Биогенные элементы - Показатели воды и методы их определения
Биогенными элементами или (биогенами) традиционно считаются элементы, входящие, в значительных количествах, в состав живых организмов. Круг элементов, относимых к биогенным, достаточно широк, это - азот, фосфор, сера, железо, кальций, магний, калий и др. Вопросы контроля качества воды и экологической оценки водоемов внесли в понятие биогенных элементов более широкий смысл: к ним относят соединения, (точнее, компоненты воды), которые во-первых являются продуктами жизнедеятельности, во-вторых, являются "строительными материалами" для живых организмов. В первую очередь к ним относятся соединения азота (нитраты, нитриты, органические и неорганические аммонийные соединения), а также соединения фосфора (ортофосфаты, полифосфаты, органические эфиры фосфорной кислоты).
Нитраты
Под влиянием солнечного излучения атмосферный азот превращается в нитраты посредством образования оксидов азота. Многие минеральные удобрения содержат нитраты, которые при избыточном или нерациональном внесении приводят к загрязнению водоемов. Источниками загрязнения нитратами являются также поверхности стоки с пастбищ, скотных дворов, молочных ферм и т. п.
Повышение содержания нитритов в воде может служить индикатором загрязнения водоема в результате распространения фекальных, либо химических загрязнений. Богатые нитратными водами сточные канавы ухудшают качество воды в водоеме, стимулируя массовое развитие водной растительности (в первую очередь - сине-зеленых водорослей) и ускоряя эвтрофикацию водоемов.
Питьевая вода и продукты питания, содержащие повешенное количество нитратов, также могут вызвать заболевание, и в первую очередь у младенцев (так называемая метгемоглобинемия). Вследствие этого расстройства ухудшается транспортировка кислорода с клетками крови и возникает синдром "голубого младенца" (гипоксия).
Метод определения нитратов основан на способности салициловой кислоты в присутствии H2SO4 (конц). вступать в реакцию нитрования с образованием нитросалициловой кислоты, которая в щелочной среде образует окрашенную в желтый цвет соль.
ПДК нитратов в воде водоемов и питьевой воде составляет 45 мг/л (или 10 мг/л по азоту), лимитирующий показатель вредности - санитарно-токсикологический.
Фосфаты и общий фосфор
В природных и сточных водах фосфор может присутствовать в разных видах:
- - в виде фосфорной кислоты Н3РО4, - ее анионов Н2РО4-, НРО42-, РО43-, - полифосфатов, - фосфорорганических соединений - нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, фосфолипидов, которые являются продуктами жизнедеятельности или разложения организмов, - пестицидов.
В нерастворимом состоянии:
- в виде взвешенных в воде труднорастворимых фосфатов, включая природные минералы, белковые, органические фосфорсодержащие соединения, остатки умерших организмов.
Фосфор является необходимым элементом для жизнедеятельности, однако его избыток приводит к ускоренной эвтрофикации водоемов.
Большие количества фосфора могут попадать в водоемы в результате поверхностной эрозии почв, неправильного или избыточного применения минеральных удобрений и др.
Фосфаты определяют по реакции с молибдатом аммония в кислой среде:
HPO42- + 3NH4+ + 12 MoO42- + 23H+ = (NH4)3[PMO12O40] + 12H2O
Продукт реакции под действием SnCl2 превращается в "молибденовую синь".
Для определения полифосфатов их необходимо предварительно перевести в ортофосфаты путем кислотного гидролиза в присутствии серной кислоты:
Na4P2O7 + 2H2SO4 + H2O = 2H3PO4 + 4Na+ + 2SO42-
Для определения фосфорсодержащих органических соединений предварительно проводят "мокрое сжигание": кипячение пробы с давлением кислоты и сильного окислителя - персульфата или перекиси водорода:
Таким образом, определяется содержание общего фосфора.
ПДК полифосфатов - 3,5 мг/л в пересчете на РО43-, лимитирующий показатель вредности - органолептический.
Аммоний
Катионы аммония являются продуктом микробиологического разложения белков животного и растительного происхождения. Образовавшийся таким образом аммоний вновь вовлекаются в процесс синтеза белков, участвуя тем самым в биологическом круговороте веществ (цикле азота).
Существует Два основных источника загрязнения окружающей среды аммонийными соединениями:
- 1. избыточное и неправильное применения минеральных и органических удобрений, 2. фекалии (стоки с пастбищ и мест скопления скота, сточные воды от животноводческих комплексов, а также разгерметизация систем канализации).
По этим причинам повышенное содержание аммонийного азота в поверхностных водах обычно является признаком хозяйственно - фекальных загрязнений.
Метод определения - реакция с реактивом Несслера:
2K2HgI4 + NH3 + 3KOH + Hg2OINH2 + 7KI + H2O.
Мешающее влияние устраняют добавлением к пробе сегнетовой соли: КСОО(СНОН)СООNa.
ПДК аммиака и ионов аммония в воде водоемов составляет 2,6 мг/л (или 2,0 мг/л по аммонийному азоту). Лимитирующий показатель вредности - общесанитарный.
Нитриты
Нитрифицирующие бактерии превращают аммонийные соединения в нитриты в аэробных условиях.
Нитриты часто используются в промышленности как ингибиторы коррозии, в пищевой промышленности как консерванты.
Благодаря способности превращаться в нитраты, нитриты, как правило, отсутствуют в поверхностных водах. Поэтому наличие в анализируемой воде повышенного содержания нитритов свидетельствует о загрязненности воды.
Определение основано на реакции нитрат - аниона в среде кислоты с реактивом Грисса (смесью сульфаниловой кислоты и б - нафтиламина). При этом протекают реакции диазотирования, в результате которых образуется азосоединение (азокраситель), имеющее пурпурную окраску.
ПДК нитритов 3,3 мг/л (1 мг/л нитритного азота), лимитирующий показатель вредности - санитарно-токсикологический.
Фтор (фториды)
Фтор в виде фторидов может содержаться в природных и грунтовых водах, что обусловлено его присутствием в составе некотрых почвообразующих (материнских) пород и минералов. Этот элемент может добавляться в питьевую воду в целях профилактики заболеваний кариесом. Однако, избыточные количества фтора оказывают вредное воздействие на человека, вызывает разрушение зубной эмали. Кроме того, избыток фтора в организме осаждает кальций, что приводит к нарушениям кальциевого и фосфорного обмена.
Метод определения фтора в воде основан на реакции фторидов с лантанализаринкомплексоном.
При этом образуется окрашенное в синий цвет тройное комплексное соединение фторида трехвалентного лантана и ализаринкомплексона:
В железистых водах используют потенциометрический метод. Органические вещества адсорбируют активным углем.
ПДК для разных климатических районов от 0,7 до 1,5 мг/л, лимитирующий показатель вредности - санитарно - токсикологический.
Похожие статьи
-
Сукцессия (от лат. Successio -- преемственность, наследование) -- процесс саморазвития сообществ. В основе сукцессии лежит неполный биологический...
-
Круговороты биогенных элементов и их модификация - Общая экология
Количество неорганических веществ, из которых автотрофы создают органические вещества в биосфере конечно, но оно приобрело свойство бесконечности через...
-
Под экономическим ущербом от загрязнения окружающей среды понимаются фактические и возможные убытки народного хозяйства, связанные с загрязнением...
-
Выявление загрязнения почв тяжелыми металлами производят прямыми методами отбора почвенных проб на изучаемых территориях и их химического анализа на...
-
Загрязнение водных источников в большинстве случаев вызывает у водопотребителей увеличение затрат (капитальных или эксплуатационных или тех и других...
-
В воздухе -- колориметрический метод, экстракционно-фотометрический метод, спектрографический метод; в биологическом материале -- колориметрический...
-
Пример. Оценить влияние сточных вод на водные объекты 1. Исходные Данные Выше створа Rв водоем сбрасываются: 1. Недостаточно очищенные...
-
Как отмечалось ранее, экономический ущерб от загрязнения окружающей среды является комплексной величиной и слагается из ущербов по отдельным видам...
-
Введение - Методы определения экономического ущерба от загрязнения водных бассейнов
Экономический ущерб - это изменение полезности окружающей среды вследствие ее загрязнения. Он складывается из следующих затрат: Дополнительные затраты...
-
Заключение - Методы определения экономического ущерба от загрязнения водных бассейнов
Существующие экономические механизмы охраны природы оказываются неэффективными в первую очередь потому, что не создают стимулов применения ресурсо - и...
-
Оценивая результаты исследования проб воды и донных отложений, необходимо отметить, что степень санитарно-бактериологического загрязнения в различных...
-
Показатель опасности выбросов рассчитывается для каждого (j-го) выбрасываемого вещества по формуле: , Где A - коэффициент, зависящий от температурной...
-
Рассеяние света. Определение светорассеивания Если пoмeстить мутный раствор в кювету фотометрического прибора, то световой поток, прoхoдя через кювету,...
-
Объект и методы исследования Объект исследования. Систематика:CORMOPHYTA - Высшие растения Отдел: Maqnoliophyta (Anthophyta) - Цветковые или...
-
Определение нитратов в почве. - Мониторинг окружающей среды
Принцип и характеристика фотоколориметрического метода. Метод основан на образовании пикриновой кислоты при взаимодействии нитратов с дисульфофеноловой...
-
Методы очистки газов - Техника защиты водных ресурсов и атмосферного воздуха
Адсорбционные методы очистки газов используют для удаления из них газообразных и парообразных примесей. Методы основаны на поглощении примесей пористыми...
-
Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод...
-
Физико-химические методы - Мониторинг водных ресурсов
Для проведения физико-химического анализа воды необходимо правильно провести отбор проб. В зависимости от цели исследования проба воды для анализа может...
-
Биоиндикационные методы - Мониторинг водных ресурсов
Видовой состав и численность обитателей водоема зависят от свойств воды. Главная идея биомониторинга состоит в том, что гидробионты отражают сложившиеся...
-
Основные методы очистки сточных вод - Проблемы загрязнения водоснабжения
Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод...
-
Охрана и очистка морей и океанов, Методы устранения последствий загрязнения - Охрана водных ресурсов
Охрана морей и океанов должна проводиться не только физически, проводя различные исследования по очищению воды и внедрения новых методов и способов...
-
МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ - Методы очистки воды
В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно - бытовые сбросы были...
-
ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМОВ - Методы очистки воды
Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них...
-
Биологические методы оценки. Биотестирование - Понятие и сущность биоиндикации
Оценка степени загрязнения может быть проведена с использованием физико-химических и биологических методов. Биологические методы оценки - это...
-
Основные методы очистки сточных вод - Рациональное использование водных ресурсов
Методы, применяемые для очистки производственных и бытовых сточных вод, можно разделить на три группы: механические; физико-химические, биологические. В...
-
Для оценки воздействия любого объекта на окружающую среду большое значение имеет сбор первичной информации. Только опираясь на эту информацию, можно...
-
Описание технологического процесса Сущность процесса состоит в следующем: очищенный от примесей аммонизированный раствор поваренной соли подвергают...
-
Хромато-масс-спектрометрия - Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг
Масс-спектрометры используются для анализа органических и неорганических соединений. Органические вещества в большинстве случаев представляют собой...
-
Методы очистки сточных вод - Биологическая очистка сточных вод
В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики,...
-
Ущерб, наносимый гидросфере от антропогенного воздействия. Химическое загрязнение вод Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней...
-
Попадая в окружающую среду, ископаемые углеводороды, в частности нефть и продукты ее переработки, не только губят флору и фауну, но и наносят прямой вред...
-
Организационно-экономические методы управления природопользованием
В работе рассмотрены экономические механизмы управления природопользованием, являющиеся важнейшим звеном в системе отношений общества и природы. Механизм...
-
В пробирки налили по 12 мл анализируемой воды из 3Х проб. В каждую пробирку опустили универсальную индикаторную бумагу. Окраску индикаторной бумаги...
-
С исторической точки зрения интерес проблеме загрязнений почв появился с исследованием плодородия, поскольку такие элементы, как железо, марганец, медь,...
-
Классификация почвенных загрязнений Под загрязнением почв понимают увеличение концентраций содержащихся в почве веществ выше предельно допустимого...
-
Загрязняющие вещества: определение и анализ В почву попадают твердые и жидкие промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы. Основными...
-
Какие существуют иные методы защиты атмосферного воздуха, кроме пылегазоочистки - Основы экологии
Защита атмосферы включает комплекс технических и административных мер, прямо или косвенно направленных на прекращение или, по крайней мере, уменьшение...
-
Атмосферный воздух и действие загрязняющих веществ на растения Воздушная оболочка Земли выполняет многочисленные функции. Она служит средой обитания и...
-
Самородные элементы., Сульфиды. - Горные породы. Песок
В самородном состоянии в природе известно около 40 химических элементов, но большинство из них встречается очень редко. Нахождение элементов в самородном...
-
Биологический метод - Рациональное использование водных ресурсов
Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и...
Биогенные элементы - Показатели воды и методы их определения