Взвешенные вещества – это

Откуда берутся загрязняющие вещества в сточных водах?

Природные водоемы подвержены загрязнению, в реки и озера попадают различные примеси с:

• атмосферный;
• семья;
• промышленные воды;
• сток с сельскохозяйственных угодий.

Важнейшими источниками загрязнения являются неочищенные (недостаточно очищенные) сточные воды предприятий, животноводческих комплексов, выбросы нефтепромыслов, а также водного и железнодорожного транспорта.

Сточные воды – это пресные воды, изменившие свои физические, химические и биологические свойства после поступления жидких, твердых и газообразных веществ в результате техногенной хозяйственно-бытовой и производственной деятельности.

Загрязнение водной среды приводит к появлению неприятных запахов и привкусов, образованию новых опасных соединений в результате химического взаимодействия. КА подлежат очистке и утилизации.

Бытовые сточные воды образуются в результате деятельности человека – они образуются из:

• унитазы;
• ванночки для мытья посуды;
• санузлы из жилых домов;
• прачечные;
• ванна;
• хозпомещения для бизнеса.

Производство ВС является результатом технологических процессов. Это отработанные технологические растворы, вода от мойки оборудования, машин и помещений, водные растворы от охлаждающих газообразных отходов. Атмосферный (ливневой) сток формируется после выпадения осадков и таяния снежных масс в населенных пунктах и ​​промышленных районах.

В инженерном сообществе используется термин «городские сточные воды», который означает смесь хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод.

Бытовых стоков в «чистом виде» практически нет. Массовое использование бытовой химии и современных строительных материалов превратило воду в населенных пунктах в смесь компонентов, типичных для промышленных стоков:

• нефтепродукты;
• синтетические поверхностно-активные вещества;
• кислоты;
• щелочи.

Виды загрязнений водоемов

Загрязнение водных объектов в результате поступления СВ подразделяется на 5 видов:

1. Механический. Характеризуется высокой концентрацией механических включений.
2. Химический. Наличие в воде органических и неорганических веществ с ядовитым и нетоксическим действием.
3. Бактериальные и биологические. Фиксируется наличием патогенных микроорганизмов, грибков и водорослей.
4. Радиоактивный. Характеризуется наличием радиоактивных веществ.
5. Термальный. Возникает после сброса нагретой воды электростанции в водоем.

Промышленные загрязнители

Состав наиболее опасных сточных вод — промышленных — разнообразен и зависит от отрасли, технологических процессов и сырья. Наиболее важными загрязняющими веществами в промышленных сточных водах являются взвешенные вещества и нефтепродукты.

В СВ черной и цветной металлургии обычно высокая концентрация:

• взвешенные минералы;
• металлы;
• сульфаты;
• хлориды;
• смолы и масла;
• серная кислота.

В стоках нефтеперерабатывающей промышленности и нефтепромысла:

• нефть и нефтепродукты;
• хлориды;
• приостановлено дело.

В коксовых установках кроме взвешенных веществ образуются:

• смола;
• масла;
• неорганические кислоты;
• фенолы;
• аммиак;
• цианиды.

Сточные воды целлюлозно-бумажных комбинатов сильно загрязнены, в том числе примесями растворенных органических веществ, каолина и волокон.

СВ автомобильных компаний:

• смесь нефтепродуктов;
• шкала;
• масла;
• цианиды;
• хром.

Красители, синтетические поверхностно-активные вещества (ПАВ) встречаются в стоках текстильных предприятий).

Все эти загрязнители специфичны, поэтому их необходимо удалять до смешения с водой других предприятий или населенных пунктов на локальных очистных сооружениях по месту образования.

Кроме того, некоторые компоненты промышленных отходов содержатся в таком объеме, что одновременная очистка с бытовыми сточными водами малоэффективна из-за высокой токсичности.

При поступлении на стадию биологической очистки крупнодисперсных компонентов минеральной природы зольность активной биомассы будет увеличиваться. Это приведет к снижению образования новых клеток, нарушению оптимального баланса нагрузки между субстратом и микрофлорой.

Сточные воды

Именно в сточных водах присутствует большое количество взвешенных веществ. Их концентрация зависит от многих факторов. Например, одним из них является сезон. В разное время года сточные воды имеют не только разную концентрацию взвешенных веществ, но и разный их вид. Влияет и горная порода, образующая дно водоема. Кроме того, большое влияние оказывают близлежащие сельскохозяйственные угодья, всевозможные постройки, предприятия и т д

Читайте также: Загрязнение гидросферы – источники и последствия, основные причины кратко

Основные виды загрязнителей

Оценка химического состава загрязненных сточных вод является важным мероприятием при проектировании и эксплуатации очистных сооружений. Качество сточных вод определяется физическим состоянием и происхождением загрязняющих веществ.

По физическому состоянию загрязняющие вещества делятся на:

• нерастворимые примеси;
• растворимые примеси;
• коллоидные частицы.

Возникла в:

• минеральная;
• органический;
• бактериальный.

Для удаления минеральных частиц и нерастворимых органических веществ применяют механический способ очистки, для органических коллоидных и растворимых частиц — биологический, для бактериальных — обеззараживание.

Классификация сточных вод обычно определяется характером загрязняющих веществ.

Поэтому они подразделяются на СВ, где загрязнение имеет следующее происхождение:

1. Минеральная. Это сточные воды металлургических предприятий, машиностроения, горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, сточные воды производства строительных материалов, стекольного, гальванического производства и других направлений, связанных с переработкой минерального сырья.
2. экологический. Загрязнение сельскохозяйственных предприятий, пищевой и мясомолочной промышленности, предприятий химической и микробиологической промышленности.
3. Смешанные – органические и неорганические. Это NØ для нефтедобычи, нефтепереработки, целлюлозно-бумажной и фармацевтической промышленности.

Наличие в воде примесей как неорганической, так и органической природы, представляющей собой смесь частиц с гидрофильными свойствами, способствует стабилизации коллоидных растворов, состоящих из гидрофобных частиц.

Примером может служить дренирование нефтяных месторождений, где гидрофобные частицы нефтяной эмульсии покрыты оболочкой из прилипших к ним гидрофильных минеральных частиц.

Загрязнения в СВ находятся в виде взвесей, коллоидов и растворов.

До 40% всех примесей составляют минералы:

• частицы почвы и пыли;
• фосфаты;
• аммиачный азот;
• хлориды;
• сульфаты.

Химические загрязнители могут быть общими и специфическими.

К общим относятся:

• ХПК;
• БПК;
• азот;
• фосфор и другие.

Среди специфических – нефтепродукты, пестициды, фенолы.

Взвешенные вещества

Это крупные частицы глины, песка, ила, различных силикатных пород, взвешенных органических и неорганических веществ, которые могут задерживаться бумажными фильтрами.

Высокая концентрация ВВ наблюдается в атмосферных СВ — при таянии снежных масс и выпадении сильных дождей в открытые водоемы смывается большое количество взвешенных веществ.

Взвешенные вещества, поступающие с ВВ в водоемы, наносят им большой вред:

1. Они влияют на прозрачность воды, делая ее мутной. В этом случае свет проникает недостаточно, что снижает фотосинтез водных растений и аэрацию водной среды.
2. Они влияют на температуру и состав растворенных компонентов в поверхностных водах.
3. Способствуют заиливанию дна в районах со слабым течением.
4. Отрицательно влияет на жизнедеятельность гидробионтов.
5. Они способны поглощать другие загрязнители на поверхности и оседать на дно, становясь источником вторичного загрязнения воды.

Концентрация взрывчатых веществ в сточных водах определяется сезонными факторами и способом сброса, а также зависит от других техногенных воздействий — горнодобывающей промышленности, сельского хозяйства.

Среди взрывчатых веществ отдельно изучаются фосфор, азот и их соединения, проникновение фосфатов в водоемы является основной причиной их эвтрофикации.

Токсичные элементы также являются взвешенными веществами, но относятся к категории особо загрязняющих и выделены в отдельную группу.

Они принадлежат:

• сульфиды;
• меркурий;
• кадмий;
• вести.

Согласно нормативам качества рыбохозяйственных объектов, установленным Приказом № 552 Минсельхоза РФ, при сбросе ВВ конкретным водопользователем концентрация ВВ в контрольном пункте не должна увеличиваться (по сравнению с природными условиями) на больше, чем:

• для объектов высшей, первой категории — 0,25 мг/дм3;
• для объектов второй категории — 0,75 мг/дм3.

Нефтепродукты

Нефтепродукты (топливо, нефть, битум) представляют собой смесь углеводородов разных классов. Источниками поступления нефти и нефтепродуктов на СВ являются утечки при добыче, переработке и транспортировке, деятельность промышленных предприятий.

В составе сырой нефти:

• парафины — 25 %;
• циклопафин 30–60 %;
• нафтеноароматические углеводороды — 5–30 %;
• остальные дроби.

Попадая в дренажный резервуар, нефть перемещается ветром, течением, приливами и отливами.

Происходят различные природные процессы:

• испарение;
• разрешение;
• образование эмульсий;
• поглощение живыми организмами;
• осадки.

Компоненты нефтепродуктов начинают разлагаться и трансформироваться – в результате изменений около 40 % выпадает, 40 % остается в эмульгированном виде, 20 % плавает на поверхности в виде пленки.

Нефтяная пленка затрудняет аэрацию воды, а следы нефти на дне образуют донные отложения. В результате распада нефтепродуктов происходит химическое взаимодействие, при котором образуются фракции с высокой токсичностью. Кроме того, начинаются реакции, в которых уже участвуют продукты распада.

Углеводороды оказывают токсическое действие на живые организмы, поражая сердечно-сосудистую и нервную системы.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ)

В широком смысле ПАВ – это продукт, входящий в состав моющих средств. Это вещества с ароматным запахом, хорошо растворимые в воде и образующие пену, не поддающиеся биологическому разложению загрязнения, для окисления которых требуется много кислорода. К поверхностно-активным веществам относятся органические вещества, способные адсорбироваться на границе раздела воздух-жидкость».

Большинство ПАВ синтетические (ПАВ), ПАВ и ПАВ ухудшают газообмен в водоеме и атмосфере, замедляют водные процессы и ухудшают органолептические свойства воды.

Вещества токсичны для гидробионтов – в результате воздействия живых существ водоем утрачивает способность к самоочищению. Пена, образованная поверхностно-активными веществами, может иметь толщину до одного метра и может препятствовать навигации.

Попадая в состав ТО на очистных сооружениях, ПАВ тормозят процессы очистки:

• на 10% снижается эффект отстаивания сточных вод с высокой концентрацией ПАВ %;
• нарушается работа биофильтров при концентрации ПАВ более 15 мг/л;
• уровень ПАВ более 5-10 мг/л токсичен для активного ила в аэротенках.

Поверхностно-активные вещества:

1. Амино актив.
2. Катионоактивный.
3. Неионогенный.

Отдельные группы ПАВ, например неионогенные, малотоксичны. Однако хорошая растворимость всех категорий ПАВ в водной и гидрофобной среде позволяет легко проникать в биомембраны живых организмов. В результате полностью нарушается регуляция внутриклеточных процессов.

Жиры

Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и жирных кислот. Они нерастворимы в воде, растворимы в бензине и эфире. При гидролизе способны в присутствии щелочей превращаться в мыло, состоящее из солей жирных кислот и глицерина.

Жиры, включая остаточные насыщенные кислоты, обычно твердые. Жиры с ненасыщенными кислотами являются жидкими.

Загрязнение сточных вод жиром характерно для предприятий общественного питания:

• столовые;
• рестораны;
• кафе,

а также для:

• масло и жир;
• мясные и молочные;
• переработка рыбы;
• кожевенно-меховая промышленность.

В сточных водах бытового происхождения жир представлен органическими веществами в виде жироподобных эмульсий — это растительное масло, мыло, твердый и животный жир.

Жировые примеси, находящиеся в сточных водах в виде пленки или взвеси, улавливаются при отстаивании в жироотделителях и используются в производстве мыла. Технология флотации используется для улавливания эмульгированного жира, например, из дезодорирующих конденсаторов. Для выделения жировых фракций из мыльных стоков — обработка хлористым кальцием.

Органические загрязнения

Категория органических веществ очень разнообразна, она представлена ​​отходами жизнедеятельности человека и животных, пищевыми отходами, различными видами сырья.

В составе органических примесей в сточных водах:

• толстый;
• белки;
• углеводы;
• целлюлоза;
• спирты;
• органические кислоты.

Концентрацию органических веществ в сточных водах определяют по косвенным показателям:

• ХПК (химическое потребление кислорода);
• БПК (биохимическая потребность в кислороде).

К органическим загрязнителям относятся:

• пестициды;
• летучие и малолетучие хлорорганические соединения;
• ароматические углеводороды (бензол, ксилол, толуол).

Много органического материала попадает в воду с промышленными и бытовыми отходами в виде пестицидов с сельскохозяйственных угодий.

Неудаленные элементы органического происхождения, находящиеся в анаэробных условиях, разрушаются и дополнительно загрязняют водоем.

Обильное количество органических веществ в водоемах сначала приводит к сильному росту водорослей, планктона, рыб, а последующее разложение приводит к уменьшению растворенного в воде кислорода, биологической деградации.

В результате водоем полностью зарастает растительностью – происходит процесс эвтрофикации.

Последствия:

• появление анаэробных зон;
• «цветок» воды;
• исчезновение биологических видов, в том числе ценных промысловых рыб.

Органические примеси нерастворимы в воде. Большинство из них обладают гидрофобными свойствами, обычно свойственными эмульсиям, а также имеют полярные группы, определяющие их поверхностный заряд, что более характерно для суспензий.

Высокая концентрация способствует образованию большого объема осадков с повышенной влажностью, что требует дополнительных затрат на их механическое обезвоживание.

СОЗ

Среди опасных побочных продуктов промышленности, обнаруживаемых в стоках, — стойкие органические загрязнители (СОЗ):

• дихлордифенилтрихлорэтан;
• полихлорированные бифенилы;
• гептахлор и другие.

Это химически прочные соединения, малолетучие, они могут очень долго находиться в воде, не разлагаясь.

СОЗ переносятся на большие расстояния водными течениями и подвижными гидробионтами, накапливаются в высоких концентрациях, в том числе в рыбе.

Даже минимальные количества СОЗ могут привести к развитию заболеваний иммунной и репродуктивной систем, врожденным дефектам, порокам развития и раку. Из-за воздействия СОЗ отмечено резкое сокращение численности популяций дельфинов, тюленей и белух.

Пестициды

К этой группе относятся искусственные хлорорганические и фосфорорганические вещества, применяемые в борьбе с сорняками, насекомыми и грызунами. Они попадают в водоемы с поверхностным стоком с сельскохозяйственных угодий. Пестициды трудно поддаются уничтожению и опасны – это ядовитые вещества с мутагенным и кумулятивным действием.

Тяжелые металлы

Наиболее распространенными тяжелыми металлами являются свинец, медь и цинк. В сточной жидкости находятся атомы тяжелых металлов в виде химических соединений и их частей. Некоторые элементы (марганец, железо, хром) могут иметь разную валентность.

Атомы тяжелых металлов мигрируют в водной среде в трех формах:

• в растворенном виде;
• взвешенный;
• коллоидный.

Металлы поступают в водоемы со времен мировой войны в энергетические компании, горнодобывающую и перерабатывающую промышленность и химические заводы.

Кроме того, высокие концентрации тяжелых металлов обнаруживаются в стоках агрокомплексов – интенсивное земледелие использует большое количество химических пестицидов, содержащих в том числе и эти вещества.

Тяжелые металлы обладают мутагенными и токсическими свойствами и могут значительно снижать интенсивность биохимических процессов.

Фенолы

Фенолы (крезол, резорцин, ксиленол) являются широко распространенными техногенными загрязнителями, наиболее высокие концентрации обнаруживаются в сточных водах:

• коксохимические заводы;
• компании нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности;
• предприятия по производству строительных материалов, каучука, клея, пластика, пестицидов, фенолформальдегидной смолы;
• целлюлозно-бумажные комбинаты.

Фенолы уходят в отходы при производстве красителей, при переработке угля, при производстве дубильных веществ.

В выбросах коксохимического производства концентрация опасного токсичного вещества достигает 20 г/дм3. Для сравнения, ПДК фенолов для рыбных хозяйств составляет 1 мкг/дм3.

Фенолы опасны для гидробионтов и значительно ухудшают органолептические свойства воды. Кроме того, опасные органические соединения ароматического ряда губительны для большинства микроорганизмов, поэтому промышленные сточные воды с высокой концентрацией токсина плохо поддаются биологической очистке.

Бактериальные загрязнения

В сточных водах, особенно бытового происхождения, содержится большое количество бактерий, в том числе болезнетворных, и различных вирусов:

• холерный вибрион;
• туберкулезные бактерии;
• лептоспира;
• бруцелла;
• бактерии туляремии.

Кроме того, в стоках могут быть яйца гельминтов. Они очень устойчивы. Например, активный хлор в обычном дезинфицирующем растворе на них не действует.

Escherichia coli используется в качестве индикатора фекального загрязнения воды.

К наиболее важным бактериологическим показателям относятся:

• коли-индекс – количество кишечной палочки в 1 л воды;
• колититр – количество воды в миллилитрах, в котором можно обнаружить 1 кишечную палочку;
• количество лактозоположительных кишечных палочек;
• количество колифагов.

БПК

Биологическая потребность в кислороде – показатель загрязнения воды, характеризуемый количеством кислорода, которое потребовалось за определенное время (обычно 5 дней – БПК5) для полного биохимического окисления загрязняющих веществ в единице объема воды.

Установлено, что чем больше в сточных водах органических веществ, тем больше требуется кислорода для окисления, тем выше показатель БПК.Природная вода характеризуется низкими значениями БПК5 — в пределах 0,5–2 мг/л.

Увеличение БПК свидетельствует о загрязнении, т е показатель выполняет функцию оценки общего загрязнения легкоокисляемыми органическими веществами.

ХПК

Химическая потребность в кислороде определяется как количество кислорода, необходимое для химического окисления органических и минеральных веществ в единице объема воды.

Перечень

Перечень загрязняющих веществ, подлежащих государственному регулированию, утвержден постановлением Правительства РФ № 1316-р.

К загрязнителям водных объектов относятся химические элементы, вещества и соединения:

• «стандарт» — 140 элементов, в том числе нефтепродукты, железо, различные соединения хрома, аммиак, бор;
• стойкие органические загрязнители (гексахлорбензол, карбофос, диоксины и др.);
• микроорганизмы (возбудители инфекционных заболеваний, колифаги, различные виды бактерий);
• другие загрязняющие вещества (БПК, БПКобщий, взвешенные вещества, сухие остатки, ХПК);
• радиоактивные изотопы в элементарном виде и в виде соединений (галлий, кобальт, молибден).

Список может дополняться или сокращаться со временем. В 2022 году действует издание, введенное приказом 914-р.

Взвеси, растворенные и взвешенные вещества

Подвеска является частным случаем подвешивания. Они представляют собой гетерогенные системы (грубодисперсные системы с твердой дисперсной фазой и жидкой фазой — дисперсионной средой), в отличие от растворенных веществ, образующих гомогенные системы — истинные растворы. Суспензии не относятся к коллоидным системам, так как в случае суспензий твердая фаза подвергается седиментации под действием силы тяжести — седиментации, — которая наряду с размером частиц (размер частиц в суспензиях более 1 мкм, а в коллоидные системы — от 0,001 мкм до 1 мкм), и отделяет суспензии от коллоидных растворов.

Взвешенные вещества делятся на органические и неорганические. Обычными разновидностями взвешенных частиц являются нерастворимый диоксид кремния (речной песок), ил и планктон.

Типология по составу

Минеральные частицы

Речной песок вместе с алюмосиликатами и другими нерастворимыми неорганическими оксидами и солями составляет большую часть взвешенных минеральных частиц. Частицы этого типа попадают в воду в процессе водной или ветровой эрозии берегов и прибрежного грунта, а также при износе ширины водоема.

Органические частицы

Органические взвешенные частицы – примеси, попадающие в водоемы в результате производственной деятельности мясной, рыбной и молочной продукции; установки по производству различных органических веществ, например полимеров.

Органические частицы попадают в водоемы со сточными водами от бытовых отходов. В таких отходах содержится много микропластика — мельчайших частиц, образующихся при гниении пластиковых изделий. Такие взвеси могут представлять опасность для природы. Дело в том, что пластиковая крошка не подвержена биологическому разложению, она плавает на поверхности воды и в приповерхностном слое. Из-за этого он входит в пищевой цикл водных обитателей, что вызывает снижение уровня популяции, ухудшает экологическую обстановку.

Смешанные

Смешанными суспензиями называют суспензии, содержащие органические и неорганические частицы. Почти все взвеси, наблюдаемые в природных водоемах, носят смешанный характер.

Техногенная деятельность также приводит к образованию сточных вод смешанного типа, например на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности, нефтяной и фармацевтической промышленности. Сам факт отнесения суспензии к смешанному типу не является отрицательным, так как об опасности свидетельствует не классификация суспензии, а сведения о ее химическом составе.

Органолептические свойства воды и ВВ

Органолептический анализ материала на основе восприятия его органами чувств: обонянием, осязанием, зрением, вкусом, слухом. Вода имеет органолептические свойства, определяемые этим методом.

Мутность

Степень мутности воды зависит от наличия в ней взвешенных тонких примесей. Мутность является функцией насыщения воды этими частицами. Могут быть случаи, когда менее насыщенные суспензии будут более мутными из-за типа взвешенных частиц.

Этот показатель определяют при полевых испытаниях фотометрически и/или визуально (ГОСТ 1030-81 «Вода хозяйственно-питьевого назначения. Методы полевого анализа»). При визуальном определении степени мутности воды используют стеклянную пробирку, лист темной бумаги и при необходимости источник света. Результатом такого теста является определение степени мутности воды:

• помутнение не заметно (отсутствует);
• слабая опалесценция;
• опалесценция;
• легкая мутность;
• мутность;
• сильная дымка.

Цветность

Цвет воды – это органолептически определяемое свойство естественно прозрачной воды иметь любой оттенок цвета за счет присутствия в ее составе гуминовых веществ, оксидов железа и других красящих веществ. Цветность определяют так же, как и мутность, но в качестве фона используют не темный, а светлый лист бумаги. Цвет воды по ГОСТ 1030-81 имеет следующие градации:

• бесцветный;
• слегка желтоватый;
• светло-желтого;
• желтый;
• интенсивный желтый.

Запах и привкус

Вкус воды определяют только при отсутствии подозрений на загрязнение. Этот анализ проводят, набирая воду в рот и удерживая ее в течение нескольких секунд, не глотая. В результате данные по переживаниям интенсивности вкуса записывают по пятибалльной шкале (по ГОСТ 3351-74) с учетом характера вкуса:

• соль;
• кислый;
• щелочной;
• металл;
• гнилостный;
• другие

Запах воде придают летучие одоранты, присутствующие в ней в первую очередь и сошедшиеся со сточными водами. Наличие запаха характерно для органических жидких соединений. Обычно для определения запаха пробу воды анализируют сначала при 20℃, а затем при 60℃. Запахи субъективно делятся на естественные (запах ила, гнили, запах торфа, запах травы, затхлый или грибной запах и др.) и искусственные (запах нефтепродуктов, запах хлора, уксуса, фенола и других органических веществ).) и неорганические пахучие вещества и соединения). Интенсивность запаха может варьироваться от полного отсутствия до очень сильного:

• отсутствие запаха;
• слабый запах;
• ощутимый запах;
• отчетливый запах;
• очень сильный запах.

Опасность и польза взвешенных веществ

Взвешенные вещества могут не иметь вредных свойств, а некоторые из них могут быть даже полезными. Пример использования суспензий – сапропель. Как и обычный ил, представляет собой донный осадок, но в сочетании с природными органическими веществами — гумусом, битумом — обладает полезными для человека свойствами. Именно сапропель называют лечебной грязью. Помимо медицинских целей, он также используется в сельском хозяйстве для удобрения сельскохозяйственных культур и кормления животных. Сапропель – высококачественная минеральная добавка, богатая солями кальция, железа и фосфора.

Опасность взвешенных веществ зависит от состава этих частиц. Например, микрочастицы пластика представляют собой серьезную экологическую проблему из-за отсутствия биологических путей разложения таких частиц. Минеральные взвеси опасны, если загрязненная ими вода используется в пищу.

Влияние на сточные воды

Взвешенные вещества влияют на различные свойства сточных вод. Поскольку сточные воды в дальнейшем используются человеком, необходимо контролировать концентрацию. На какие свойства воды влияют взвешенные частицы? В первую очередь прозрачность. При значительном превышении концентрации можно заметить, даже не применяя специальных методов определения, что вода становится менее прозрачной.

Взвешенные частицы влияют на то, как свет попадает в воду. Это важный фактор при изучении сточных вод. Взвешенные частицы способны адсорбировать на себе токсичные соединения, а также влияют на то, как распределяются отложения и с какой скоростью будет происходить седиментация.

ПДК взвешенных веществ

Для реакционного использования не следует брать воду, содержащую большое количество сетона. Сетоны представляют собой взвешенные вещества, которые являются особенностью водной экосистемы и играют структурную и функциональную роль.

К составу питьевой воды предъявляются определенные требования. Необходимо, чтобы концентрация сетона при сбросе сточных вод не превышала 0,25 мг/дм3. Если вода имеет культурно-общественное значение, к ней предъявляют требования, чтобы количество взвешенных частиц не превышало нормы 0,75 мг/дм3. Для различных водоемов допускается увеличение концентрации до 5%, но такое изменение возможно при определенных условиях, например, если концентрация сетона в межень не превышает 30 мг/дм3.

Необходимо контролировать сточные воды и резервуары. Важно, чтобы состояние воды оценивалось через регулярные промежутки времени. Такая оценка может осуществляться различными способами, как биологическими методами исследования, так и физико-химическими методами.

Определение сетона

Определение взвешенных веществ можно проводить разными методами. Основным фактором при выборе метода является размер примесей. Крупнодисперсные вещества можно определить с помощью гравиметрии. Этот метод заключается в том, что крупные частицы имеют такой размер, что могут оставаться на фильтре при фильтрации пробы воды. Для этого метода используется разная фильтровальная бумага, которую подбирают в зависимости от размера примесей. Например, для воды с прозрачностью 10 см используется фильтровальная бумага с синей полосой.

Помимо крупных частиц в образце присутствуют и мелкие частицы. Размер их настолько мал, что они свободно проходят через фильтр и не задерживаются на нем, в связи с чем гравиметрический метод для их определения непригоден. Такими тонкодисперсными веществами могут быть неорганические и органические соединения, образующие коллоидный раствор. Термины «мутность» и «опалесценция» используются для определения. Для воды, пригодной для питья, существует показатель мутности, который по каолину не должен быть более 1,5 мг/дм3.

Очистку воды от мелких частиц можно проводить с помощью колонок со специальным наполнением – специфическим сорбентом. Существуют разные адсорбенты, которые выбирают в зависимости от того, от каких веществ необходимо очистить пробу воды.

Методики измерения

Основной метод анализа – гравиметрический. Суть подхода заключается в очистке проб воды через фильтры с дальнейшим их высушиванием до постоянной массы при определенной температуре. Подробнее об этом в РД 52.24.468-2005 «Взвесь и общее содержание примесей в воде. Методы измерения массовой концентрации взвешенных веществ» и ПНД Ф 14.1:2:4:254-2009 «Методика измерения массовой концентрации взвешенных веществ и кальцинированных взвешенных веществ в пробах питьевой, природной и сточной воды весовым методом».

Обзор приборов и средств измерения

Для измерения количества взвешенных веществ в пробе воды используют:

• Весы лабораторные (ГОСТ Р 53228)
• Цилиндры мерные (ГОСТ 1770)
• Часы механические (ГОСТ 3145)
• Воронка лабораторная (ГОСТ 25336)
• Стаканы и чашки (ГОСТ 25336)
• Биологические чашки (чашки Петри) (ГОСТ 25336)
• Эксикатор (ГОСТ 25336)
• Пинцет, шпатель (ГОСТ 21241 и ГОСТ 9147)
• Сушильный шкаф и/или тигель (ТУ 64-1-909-80)
• Плита электрическая с регулируемой тепловой мощностью (ГОСТ 14919)
• Устройство вакуум-фильтровальное (ТУ 3616-001-32953279).

Что касается других видов лабораторных измерений, то все приборы и средства измерений должны быть проверены и соответствовать условиям соответствующих ГОСТов.

Условия измерения

Для проведения измерений в лаборатории должны соблюдаться условия, соответствующие требованиям нормативно-технической документации (например, ПНД Ф 14.1:2:4.254-09), а именно:

• Температура окружающей среды от 16 до 28℃
• Атмосферное давление от 84 до 106 кПа
• Относительная влажность не более 80% при 25℃
• Частота переменного тока 50 ± 1 Гц
• Напряжение сети 220±22 В

Квалификация оператора

Как и многие другие методы химического анализа воды, анализ на содержание взвешенных веществ должны проводить лица, имеющие квалификацию техник-химик или лаборант-химик, владеющие техникой гравиметрического анализа.

Расчет результата

Массовую концентрацию взвешенных веществ в пробе Х (мг/дм3) определяют по формуле: ; где mf0 — масса бюксы с мембранным или бумажным фильтром с осадком взвешенных веществ после сушки или прокаливания (в зависимости от выбранного показателя), г; mf – масса бюксы с мембранным или бумажным фильтром без осадка, г; V – объем фильтруемой пробы, дм3.

С вероятностью Р = 0,95 статистическую обработку полученных результатов испытаний воспроизводят по стандартной методике с учетом значений пределов воспроизводимости, приведенных в табл. 1.

Диапазон измерения массовой концентрации взвешенных веществ, мг/дм3	Предел повторяемости (относительная величина допускаемого отклонения между двумя результатами параллельных измерений), r, %	Предел воспроизводимости (относительная величина допустимого отклонения между двумя результатами измерений, полученными в разных лабораториях), R, %
3,0 — 10,0	28	42
10,1 — 50,0	20	28
50,1 — 5000	8	14

Таблица 1. Значения пределов воспроизводимости и повторяемости при P = 0,95

Способы очистки вод от ВВ

Для очистки воды от взвешенных веществ применяют механические и химические методы. К механическим относятся: просеивание, осаждение, центрифугирование и фильтрация. Для химических — коагуляция и флотация.

Отстаивание

Отстой – самый популярный способ очистки воды. Это связано с простотой метода. Этот метод основан на явлении седиментации — осаждении частиц более плотных, чем вода. Однако этот метод имеет ограниченные возможности, так как многие загрязняющие вещества, склонные к образованию взвесей, имеют плотность меньше плотности воды. Так, например, полиэтилен низкой плотности, из которого делают крышки от пластиковых бутылок, имеет плотность около 0,95 г/см3. Именно это свойство позволяет собирать пробки отдельно от тары (они всплывают) при переработке пластиковых бутылок.

Фильтрование

Фильтрация является вторым по популярности методом очистки воды от взвешенных веществ, несмотря на значительные эксплуатационные и энергетические затраты. Фильтрация – очень эффективный способ удаления взвешенных частиц. Особенно, если выбрать правильный фильтрующий материал.

Поиск новых материалов для фильтров — чрезвычайно перспективная и активно развивающаяся область науки и техники.

Флотация и коагуляция – химические методы очистки воды от ВВ

Процессы флотации и коагуляции относятся к химическим методам очистки воды. Оба метода используют коллоидные процессы для удаления взвешенных твердых частиц. Коагуляция используется для очистки грязной воды для питья.

Метод флотации основан на гидрофильных/гидрофобных свойствах материалов. При том или ином подходе процесс протекает по-разному, но можно выделить общий принцип — взвешенные частицы прилипают к границе раздела (газ-жидкость, жидкость-жидкость) и таким образом отфильтровываются из водной массы. Наиболее распространенными методами флотации являются:

1. Нефтяная флотация. Суть в том, чтобы смешать масла с водой. Некоторые виды взрывчатых веществ при намокании нефтью всплывают на поверхность воды, откуда и удаляются.
2. Пленочная флотация. Метод основан на плавании гидрофобных частиц на поверхности воды, тогда как гидрофильные частицы тонут.
3. Пенная флотация. Процесс основан на способности взрывчатых веществ агрегировать на границе раздела. Через массу отфильтрованной воды пропускается воздух, выносящий взрывчатку на поверхность. Для упрощения процесса в фильтрованную воду можно добавлять пенообразователи, стабилизирующие границы раздела фаз.

Коагуляция – это химический процесс уменьшения степени дисперсности и количества частиц в системе, происходящий за счет прилипания более мелких частиц к более крупным агрегатам. В процессе такой склейки увеличивается размер частиц взвешенного материала, в результате чего происходит седиментация (осаждение) дисперсной фазы системы. Обработка воды может осуществляться с использованием различных коагулянтов, например полимеров, преимуществом которых является чрезвычайно быстрое осаждение ВВ.

Показатель цветности

Взвешенные вещества также влияют на цвет воды. Их содержание определяют с помощью платино-кобальтовой шкалы. Определение производится путем сравнения цвета и интенсивности образца с эталонной водой.

Цвет воды меняется из-за того, что взвешенные вещества представляют собой гуминовые соединения или примеси, содержащие в своем составе железо. Количество этих веществ зависит от природных условий, в которых находится водоем.

ПДК для цвета 35 градусов. Из-за наличия взвешенных частиц насыщение воды кислородом в необходимой степени не происходит, так как он расходуется в реакциях окисления с железом и другими соединениями. Это означает, что растения и животные организмы не могут получать необходимое количество кислорода.

Какое влияние оказывают?

Взвешенные вещества влияют на комфортное существование всех живых организмов и растений. При высоких концентрациях в воздухе они способны поглощать часть солнечного света, что приводит к ослаблению адаптивных свойств организмов. Кроме того, такие примеси оседают на листьях растений, что препятствует прохождению солнечной энергии. Это приводит к снижению реакции фотосинтеза и ухудшает их общее состояние.

Частицы, находящиеся в воздухе, способны адсорбировать ядовитые и опасные соединения. Это означает, что они могут распространяться на большие расстояния. Взвешенные частицы являются переносчиками токсичных соединений.

Таким образом, взвешенные вещества представляют собой крупные и мелкие частицы, которые могут находиться в водных системах и в газообразных средах. Их численность необходимо контролировать, чтобы существование живых организмов и растений было безопасным и комфортным.