много в воде, он может ускорить эвтрофикацию рек и озер (сокращение растворенного кислорода в водоемах, вызванное эффектом цветения водорослей). Повышенное содержание фосфатов в воде является следствием ее загрязнения. Естественные незагрязненные водоемы имеют концентрацию фосфатов менее 0,1 мг/л, а иногда даже менее 0,03 мг/л. Концентрация фосфатов в воде свыше 0,3 мг/л указывает на явную загрязненность. 

Фосфор попадает в воду как в городских, так и в сельскохозяйственных условиях.

Ортофосфатные формы образуются в результате естественных процессов, но основные источники подвержены влиянию человека. В последние годы одними из наиболее опасных загрязнителей воды стали соединения фосфора, попадающие в водные экосистемы со сточными водами городов, промышленных производств и сельскохозяйственными минеральными удобрениями.

  1. В реки сбрасываются коммунальные стоки (содержащие моющие средства и органические отходы). Даже после механической и биологической очистки воды в очистительных установках большое количество фосфатов попадает в воду. По некоторым данным до 75% от общего количества сбрасываемого фосфора в водоемы вносят коммунальные стоки.
  2. Другим источником фосфатов являются различные промышленные отходы с химического производства, переработки овощей и фруктов, целлюлозно-бумажной промышленности и др. Вклад промышленной группы стоков в общее количество сбрасываемого фосфора достигает 20%.
  3. Фосфор является распространенным компонентом сельскохозяйственных удобрений. В свою очередь зерновыми культурами кормят сельскохозяйственных животных, которые дают богатый фосфатами навоз. Внесение химических удобрений в почву, уже насыщенную фосфатами, и внесение чрезмерного количества навоза приводит к стоку фосфатов во время сильных дождей и загрязнению близлежащих источников воды.

Влияние фосфатов на человеческий организм

Фосфор необходим и для человека, так как он входит в состав всех тканей организма, участвует во всех видах обмена веществ, важен для нормальной работы сердца, мышц, мозга, нервной системы и других органов. Большая часть фосфора содержится в костной ткани в виде фосфорнокислого кальция, а наиболее интенсивный обмен соединений фосфора происходит в мышцах, предоставляя энергию для мышечных сокращений. Потребность человека в фосфоре составляет в среднем 0,9 г в сутки. В организм фосфор поступает с пищей. Содержание фосфора регулируется работой органов эндокринной системы — гипофиза, щитовидной и поджелудочной желез. При протекании различных заболеваний может наблюдаться накопление фосфора в организме, что может повлиять на правильное функционирование почек, нервной системы и опорно-двигательного аппарата.

Помимо внутреннего воздействия было выявлено отрицательное влияние на организм человека моющих и чистящих средств, содержащих фосфаты. Нарушая кислотно-щелочное равновесие защитного слоя клеток, они могут спровоцировать дерматологические заболевания. Помимо этого при контакте с кожей фосфаты проникают непосредственно в кровь. Вследствие этого нарушаются функции печени, почек, мышц, что приводит, в свою очередь к тяжелым отравлениям, нарушению обменных процессов, обострению хронических заболеваний и другим неприятным последствиям.

Важно также понимать, что фосфаты вводятся в состав стиральных порошков и мыла для снижения влияния жесткости воды на пенообразование. При этом полифосфаты способствуют накоплению поверхностно-активных веществ (ПАВ) между волокнами ткани и в них. Даже многократное полоскание горячей водой после стирки не освобождает волокна полностью от химикатов, особенно это касается шерстяных и хлопковых тканей. Отсюда следует, что мы носим на себе и спим в среде, содержащей негативно влияющие на здоровье химические вещества.

Вредное воздействие фосфатов на окружающую среду

Фосфор важен для жизни животных и растений. И сам по себе фосфор как элемент нельзя назвать опасным или вредным. Проблема заключается в чрезмерном количестве фосфора. 

Превышение фосфатов в сточных водах представляет серьезную угрозу для окружающей среды. Попадая в водоемы, фосфаты питают сине-зеленые водоросли, чем способствуют их активному росту. Цветение воды — экологическая катастрофа, ставшая уже привычным явлением. Чрезмерно разрастаясь сине-зеленые водоросли препятствуют поступлению в воду кислорода и солнечного света. Когда водоросли умирают, в воду выделяется в больших количествах метан, аммиак, сероводород, в результате чего гибнут рыбы, раки и другие обитатели водоемов. 

За последние десять лет содержание фосфатов в сточных водах, поступающих в Днепр, выросло втрое — с 8 до 22 мг/л воды, тогда как в западных странах их количество не превышает 1 мг/л. Вследствие этого «цветут» и погибают Днепр и Днестр, другие водоемы. Коммунальные службы для подготовки питьевой воды берут воду из окружающих рек и водохранилищ, естественно, чем больше загрязнена в них вода, тем сложней получить из них качественную питьевую воду соответствующую санитарным нормам.

Очистка воды от фосфатов

Учитывая высокую гигиеническую и экологическую опасность фосфатов, мировое сообщество установило очень жесткие требования к их содержанию в сточных водах, питьевой воде и продуктах питания. Так, Директивы ЕС 98/83/ЕС и 75/440/ЕС устанавливают предельно допустимую концентрацию (ПДК) фосфатов в водах, предназначенных для питьевых нужд, на уровне 0,7 мг/л, в то время как действующим в Украине ДСанПиН 2.2.4-171-10 предусмотрено гранично допустимое значение 3,5 мг/л. Согласно Директиве 76/160/ЕС, содержание фосфатов в поверхностных водах культурно-хозяйственного и рекреационного назначения не должно превышать 0,2 мг/л, а в Украине, согласно ДСанПиН 4630-88, предельно допустимая концентрация фосфатов в водах аналогичного назначения — до 3,5 мг/л.

На сегодняшний день более чем в пятидесяти странах мира введены законодательные ограничения или полный запрет на применение фосфатных стиральных порошков. 

В быту полифосфаты предназначены для связывания солей жесткости, которые не только образуют накипь на нагревательных элементах, но и уменьшают пенообразование. Существенно уменьшить или даже исключить полностью содержание фосфатов в бытовых моющих средствах можно, используя для стирок и мытья умягченную воду, то есть очищенную от ионов жесткости. Системы умягчения воды на основе ионообменной смолы замещают ионы кальция и магния ионами натрия, которые не влияют на свойства ПАВ и не образуют твердых соединений, осаждающихся на нагревательных элементах. Умягчая бытовую воду в доме или квартире, вы сэкономите на стиральном порошке, мыле, шампуне, моющих средствах, а также на электроэнергии, затрачиваемой на нагревание воды в чайнике, стиральной и посудомоечной машине, бойлере, а главное — внесете свой вклад в охрану и защиту окружающей среды!

Больше о фильтрах для умягчении воды можно узнать у наших специалистов по телефонам:

  • (044) 247-94-00,
  • (063) 247-94-00,
  • (067) 247-97-00,
  • (095) 277-25-00

или напишите нам на почту [email protected]

откуда берутся, методика определения, очистка и удаление

Автоматический анализатор общего фосфора и ортофосфатов в потоке воды, стоков и канализации

  • Внесены в гос. реестр средств измерений РФ
  • Автоматическая передача данных по GSM
  • Автоматическая очистка датчика
  • Не нужны реагенты для работы

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ АНАЛИЗАТОРА

Фосфор и его соединения в сточных водах

Фосфор, как и азот, является биогенным элементом, поэтому его присутствие в водоёмах наблюдается даже в случае отсутствия сброса сточных вод. Однако, этот элемент находит широкое применение человеком, поэтому его концентрация в сточных водах столь высока. Фосфор может присутствовать в воде в виде нерастворимых и растворимых соединений.

Важное свойство фосфора (при условии достаточного наличия в воде азота) – эвтрофикация (стимуляция роста водорослей). Благодаря этому свойству происходит биологическое обрастание систем водооборота.

Общий фосфор

Общим фосфором в контексте изучения сточных вод принято называть общую концентрацию элементарного фосфора и всех его соединений, как органических, так и неорганических. Принято выделять следующие классы фосфорсодержащих загрязнений в сточных водах:

  • Ортофосфаты.
  • Фосфаты гидролизуемые.
  • Органические соединения фосфора.
  • Элементарный фосфор.

Для водоочистки наибольшую проблему представляют соли фосфорных кислот – фосфаты.

Фосфаты

Фосфатами называются соли ортофосфорной кислоты H3PO4. При этом следует отметить, что из-за строения молекулы данной кислоты, может образовываться ряд фосфатов различного состава и строения. К примеру, растворимые соли щелочных металлов натрия (Na) и калия (K) могут быть представлены как трёхзамещёнными ортофосфатами (Na3PO4, K3PO4), так и одно- и двузамещёнными (NaH2PO4, KH2PO4; Na2HPO4, K2HPO4).

Отдельно стоит упомянуть, что при дегидратации одно- и двузамещённых ортофосфатов происходит образование линейных или кольцевых полимерных фосфатов, отвечающих общей формуле Mn+2PnO3n+1. Ключевая особенность полифосфатов –способность радикально изменять свойства (растворимость, термостабильность и т.д.).

Польза и вред фосфатов

Фосфор – важный биогенный элемент. Благодаря этому, фосфор и его соединения нашли широкое применение в самых различных областях жизни человека. Одно из важнейших мест применения этого элемента – производство удобрений для агропромышленности, поскольку фосфор, наряду с калием и азотом, стимулируют рост и плодоношение многих сельскохозяйственных культур. Помимо производства удобрений, соединения фосфора используют в пищевой промышленности: в качестве подкислителей (например, в газированных напитках), загустителей (в хлебопекарном деле), консервантов для масел и замороженных овощей. Бытовое применение соединений фосфора также весьма обширно, поскольку они входят в состав поверхностно-активных веществ для моющих средств и стиральных порошков.

Тем не менее, избыток фосфора может причинять вред человеку и природе. Прямых доказательств вреда фосфатов, содержащихся в стиральных порошках и другой бытовой химии нет, есть опосредованное губительное влияние на среду обитания человека. Например, запуск процессов эвтрофикации водоёмов, куда происходит сброс сточных вод. Совершенно иначе обстоят дела с некоторыми другими соединениями фосфора (в основном органическими). Широко известны боевые отравляющие вещества зоман, зарин, фосфин, новичок, VX. Все эти БОВ имеют в основе фосфор, оказывают нервнопаралитическое воздействие. Отметим, что некоторые инсектициды, применяемые в сельскохозяйственной промышленности, генетически происходят от БОВ. Разумеется, современные разработки в области инсектицидов делают их неопасными для человека.

Откуда берутся в воде?

Фосфаты и другие соединения фосфора попадают в воду в основном антропогенным путём. Небольшие количества этого элемента и его соединений присутствуют в водоёмах как часть биологического цикла. Интересно, что одно из соединений фосфора (фосфин) – это биологический маркер, присутствие которого в атмосфере других планет говорит о возможном наличие жизни.

Промышленность

Химическая, сельскохозяйственная и пищевая промышленность являются основными источниками фосфора и его соединений в сточных водах. Способы применения не ограничиваются сферой производства удобрений, бытовой и пищевой химией. В тяжёлой промышленности соединения фосфора применяются в качестве фреонов, флюсов, пассиваторов, гидрожидкостей.

Бытовой сектор

Бытовой сектор – основной источник фосфатов в сточных водах. Продукция бытовой химии содержит в своём составе фосфорорганические соединения и фосфаты в качестве поверхностно-активных веществ, регуляторов кислотности, смягчителей воды.

Считается, что фосфаты вредны для экологии и здоровья человека. Поэтому их содержание в составе бытовой химии пытаются уменьшить. Пример борьбы с антропогенными причинами повышения концентрации фосфатов в сточных водах – постепенный ввод ограничений в ряде стран Европейского союза на их содержание в стиральных порошках. В данный момент допустимая норма – 0,3-0,5г на один цикл стирки.

Неантропогенные причины

Несмотря на то, что основной источник фосфора – «человеческий фактор», это не означает, что он единственный. Большинство живых организмов так или иначе использует фосфор и его соединения в своей биохимии. Например, для млекопитающих фосфор играет важнейшую роль, поскольку он необходим для существования энергетического обмена при помощи аденозинтрифосфата (АТФ). В 1941 году Фриц Лапман открыл, что именно этот нуклеозидтрифосфат является основным переносчиком энергии в клетке. Таким образом, фосфор необходим для существования высокоорганизованных форм жизни.

Фосфор выделяется в окружающую воду во время процесса автолиза трупов животных и рыб, при разложении растительной биомассы. Затем этот фосфор вновь поступает в живые клетки, участвуя в замкнутом биологическом цикле. Можно сделать вывод, что влияние неантропогенных факторов на концетрацию фосфатов в водах достаточно низкое, поскольку эта система находится в равновесии.

Нормы и ПДК

В природоохранной сфере

В нашей стране нормы содержания фосфора и его соединений в водоёмах регулируются в соответствии с ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования», постановлении Правительства РФ от 29. 07.2013 N 644 (ред. от 22.05.2020) «Об утверждении правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации» и ряде другой нормативно-технической документации. В общем случае, ПДК зависит от типа водоёма и составляет примерно следующие величины:

  • Для объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования: от 0,0001 мг/л для элементарного красного фосфора до 3,5 мг/л (некоторые нерастворимые фосфаты).
  • Для объектов рыбохозяйственного значения: от 0,0001 мг/л до 0,1 мг/л (некоторые органические соединения фосфора).

Моющие средства

Роспотребнадзор с 2017 года подготовил изменения в нормативы евразийского экономического союза, которые обязывают производителей бытовой химии снижать количество фосфатов в своей продукции до 1% по массе. Вызваны такие меры во многом тем, что сброс стоков, загрязнённых синтетическими моющими средствами, в водоёмы вызывает неконтролируемый бурный рост сине-зелёных водорослей и цианобактерий.  Последние нарушают природное состояние водоёмов, приводя к исчезновению тех или иных видов водорослей и живых существ.

Методики определения в сточных водах

Существует достаточно широкий перечень методов определения фосфатов в сточных водах. Условно их можно поделить на две группы – простые и сложные. Первые, к сожалению, неточны. Вторые – сложны в применении. В связи с этим, выбор конкретной методики обусловлен целесообразностью:

  • Необходимая точность измерений.
  • Требования к квалификации оператора.
  • Желательная скорость получения результатов измерения.

Исходя из этого, методики определения можно разделить на точные и грубые.

Грубые

К грубым методикам измерения относится органолептический колориметрический анализ проб воды. Данный способ измерения и требования к условиям его проведения регламентируются по ГОСТ 18309-2014 «Вода. Методы определения фосфорсодержащих веществ».

Особенность данного метода состоит в гидролизе полифосфатов с целью их превращения в ортофосфаты, с дальнейшим образованием окрашенных в синий цвет комплексных соединений с молибденом. Затем полученный раствор фотометрически исследуют при длине волны от 690 до 720 нм. Отметим, что определению фосфатов таким способом мешают железо, нитриты и растворимые силикаты. Их влияние нивелируют разбавлением или введением дополнительных реактивов, однако, это снижает точность исследования.

Ход исследования состоит из таких стадий:

  • Отбор проб воды в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05-85 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков»
  • Подготовка посуды для удаления следов окрашенного комплекса от прошлых испытаний путём ополаскивания растворами NaOH или NaHCO3
  • Приготовлении ряда рабочих растворов (KH2PO3 различной концентрации, раствор молибдата аммония (NH4)2MoO4, 37%-й раствор серной кислоты, 13,6%-й раствор соляной кислоты, раствор SnCl2)
  • Введение растворов молибдата аммония и двухлористого олова в пробу
  • Фотометрический анализ пробы на приборе

Для проведения исследований с помощью колориметрического анализа требуется достаточно много времени, опыт работы в лаборатории. Высокие трудозатраты снижают целесообразность применения этого метода.

Точные

На сегодняшний день наиболее точные значения концентрации фосфатов и других соединений фосфора даёт спектрофотометрический метод анализа с использованием электронных приборов. В современном мире спектрофотометрия перестала требовать высокой квалификации оператора прибора, поскольку современная электроника позволяет проводить анализ практически без участия человека. Сущность метода состоит в измерении изменений прохождения света через образец при различной длине волны, сопоставления данных и получения данных о градации спектров образца. Этот метод весьма удобен, поскольку не требует реактивов. Анализ происходит быстро и точно. Это как раз то, что нужно, чтобы обеспечить контроль состава сточных вод.

Очистка, доочистка, удаление фосфатов

Физико-химические способы

Как и со многими другими загрязняющими сточными воды веществами, для очистки вод от фосфатов применяются физико-химические методы. Сточную воду подвергают фильтрованию с целью удаления взвешенных веществ. Благодаря этому из воды удаляют часть фосфатных соединений. Затем в воду, подвергаемую очистке, вводятся коагулянты на основе сульфата алюминия, оксихлорида алюминия или хлорида железа, иногда совместно с флокулянтом – полиакриламидом. Это помогает образованию коллоидных фосфатов, их совместному осаждению с коагулянтами. Потом, вода с уже осаждёнными фосфатами подвергается отстаиванию или очистке флотацией. На этом этапе удаляется до 90% фосфатов. Источником коагулянтов могут служить специальные железные или алюминиевые аноды. В случае электрохимической очистки процесс происходит быстрее, поскольку выделяющиеся при электролизе газы помогают хлопьям оксидов и гидроксидов металлов подыматься на поверхность воды, где они удаляются. Однако, этот метод дорогой в эксплуатации, из-за чего его редко используют.

Биологические способы

Биологическим методом очистки сточной воды называется использование активного ила, содержащего в себе ряд аэробных и анаэробных микроорганизмов, способных использовать загрязняющие фосфаты в своём метаболизме. Как правило, при биологической очистке идёт процесс одновременного удаления из сточных вод фосфора и азота, поскольку оба этих элемента играют важную роль в процессах обмена веществ живых организмов.

Специфика метода заключается во введении в специальных резервуарах (аэротенках и метантенках) в сточные воды активного ила и питательного субстрата для него. Питательный субстрат необходим для создания оптимальных условий для тех бактерий, которые активно участвуют в процессе дефосфоризации. В качестве этого субстрата часто используют низкомолекулярные летучие жирные кислоты, а основной питательной средой выступают уксусная и пропионовая кислоты. В процессе бескислородного потребления бактериями органических кислот полифосфаты начинают разлагаться (до фосфатов). Бактерии используют энергию распада этих соединений в качестве топлива для поддержания процессов жизнедеятельности. Затем уже в аэробных условиях начинается размножение бактерий и водорослей, во время которого свободные фосфаты используются для синтеза АТФ бактериями. Таким образом, фосфаты из воды попадают в биомассу, которая затем отделяется от уже очищенной воды.

Комбинированные

Комбинированным методом очистки сточных вод называется процесс, в котором после химической коагуляции, вода подвергается дополнительно процессу биологической очистки. Использование комбинированного метода весьма выгодно, поскольку происходит более полная и тщательная очистка воды. Однако, существуют нюансы.

Например, введение коагулянтов и извести в фильтруемую воду достаточно сильно повышает показатель рН воды, что губительно для микроорганизмов. Чтобы бороться с этим явлением, воду подвергают карбонизации – насыщают её углекислым газом. Углекислый газ, проходя сквозь воду, образует угольную кислоту, которая помогает снизить рН до допустимых значений.

После прохождения двух этапов очистки, вода фильтруется, из неё удаляются нерастворимые осадки, активный ил, проводится её исследование на соответствие требованиям. После этого очищенная вода отправляется в сброс.

Извлечение фосфора из осадков стоков

Из осадка сточных вод можно выделять фосфорсодержащие соединения. Для такого выделения используют методы кристаллизации и магнитного удаления.

Кристаллизацией называется процесс роста кристаллов различных фосфатов (как поли- так и орто-) в растворе на затравочных центрах. В качестве последних часто используют фосфорсодержащие минералы, либо костяной уголь, шлак доменных печей и др. После выращивания кристаллов удовлетворительного размера и массы, они удаляются из раствора.

Для магнитной очистки фосфаты связывают в нерастворимые формы, вводя соответствующие реагенты (например, хлорид кальция), а затем выделяют их из массы при помощи магнитного металла.

Важно заметить, что мировая добыча фосфора весьма ограничена, поэтому достаточно остро встаёт вопрос переработки остатков сточных вод, зачастую содержащих этот ценный элемент. Ранее считалось, что присутствие тяжёлых металлов и других опасных загрязняющих веществ делает невозможным отделение чистого фосфора от других компонентов осадков стоков, однако, современные исследования приводят к возможности использования диоксида углерода в газообразной или сверхкритической форме для извлечения фосфора и отделения его от других соединений. Более подробно про этот метод можно прочитать в патенте RU 2 531 815 C2.

Автоматический анализатор общего фосфора и ортофосфатов в потоке воды, стоков и канализации

  • Внесены в гос.реестр средств измерений РФ
  • Автоматическая передача данных по GSM
  • Автоматическая очистка датчика
  • Не нужны реагенты для работы

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ АНАЛИЗАТОРА

Фосфаты и другие удобрения, содержащиеся в воде

Фосфаты попадают в водные пути с отходами жизнедеятельности человека и животных, богатой фосфором коренной породой, сточных вод от стирки и очистки, промышленных стоков и стоков удобрений. Эти фосфаты становятся вредными, когда они чрезмерно удобряют водные растения и увеличивают скорость естественной эвтрофикации, которую иногда называют культурной эвтрофикацией или ускоренной эвтрофикацией.

Эвтрофикация – это естественный процесс старения водоема. По мере старения озера или пруда водная система имеет тенденцию накапливать питательные вещества в водной биоте. Этот увеличенный запас питательных веществ может быть сделан биодоступным для водорослей и других первичных производителей, что увеличивает первичную продуктивность системы. Эта повышенная первичная продуктивность оказывает прямое влияние на вторичных потребителей, таких как веслоногие раки и рыбы, но также увеличивает количество органического материала или мусора в системе и в ее отложениях. В системах с очень низким содержанием кислорода в более глубоких водах растения и другие органические организмы умирают быстрее, чем они могут разлагаться. Это приводит к увеличению содержания углерода и количества «грязных» или органических отложений. Этот богатый органикой осадок накапливается на дне системы и вместе с осадком, поступающим в водоем, заполняет ручей, пруд, озеро или залив. Со временем водная система становится все мельче и мельче, и система может превратиться в комплекс водно-болотных угодий или болото. Обычно этот процесс занимает тысячи лет.

Ускоренная или культурная эвтрофикация представляет собой скорее неестественный процесс, когда деятельность человека, т. е. раскопки, земледелие, утилизация отходов, добыча полезных ископаемых или другие усилия, ускорила естественный процесс. Это, как правило, связано с увеличением количества взвешенных материалов, эрозией/осаждением и повышенным уровнем питательных веществ, таких как азот и фосфаты, недостаток которых обычно ограничивает рост водных растений. Когда в дело вмешиваются люди, мы можем ускорить естественный процесс и добиться изменений за годы и десятилетия, а не за обычное временное окно в тысячи лет.

При наблюдении за водной экосистемой, такой как ручей, пруд, озеро или река, мы пытаемся измерить «продуктивность» и «возраст» или «статус» этих систем несколькими способами. В большинстве случаев мы можем наблюдать за размером, площадью водосбора, скоростью потока, глубиной и конфигурацией системы, а также наблюдать за наблюдаемыми свойствами воды, такими как цвет или внешний вид воды и наличие любые неприятные условия, такие как рост водорослей и, в некоторых случаях, запах воды. Во многих случаях качество воды в системе будет задокументировано и сравнено с эталонным участком или системой, и мы попытаемся создать баланс воды и питательных веществ, пытаясь отследить входы и выходы системы.

При измерении качества воды параметры могут включать pH, температуру, щелочность, уровень растворенного кислорода (DO), биологическую потребность в кислороде (BOD), общее количество взвешенных веществ (TSS), нитраты, нитриты, аммиак, фосфаты, мутность / диск Секки глубина, проводимость/общее количество растворенных твердых веществ (TDS) и даже фактическое содержание хлорофилла в воде. Для озер первичная продуктивность может быть задокументирована путем оценки популяции фитопланктона, зоопланктона и макрофитной растительности, а вторичная продуктивность задокументирована с помощью оценки промысла. Для ручьев и рек может проводиться оценка промысла или макробеспозвоночных.

Фосфаты бывают разных форм. В природных водах он обычно присутствует в виде фосфата или аниона (PO₄ ⁻³). В окружающей среде фосфор является важным элементом, необходимым для жизни, и в большинстве случаев он также является питательным веществом, «ограничивающим рост», поскольку биодоступный фосфат естественно присутствует в окружающей среде в очень низких количествах (именно поэтому он является важным компонентом). удобрения). Фосфаты обычно удерживаются (адсорбируются) на почвенных частицах, связаны с органическим веществом или входят в состав минеральных соединений. В непродуктивных озерах уровень ортофосфата (он же фосфорная кислота, H3PO4 и ее соли) обычно составляет от 0,005 до 0,007 мг P/л. Ниже приводится общее руководство, связывающее общую концентрацию фосфора с «трофическим статусом» озера:

< 0,01 мг общего фосфора на литр - олиготрофный

от 0,01 мг до 0,03 мг общего фосфора на литр — мезотрофный

> 0,03 мг общего фосфора на литр — эвтрофный («значительный рост водорослей»)

Симптомы «культурной» эвтрофикации включают:

Цветение водорослей становится более частым и преобладают «сине-зеленые водоросли» водная растительность становится очень густой на мелководье Рекреационное использование воды, такое как плавание и катание на лодках, связано с неприятными условиями Со временем — анаэробные условия в толще воды может быть связано с запахами, гибелью рыбы и повышенным уровнем токсинов цианобактерий.

Примечание: «Среди цианотоксинов есть одни из самых сильных известных естественных ядов, в том числе яды, которые могут вызвать быструю смерть от дыхательной недостаточности. Токсины включают сильнодействующие нейротоксины, гепатотоксины, цитотоксины и эндотоксины». ( Источник )

Как фосфор влияет на водную жизнь

Если в воде слишком много фосфатов, водоросли и сорняки будут быстро расти, могут засорить водный путь и израсходовать большое количество драгоценного растворенного кислорода, что происходит, когда В отсутствие фотосинтеза водоросли и растения погибают и поедаются аэробными бактериями. Результатом может быть гибель многих рыб и водных организмов не из-за повышенного содержания фосфатов или отравления фосфатами, а из-за воздействия фосфатов на рост водорослей и последующего снижения содержания растворенного кислорода.

Фосфор и качество воды

Фосфор является одним из ключевых элементов, необходимых для роста растений и животных. Из этого элемента образуются фосфаты PO₄⁻³. Фосфаты существуют в трех формах: ортофосфат, метафосфат (или полифосфат) и органически связанный фосфат. Каждое соединение содержит фосфор в различной химической формуле. Ортоформы образуются в результате естественных процессов и обнаруживаются в сточных водах. Они основаны на фосфорной кислоте, H₃PO₄ и ее производных: H₂PO₄⁻, HPO4=, PP₄⁻³ и их солях. Полифосфат (также известный как метафосфат) представляет собой полимер связанных групп фосфорной кислоты, такой как (P₂O₇)⁻⁴, который представляет собой полимер из двух групп фосфорной кислоты. Полиформы используются для обработки котловых вод и моющих средств. В воде они переходят в орто-форму. Органические фосфаты важны в природе. Их появление может быть результатом распада органических пестицидов, содержащих фосфаты. Они могут существовать в растворе, в виде частиц, в виде рыхлых фрагментов или в телах водных организмов. Фосфор также можно найти в минералах, таких как семейство апатитов [Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)], что составляет очень нерастворим в воде; он превращается в водорастворимые фосфатные соли путем обработки серной (H₂SO4) или фосфорной кислотой (H₃PO₄) с получением «суперфосфатного» удобрения.

Методология: Для анализа фосфора используется атомно-абсорбционный спектрофотометр. Фосфор окисляется до иона фосфата (PO₄⁻³), добавляется краситель-реагент и считывается абсорбция, чтобы получить концентрацию фосфора.

Воздействие на окружающую среду

Дожди могут вызвать вымывание различного количества фосфатов из почвы фермы в близлежащие водоемы. Фосфат будет стимулировать рост планктона и водных растений, которые служат пищей для рыб. Это может вызвать увеличение популяции рыб и улучшить общее качество воды. Однако, если в водный путь попадает избыток фосфатов, водоросли и водные растения будут бурно разрастаться, засорять водный путь и потреблять большое количество растворенного кислорода. Это состояние известно как эвтрофикация или чрезмерное удобрение принимающих вод. Этот быстрый рост водной растительности в конце концов отмирает и, разлагаясь в воде, расходует растворенный кислород. Этот процесс, в свою очередь, вызывает гибель водных организмов из-за снижения уровня растворенного кислорода.

Фосфаты не токсичны для людей или животных, если только они не присутствуют в очень высоких количествах, то есть > 1000 мг/л. Проблемы с пищеварением могут возникать из-за чрезвычайно высокого уровня фосфатов, что приводит к гиперфосфатемии.

Для озер трофический статус системы может использоваться для классификации общей продуктивности озера.
Олиготрофы

«Олиготрофы характеризуются медленным ростом, низкой скоростью метаболизма и, как правило, низкой плотностью популяции. Прилагательное олиготрофный может использоваться для обозначения среды, которая мало что предлагает для поддержания жизни, организмов, которые выживают в такой среде, или приспособлений, поддерживающих выживание. < 0,010 мг/л, концентрации хлорофилла от < 0,0025 мг/л до < 0,008 мг/л и средней глубине секки от 4 до > 8 м. Индекс трофического состояния (TSI) < 40.

Мезотрофный

« Мезотрофные озера относятся к озерам со средним уровнем продуктивности. Эти озера обычно представляют собой озера с чистой водой и пруды с зарослями подводных водных растений и средним уровнем питательных веществ. Термин мезотрофный также применяется к наземным средам обитания.» ( Источник ) Как правило, в озере общая концентрация фосфора составляет от 0,010 мг/л до 0,035 мг/л, концентрация хлорофилла > 0,008 мг/л. до < 0,025 мг/л и средней глубиной секки от > 2 до 4 м. Индекс трофического состояния составляет от 40 до < 50.

Эвтрофикация

Эвтрофикация (от греческого eutrophos , «хорошо упитанный») или гипертрофация — это когда водоем чрезмерно обогащается минералами и питательными веществами, что вызывает чрезмерный рост водорослей. Этот процесс может привести к обеднению водоема кислородом. ( Источник ) Как правило, в озере общая концентрация фосфора > 0,035 мг/л, концентрация хлорофилла > 0,025 мг/л и средняя глубина секки от 0,5 до 2 метров. Индекс трофического состояния составляет от 50 до < 70. Система с TSI 70 или более классифицируется как 9.0029 гиперевтрофный .

Примечание «Гиперевтрофные озера — это очень богатые питательными веществами озера, характеризующиеся частым и сильным цветением водорослей и низкой прозрачностью». ( Источник )

Чрезмерное цветение водорослей также может значительно снижать уровень кислорода и препятствовать функционированию жизни на более низких глубинах, создавая мертвые зоны под поверхностью; цветение может быть связано с цианотоксинами.

Стандарты

Следующие критерии общего содержания фосфора были рекомендованы Агентством по охране окружающей среды США (1986):

1. Не более 0,1 мг TP (общего фосфора)/л для водотоков, не впадающих в водохранилища,

2. Не более 0,05 мг/л TP для водотоков, впадающих в водохранилища, и

3 • Не более 0,025 мг/л ТП для водоемов.

5.6 Фосфор | Мониторинг и оценка

Почему фосфор важен?

И фосфор, и азот являются важными питательными веществами для растений и животных, составляющих водную пищевую сеть. Поскольку фосфор является дефицитным питательным веществом в большинстве пресных вод, даже незначительное увеличение содержания фосфора может при правильных условиях вызвать целую цепочку нежелательных явлений в реке, включая ускоренный рост растений, цветение водорослей, низкий уровень растворенного кислорода и гибель некоторых видов рыб, беспозвоночных и других водных животных.

Существует множество источников фосфора, как природных, так и антропогенных. К ним относятся почва и камни, очистные сооружения, сток с удобренных газонов и пахотных земель, неисправные септические системы, сток с хранилищ навоза, нарушенные участки земли, осушенные водно-болотные угодья, очистка воды и коммерческие чистящие средства.

Формы фосфора

У фосфора сложная история. Чистый «элементарный» фосфор (P) встречается редко. В природе фосфор обычно существует в составе молекулы фосфата (PO 4 ). Фосфор в водных системах встречается в виде органических фосфатов и неорганических фосфатов. Органический фосфат состоит из молекулы фосфата, связанной с молекулой на основе углерода, как в растительной или животной ткани. Фосфат, который не связан с органическим материалом, является неорганическим. Неорганический фосфор является формой, необходимой растениям. Животные могут использовать как органические, так и неорганические фосфаты.

Как органический, так и неорганический фосфор может быть либо растворен в воде, либо взвешен (прикреплен к частицам в толще воды).

Круговорот фосфора



Рисунок 5.12


Круговорот фосфора
Фосфор меняет форму по мере своего круговорота в водной среде.

Фосфор циркулирует в окружающей среде, меняя при этом форму (рис. 5.12). Водные растения поглощают растворенный неорганический фосфор и превращают его в органический фосфор, когда он становится частью их тканей. Животные получают необходимый им органический фосфор, поедая водные растения, других животных или разлагая растительный и животный материал.

Когда растения и животные выделяют отходы или умирают, органический фосфор, который они содержат, опускается на дно, где бактериальное разложение превращает его обратно в неорганический фосфор, как растворенный, так и прикрепленный к частицам. Этот неорганический фосфор возвращается в толщу воды, когда дно взбалтывается животными, деятельностью человека, химическими взаимодействиями или водными течениями. Затем его поглощают растения, и цикл начинается снова.

В речной системе круговорот фосфора имеет тенденцию перемещать фосфор вниз по течению, поскольку течение несет разлагающиеся ткани растений и животных и растворенный фосфор. Он становится неподвижным только тогда, когда поглощается растениями или связывается с частицами, оседающими на дно водоемов.

В области химии качества воды фосфор описывается с использованием нескольких терминов. Некоторые из этих терминов основаны на химии (относятся к соединениям на химической основе), а другие основаны на методах (они описывают то, что измеряется конкретным методом).

Термин «ортофосфат» является химическим термином, который относится к молекуле фосфата сам по себе. «Реактивный фосфор» — это соответствующий термин, основанный на методе, который описывает то, что вы фактически измеряете, когда проводите тест на ортофосфат. Поскольку лабораторная процедура не совсем совершенна, вы получаете в основном ортофосфат, но также получаете небольшую долю некоторых других форм.

Более сложные неорганические фосфатные соединения называются «конденсированными фосфатами» или «полифосфатами». Основанный на методе термин для этих форм — «кислотный гидролиз».

Мониторинг фосфора

Мониторинг фосфора является сложной задачей, поскольку он включает измерение очень низких концентраций вплоть до 0,01 миллиграмма на литр (мг/л) или даже ниже. Даже такие очень низкие концентрации фосфора могут оказать сильное влияние на реки. Менее чувствительные методы следует использовать только для выявления серьезных проблемных зон.

Несмотря на то, что существует множество тестов на содержание фосфора, добровольцы-наблюдатели, скорее всего, проведут только четыре из них.

  1. Тест общего ортофосфата в значительной степени является мерой ортофосфата. Поскольку образец не фильтруется, процедура измеряет как растворенный, так и взвешенный ортофосфат. Одобренный EPA метод измерения общего ортофосфата известен как метод аскорбиновой кислоты. Вкратце, реагент (жидкий или порошкообразный), содержащий аскорбиновую кислоту и молибдат аммония, реагирует с ортофосфатом в образце с образованием соединения синего цвета. Интенсивность синего цвета прямо пропорциональна количеству ортофосфата в воде.
  2. Тест на общий фосфор измеряет все формы фосфора в образце (ортофосфат, конденсированный фосфат и органический фосфат). Это достигается путем первого «переваривания» (нагревания и подкисления) образца для преобразования всех других форм в ортофосфат. Затем определяют ортофосфат методом аскорбиновой кислоты. Поскольку образец не фильтруется, процедура измеряет как растворенный, так и взвешенный ортофосфат.
  3. Растворенный фосфор 9Тест 0042 измеряет ту часть общего фосфора, которая находится в растворе в воде (в отличие от прикрепленного к взвешенным частицам). Его определяют, сначала фильтруя образец, а затем анализируя отфильтрованный образец на общий фосфор.
  4. Нерастворимый фосфор рассчитывается путем вычитания результата растворенного фосфора из общего результата фосфора.

У всех этих тестов есть одна общая черта: все они зависят от измерения ортофосфата. Тест на общий ортофосфат измеряет ортофосфат, который уже присутствует в образце. Другие измеряют то, что уже присутствует, и то, что образуется, когда другие формы фосфора превращаются в ортофосфат путем пищеварения.

Отбор проб и оборудование

Мониторинг содержания фосфора включает два основных этапа:

  • Отбор проб воды
  • Анализ в полевых условиях или в лаборатории на наличие одного из типов фосфора, описанных выше. В данном руководстве не рассматриваются лабораторные методы. См. ссылки, приведенные в конце этого раздела.

Контейнеры для проб

Контейнеры для проб, изготовленные из пластика или стекла Pyrex, приемлемы для EPA. Поскольку молекулы фосфора имеют тенденцию «адсорбироваться» (прикрепляться) к внутренней поверхности контейнеров для проб, если контейнеры предполагается использовать повторно, их необходимо промыть кислотой для удаления адсорбированного фосфора. Поэтому контейнер должен выдерживать многократный контакт с соляной кислотой. Пластиковые контейнеры из полиэтилена высокой плотности или полипропилена могут быть предпочтительнее стекла с практической точки зрения, поскольку они лучше противостоят разрушению. В некоторых программах используются одноразовые стерильные пластиковые пакеты Whirl-pak®. Размер контейнера будет зависеть от количества образца, необходимого для выбранного вами метода анализа фосфора, и количества, необходимого для других анализов, которые вы намереваетесь выполнить.

Специализированное лабораторное оборудование

Все контейнеры, в которых будут содержаться пробы воды или которые контактируют с реагентами, используемыми в этом тесте, должны быть выделены. То есть их нельзя использовать для других тестов. Это делается для того, чтобы исключить возможность загрязнения лабораторной посуды реагентами, содержащими фосфор. Вся лабораторная посуда должна быть промыта кислотой. Единственная форма фосфора, рекомендуемая в этом руководстве для анализа в полевых условиях, — это общий ортофосфат, для которого используется метод аскорбиновой кислоты на необработанном образце. Анализ любой из других форм требует добавления потенциально опасных реагентов, нагревания образца до кипения и использования слишком большого количества времени и слишком большого количества оборудования, чтобы быть практичным. Кроме того, анализ других форм фосфора подвержен ошибкам и неточностям в полевых условиях. Предварительную обработку и анализ этих других форм следует проводить в лаборатории.

Метод с аскорбиновой кислотой

В методе с аскорбиновой кислотой комбинированный жидкий или расфасованный порошковый реагент, состоящий из серной кислоты, антимонилтартрата калия, молибдата аммония и аскорбиновой кислоты (или сопоставимых соединений), добавляют либо к 50, либо к 25 мл пробы воды. Это окрашивает образец в синий цвет прямо пропорционально количеству ортофосфата в образце. Поглощение или пропускание затем измеряют через 10 минут, но до 30 минут, используя компаратор цветов со шкалой в миллиграммах на литр, которая увеличивается с увеличением цветового оттенка, или электронный измеритель, который измеряет количество света, поглощенного или прошедшего при определенной температуре. длина волны 700 — 880 нм (опять же в зависимости от указаний производителя).

Цветовой компаратор может быть полезен для выявления сильно загрязненных участков с высокими концентрациями (более 0,1 мг/л). Однако сопоставление цвета обработанного образца с компаратором может быть очень субъективным, особенно при низких концентрациях, и может привести к различным результатам.

Для точного определения низких концентраций (от 0,2 до 0,02 мг/л) рекомендуется полевой спектрофотометр или колориметр со световым путем 2,5 см и инфракрасным фотоэлементом (настройка на длину волны 700–880 нм). Использование измерителя требует, чтобы вы подготовили и проанализировали известные стандартные концентрации заранее, чтобы преобразовать показания абсорбции вашей пробы потока в миллиграммы на литр, или чтобы ваш измеритель считывал непосредственно как миллиграммы на литр.

Как приготовить стандартные концентрации

Обратите внимание, что этот шаг лучше всего выполнять в лаборатории перед отъездом для отбора проб. Стандарты готовят с использованием стандартного раствора фосфата с концентрацией 3 мг/л в виде фосфата (PO4). Это эквивалентно концентрации фосфора (P) 1 мг/л. Все ссылки на концентрации и результаты с этого момента в этой процедуре будут выражаться в мг/л как P, так как это соглашение для представления результатов.

Шесть стандартных концентраций будут подготовлены для каждой даты отбора проб в диапазоне ожидаемых результатов. Для большинства проб должны быть адекватными следующие шесть концентраций:

0,00 мг/л     0,12 мг/л
0,04 мг/л     0,16 мг/л
0,08 мг/л     0,20 мг/л

Выполните следующие действия:

  1. Установите шесть мерных колб вместимостью 25 мл, по одной для каждого стандарта. Пометьте колбы 0,00, 0,04, 0,08, 0,12, 0,16 и 0,20.
  2. Налейте около 30 мл стандартного раствора фосфата в химический стакан на 50 мл.
  3. Используйте мерные пипетки класса А на 1, 2, 3, 4 и 5 мл для переноса соответствующих объемов стандартного раствора фосфата в каждую мерную колбу на 25 мл следующим образом:
Стандарт
Концентрация
мл стандартного раствора фосфата
0,00 0
0,04 1
0,08 2
0,12 3
0,16 4
0,20 5

Примечание. Стандартный раствор рассчитывается по уравнению: A = (B x C) ö D

Где:
A = мл необходимого стандартного раствора
B = желаемая концентрация стандарта
C = конечный объем (мл) стандарта
D = концентрация стандартного раствора
Например, чтобы узнать, сколько стандартного раствора фосфата нужно использовать для приготовления стандарта с концентрацией 0,04 мг/л:

A = (0,04 x 25) ö 1 A = 1 мл

Перед переносом раствора очистите каждую пипетку, один раз наполнив ее стандартным раствором и продув ее. Промойте каждую пипетку деионизированной водой после использования.

  1. Наполните оставшуюся часть каждой мерной колбы на 25 мл дистиллированной деионизированной водой до отметки 25 мл. Встряхните, чтобы перемешать.
  2. Разложите и промаркируйте шесть колб Эрленмейера на 50 мл: 0,00, 0,04, 0,08, 0,12, 0,16 и 0,20. Перелейте стандарты из мерных колб в колбы Эрленмейера.
  3. Перечислите стандартные концентрации (0,00, 0,04, 0,08, 0,12, 0,16 и 0,20) в разделе «Бутылка №» в лабораторном листе.
  4. Проанализируйте каждую из этих стандартных концентраций, как описано в разделе ниже.

Как собирать и анализировать образцы

Полевые процедуры сбора и анализа образцов на содержание фосфора состоят из следующих задач:

ЗАДАНИЕ 1 Подготовить контейнеры для образцов

используется для отбора проб, подготовка не требуется. Повторно используемые контейнеры для проб (и вся стеклянная посуда, используемая в этой процедуре) должны быть очищены (включая промывку кислотой) перед первым прогоном и после каждого прогона, следуя процедуре, описанной в Методе B на стр. 128. Не забудьте надеть латексные перчатки.

ЗАДАНИЕ 2 Подготовьтесь перед отъездом на место отбора проб

Обратитесь к разделу 2.3 — Вопросы безопасности для получения подробной информации о подтверждении даты и времени отбора проб, соображениях безопасности, проверке расходных материалов, а также проверке погоды и указаний. В дополнение к контейнерам для образцов и стандартной одежде для отбора проб вам потребуется следующее оборудование и расходные материалы для анализа общего реактивного фосфора:

  • Цветовой компаратор или полевой спектрофотометр с пробирками для считывания оптической плотности образца
  • Расфасованные реагенты (комбинированные реагенты) для окрашивания воды в синий цвет
  • Деионизированная или дистиллированная вода для ополаскивания пробирок для проб между применениями
  • Промывочная бутыль для воды для ополаскивания
  • Контейнер для смешивания с отметкой рекомендуемого объема образца (обычно 25 мл) для хранения и перемешивания образца
  • Чистые безворсовые салфетки для очистки и сушки пробирок для проб

Обратите внимание, что для простоты и безопасности рекомендуются расфасованные реагенты.

ЗАДАНИЕ 3 Собрать образец

См. задание 2 во введении к главе 5 для получения подробной информации о том, как собирать пробы воды с помощью бутылок с завинчивающимися крышками или пакетов Whirl-pak®.

ЗАДАНИЕ 4 Проанализируйте пробу в поле (только на общий ортофосфат) методом аскорбиновой кислоты.

При использовании электронного спектрофотометра или колориметра:

  1. «Обнулите» прибор (если вы его используете) с помощью бланка реагента (дистиллированная вода плюс порошок реагента) и следуя указаниям производителя.
  2. Налейте рекомендуемый объем пробы (обычно 25 мл) в контейнер для смешивания и добавьте подушки с порошком реагента. Встряхните, чтобы перемешать. Подождите рекомендуемое время (обычно не менее 10 минут), прежде чем продолжить.
  3. Налейте первый полевой образец в пробирку с ячейкой для образцов. Протрите трубку безворсовой тканью, чтобы убедиться, что она чистая и на ней нет пятен или капель воды. Вставьте пробирку в ячейку для образца.
  4. Запишите номер бутылки в полевом листе данных.
  5. Накройте кювету для проб крышкой. Прочтите абсорбцию или концентрацию этого образца и запишите ее в полевом листе данных.
  6. Перелейте образец обратно в колбу.
  7. Промойте пробирку с кюветой для образцов и контейнер для смешивания три раза дистиллированной деионизированной водой. Не прикасайтесь к нижней части пробирки с кюветой. Протрите чистой безворсовой салфеткой. Убедитесь, что нижняя часть пробирки с кюветой для образцов чистая и на ней нет пятен или капель воды.

Обязательно используйте одну и ту же пробирку с кюветой для каждого образца. Если пробирка сломалась, используйте новую и повторите шаг 1, чтобы «обнулить» глюкометр.

При использовании компаратора цветов:

  1. Следуйте инструкциям производителя. Обязательно обращайте внимание на направление источника света при чтении развития цвета. Источник света должен находиться в одном и том же положении относительно компаратора цветов для каждого образца. В противном случае это является источником значительной ошибки. Для проверки качества попросите кого-нибудь прочесть компаратор после вас.
  2. Запишите концентрацию в лист полевых данных.

ЗАДАНИЕ 5 Верните образцы (для лабораторного анализа для других тестов) и листы полевых данных в лабораторию/пункт выдачи.

Пробы на различные виды фосфора должны быть проанализированы в течение определенного периода времени. Для некоторых видов фосфора это дело нескольких часов; для других образцы можно сохранять и хранить в течение более длительного периода времени. Образцы, проверяемые на наличие ортофосфата, должны быть проанализированы в течение 48 часов после сбора. В любом случае храните образцы на льду и как можно скорее доставьте их в лабораторию или пункт выдачи.

ЗАДАНИЕ 6 Проанализируйте образцы в лаборатории.

Лабораторные методы для других тестов описаны в ссылках ниже (APHA. 1992; Hach Company, 1992; River Watch Network, 1992; USEPA, 1983).

ЗАДАНИЕ 7 Сообщите о результатах и ​​переведите их в миллиграммы на литр

Сначала необходимо перевести значения абсорбции в миллиграммы на литр. Это делается путем построения «стандартной кривой» с использованием результатов поглощения для ваших стандартных концентраций.

  1. Постройте график зависимости поглощения от концентрации на миллиметровой бумаге:
    • Начертите ось «y» (вертикальную) и назовите ее «поглощение». Отметьте эту ось с шагом 0,05 от 0 настолько высоко, насколько позволит миллиметровка.
    • Начертите ось «x» (горизонтальную) и обозначьте ее как «концентрация: мг/л как P». Отметьте эту ось концентрацией стандартов: 0, 0,04, 0,08, 0,12, 0,16, 0,20.
  2. Нанесите на график абсорбцию стандартных концентраций.
  3. Проведите наиболее подходящую прямую через эти точки. Линия должна касаться (или почти касаться) каждой из точек. Если это не так, составьте новые стандарты и повторите процедуру.

Пример: Предположим, вы измеряете абсорбцию шести стандартных концентраций следующим образом:

Концентрация Поглощение
0,00 0,000
0,04 0,039
0,08 0,078
0,12 0,105
0,16 0,155
0,20 0,192
Concentration» textalign=»top» align=»right» cellpadding=»5″ cellspacing=»5″>

Рисунок 5.13


Поглощение стандартных концентраций при нанесении на график должно представлять собой прямую линию

Полученная стандартная кривая показана на рис. 5.13.

  1. Для каждого образца определите оптическую плотность по оси «y», прочтите по горизонтали до линии, а затем еще ниже, чтобы прочитать концентрацию в мг/л как стр.
  2. Запишите концентрацию в лабораторном листе в соответствующей колонке. ПРИМЕЧАНИЕ. Предел обнаружения для этого теста составляет 0,01 мг/л. О любых результатах менее 0,01 сообщайте как «<0,01». Округлите все результаты до сотых долей мг/л.

Результаты могут быть представлены либо как P, либо как PO4. Помните, что ваши результаты представлены в миллиграммах на литр веса на единицу объема. Поскольку молекула PO4 в три раза тяжелее атома P, результаты, представленные как PO4, в три раза превышают концентрацию тех, которые указаны как P. Например, если вы измеряете 0,06 мг/л как PO4, это эквивалентно 0,02 мг/л как P. Чтобы преобразовать PO4 в P, разделите на 3. Чтобы преобразовать P в PO4, умножьте на 3. Чтобы избежать путаницы, а также поскольку большинство государственных стандартов качества воды указывается как P, в данном руководстве рекомендуется всегда указывать результаты как P.

Ссылки

АРНА. 1992. Стандартные методы исследования воды и сточных вод. 18 -й изд. Американская ассоциация общественного здравоохранения, Вашингтон, округ Колумбия.

Черный, J.A. 1977. Технология загрязнения воды. Reston Publishing Co., Рестон, Вирджиния.

Кадуто, М. Дж. 1990. Пруд и ручей. Университетское издательство Новой Англии, Ганновер, Нью-Хэмпшир.

Финики, Джефф. 1994. Мониторинг фосфора или почему вам об этом не говорят в инструкции? Добровольный наблюдатель, Том.