Электрохроматографическое определение токсикантов в сточных водах

 

Введение

Очистка сточных вод играет немалую роль в современном мире. Очищенные  сточные воды могут направляться в оборотные системы водообеспечения промышленных предприятий, на сельскохозяйственные нужды или сбрасываться в водоем. Обработанный осадок может утилизироваться, уничтожаться или складироваться.

Водоотводящие системы и сооружения - это один из видов инженерного оборудования и благоустройства населенных пунктов, жилых, общественных и производственных зданий, обеспечивающих необходимые  санитарно-гигиенические условия  труда, быта и отдыха населения. Системы  водоотведения и очистки состоят  из комплекса оборудования, сетей  и сооружений, предназначенных для  приема и удаления по трубопроводам  бытовых, производственных и атмосферных  сточных вод, а также для их очистки и обезвреживания перед  сбросом в водоем или утилизацией.

Сточные воды - это воды, использованные на бытовые, производственные или другие нужды, загрязненные различными примесями, изменившими  их первоначальный химический состав и физические свойства, а также  воды, стекающие с территории населенных пунктов и промышленных предприятий  в результате выпадения атмосферных  осадков или поливки улиц.

В зависимости  от происхождения, вида и состава  сточные воды подразделяются на три  основные категории: бытовые, производственные, атмосферные.

Бытовые сточные воды (от туалетных комнат, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц; они поступают от жилых  и общественных зданий, а также  от бытовых помещений) образуются в  результате практической деятельности и жизнедеятельности людей.

Состав  производственных сточных вод (воды, использованные в технологических  процессах, не отвечающие более требованиям, предъявляемым к их качеству; к  этой категории относят также  воды, откачиваемые на поверхность  земли при добыче полезных ископаемых) зависит от характера производственного  процесса и отличается большим многообразием.

Состав  производственных сточных вод колеблется в значительных пределах, что вызывает необходимость тщательного обоснования  выбора надежного и эффективного метода очистки в каждом конкретном случае. Получение расчетных  параметров и технологических регламентов  обработки сточных вод и осадка требуют весьма продолжительных  научных исследований как в лабораторных, так и полупроизводственных условиях.

Степень загрязнённости атмосферных вод (дождевые и талые воды отводятся вместе с водами от полива улиц, фонтанов и  дренажей) зависит от многих факторов, в том числе от общей санитарной обстановки населённого пункта. Принятая технология сухой уборки улиц не обеспечивает полного удаления загрязнений. Мусор  с проезжей части дорог содержит значительное количество органики, биогенов, нефтепродуктов, солей тяжёлых металлов.

Основная  часть загрязнённых дождевых вод  поступает в канализацию в  начале дождя.

Сточные воды представляют собой сложные  гетерогенные смеси, содержащие примеси  органического и минерального происхождения, которые находятся в нерастворенном, коллоидном и растворенном состоянии.

Вопросы очистки, утилизации и обезвреживания сточных вод является очень важной задачей в деле охраны окружающей среды.

Целью моей работы является поиск методик определения  ионов в сточных водах Казанки, Волги и Свияги и их экспериментальная отработка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Экологическая ситуация в реках Казанка, Свияга, Волга.

Экологическая ситуация – «зеркало», в котором  отражается уровень социально-экономического положения страны, поэтому не случайно экологическая ситуация в развитых странах общедоступна и занимает одно из ведущих мест в политической и общественной жизни общества.

Систематическое обобщение информации о состоянии  окружающей природной среды и  здоровья населения необходимо как  для обоснования природоохранных  программ и принятия управленческих решений, так и для широкого ознакомления с этой проблемой жителей, представителей экологических организаций и  общественных движений.

Но, конечно, не все пути к преодолению данной проблемы решены и нам стоит самостоятельно заботиться об окружающей среде и  поддерживать тот природный баланс, в котором человек способен нормально  существовать.

Республика  Татарстан имеет общую площадь 6783,7 тыс. га. Это один из наиболее развитых индустриальных регионов Поволжья. В республике проживает 12,2% населения Приволжского экономического района (3 млн. 934,6 тыс. чел.).

Ведущими  отраслями промышленности Республики Татарстан являются машиностроение и металлообработка, химическая и  нефтехимическая промышленность, нефтедобывающая  промышленность и теплоэнергетический  комплекс. Индекс промышленного производства по виду деятельности «Добыча полезных ископаемых» составил 102,5%, «Обрабатывающие  производства» – 107,7%, «Производство  и распределение электроэнергии, газа и воды – 100,6%.

Основными источниками загрязнения поверхностных  и подземных вод в РТ являются предприятия следующих отраслей: ЖКХ, энергетики (в том числе теплоэнергетике), химической (в том числе нефтехимической), сельского хозяйства, пищевой и  машиностроения.

Основными загрязнителями являются:

- аммонийный  азот

- взвешенные  вещества

- нитриты

- нитраты

- нефтепродукты

- СПАВы

- сульфаты

- фосфаты

- хлориды

Таблица 1.1.

Динамика  изменения выбросов загрязнителей  за 2005-2010 года в р. Волга и Свияга

Предприятие, город			МУП «Водоканал»/ г. Казань	ОАО «Буинск-Водоканал»/ г. Буинск	ОАО «Зеленодольск-Водоканал»/ г. Зеленодольск
Наименование водного объекта			Куйбышевское вдхр.	р. Свияга	р. Волга
Содержание загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых в водные объекты, т/год	Азот аммонийный	2005	1613,90	8,76	80,51
		2006	827,7	3,9	82,42
		2007	985,6	1,8	80,51
		2008	1148,6	2,8	68,5
		2009	114,.0	4,2	77,5
		2010	1100,0	6,0	45,7
	Взвешенные вещества	2005	3134,40	5,88	66,80
		2006	2670,0	5,0	66,80
		2007	2544,6	7,0	71,00
		2008	2171,1	7,0	79,0
		2009	2209,4	8,9	71,0
		2010	2036,5	6,0	45,7
	Железо	2005	36,60		3,32
		2006	11,6		3,36
		2007	15,3		3,32
		2008	16,2		1,5
		2009	18,3		1,2
		2010	23,0		0,7
	Нитриты	2005	122,30	2,233	9,130
		2006	147,9	0,9	13,136
		2007	97,7	0,1	9,130
		2008	108,6	0,34	4,23
		2009	101,4	0,42	16,60
		2010	106,7	0,29	0,12
	Нитраты	2005	1047,70	13,486	87,975
		2006	3700,2	4,6	86,907
		2007	5054,5	1,4	87,975
		2008	5222,0	5,62	12,39
		2009	7066,10	8,70	64,61
		2010	5800,6	5,01	0,21
	Нефтепродукты	2005			0,003
		2006	6,80	0,01	1,800
		2007	0,01	0,06	0,003
		2008	0,06	0,02	0,03
		2009	0,07	0,01	0,30
		2010	10,1	0,01	0,07
	СПАВ	2005	7,700		0,089
		2006	13,70		0,080
		2007	12,30		0,083
		2008	16,20		0,22
		2009	10,90		0,30
		2010	8,0		0,05
	Сульфаты	2005	18021,00	67,58	3822,60
		2006	19546,5	12,0	3424,07
		2007	13875,5	11,7	3530,60
		2008	14627,0	40,2	3652,9
		2009	12349,6	28,7	4183,0
		2010	11424,6	20,6	1914,3
	Фосфаты	2005	250,60		2,90
		2006	344,7		3,28
		2007	296,5		2,90
		2008	385,4		4,4
		2009	370,8	0,2	6,4
		2010	351,7	0,4	1,1
	Хлориды	2005	12623,20	39,70	705,50
		2006	11832,0	31,3	729,7
		2007	11031,3	9,6	705,5
		2008	11151,3	29,1	749,5
		2009	10410,9	32,1	714,0
		2010	10265,2	36,5	607,2

 

Содержание  азота и взвешенных веществ за этот период уменьшилось, а содержание фосфатов увеличилось. Количество железа, нитритов, нитратов, нефтепродуктов, СПАВов, сульфатов и хлоридов, в основном, также уменьшилось.

Для оценки качества поверхностных вод используются комплексные показатели степени  загрязненности, которые позволяют  оценить загрязненность воды одновременно по широкому перечню ингредиентов и  показателей качества воды, классифицировать воду по степени загрязненности.

Расчет  комплексных показателей проводится по результатам наблюдений за загрязненностью  воды рек и водоемов, выполненных  по единым методикам. Для подготовки информационных материалов используется обязательный перечень, который включает 15 загрязняющих веществ, наиболее характерных для большинства поверхностных вод всей территории РФ.

Таблица 1.2.

Перечень ингредиентов и показателей качества воды, 
использованный для расчета комплексных оценок в Российской Федерации

Для водохранилищ	Для рек
1. Растворенный в воде кислород	1. Растворенный в воде кислород
2. БПК5	2. БПК5
3. ХПК	3. ХПК
4. Фенолы	4. Фенолы
5. Нефтепродукты	5. Нефтепродукты
6. Нитрит-ионы	6. Нитрит-ионы
7. Нитрат-ионы	7. Нитрат-ионы
8. Аммоний-ион	8. Аммоний-ион
9. Железо общее	9. Железо общее
10. Медь	10. Медь
11. Цинк	11. Цинк
12.Хлориды	12.Хлориды
13.Сульфаты	13.Сульфаты
14. Алюминий	14. Фосфаты
15. Марганец	15. АСПАВ

 

Наиболее  информативными комплексными оценками, являются удельный комбинаторный индекс загрязненности воды (УКИЗВ) и класс  качества воды.

Таблица 1.3.

Категория загрязненности водного объекта

Комплексность загрязненности воды водных объектов		Категория загрязненности
К, %	Характеристика информации о загрязненности воды
(0; 10]	По единичным ингредиентам и  показателям качества воды	I
(10; 40]	По нескольким ингредиентам и показателям  качества воды	II
(40; 100]	По комплексу ингредиентов и  показателей качества воды	III

 

УКИЗВ –  относительный комплексный показатель степени загрязненности поверхностных  вод. Он условно оценивает долю загрязняющего  эффекта, вносимого в общую степень  загрязненности воды, обусловленную  одновременным присутствием ряда загрязняющих веществ, одним  из ингредиентов и  показателей качества воды. Позволяет  проводить сравнение степени  загрязненности воды в различных  створах и пунктах.

Классификация качества воды по степени загрязненности осуществляется с учетом следующих  данных: УКИЗВ, числа КПЗ воды, количества учтенных в оценке ингредиентов и  показателей загрязненности.

Критические показатели загрязненности воды (КПЗ) – ингредиенты или показатели загрязненности воды, которые обусловливают перевод воды по степени загрязненности в классы «очень грязные» и «экстремально грязные» на основании значения рассчитываемого по каждому ингредиенту оценочного балла, учитывающего одновременно значения наблюдаемых концентраций и частоту их обнаружения.

Классификация качества воды, проведенная на основе значений УКИЗВ позволяет разделять поверхностные воды на 5 классов в зависимости от степени их загрязненности.

Большему  значению индекса соответствует  худшее качество воды и больший номер  класса.

Таблица 1.4.

Классификация качества воды водотоков по УКИЗВ

Класс и разряд	Характеристика состояния загрязненности воды	УКИЗВ
		без учета числа КПЗ	в зависимости от числа учитываемых  КПЗ
			1	2
1	Условно чистые	1	0,9	0,8
2	Слабо загрязненные	(1; 2)	(0,9; 1,8)	(0,8; 1,6)
3	Загрязненные	(2; 4)	(1,8; 3,6)	(1,6; 3,2)
разряд «а»	Загрязненные	(2; 3)	(1,8; 2,7)	(1,6; 2,4)
разряд «б»	Очень загрязненные	(3; 4)	(2,7; 3,6)	(2,4; 3,2)
4	Грязные	(4; 11)	(3,6; 9,9)	(3,2; 8,8)
разряд «а»	Грязные	(4; 6)	(3,6; 5,4)	(3,2; 4,8)
разряд «б»	Грязные	(6; 8)	(5,4; 7,2)	(4,8; 6,4)
разряд «в»	Очень грязные	(8; 10)	(7,2; 9,0)	(6,4; 8,0)
разряд «с»	Очень грязные	(8; 11)	(9,0; 9,9)	(8,0; 8,8)
5	Экстремально грязные	(11; ∞)	(9,9; ∞)	(8,8; ∞)