Домой Регистрация
Приветствуем вас, Гость



Форма входа

Население


Вступайте в нашу группу Вконтакте! :)




ПОИСК


Опросник
Используете ли вы афоризмы и цитаты в своей речи?
Проголосовало 514 человек


Апав в сточных водах что это такое


Очистка сточных вод от ПАВ/СПАВ

30 сентября 2014 г

Начиная с 50-60-х годов прошлого века в технически развитых странах стали в массовом порядке производиться новые химические соединения — синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). В настоящее время различные по составу они широко применяются в быту и промышленном производстве.

Под этот термин попадают различные по структуре и классам вещества, общее свойство которых — способность адсорбироваться на поверхности разделов фаз и уменьшать поверхностное натяжение.

Области промышленного использования — приготовление смазочных жидкостей, антикоррозийных составов, нанесение электролитических покрытий, в качестве компонентов лакокрасочных составов, в нефтедобыче, в горнорудной флотации, для получения противопожарной пены, для крашения и замасливания текстильных волокон и др. Наиболее широкая и экологически значимая область использования СПАВ — приготовление синтетических моющих и чистящих веществ (детергентов) для использования в быту.

Детергентом считается такое вещество, один конец которого растворим в воде, а другой — в углеводородах или жирах. Детергенты усиливают моющее действие воды. В отличие от природных детергентов (мыла), синтетические детергенты способны проявлять моющие свойства даже в жесткой воде.

Таким образом, СПАВ поступают в природные водоемы:

Специфические физико-химические свойства поверхностно-активных веществ сильно затрудняют известные методы химической и биологической очистки стоков.

В сточных водах ПАВ находятся в виде растворимых соединений или сорбатов. Часть детергентов распределяется по поверхности водной пленки. Если сорбированные СПАВ оседают и накапливаются в донных отложениях, то в анаэробных условиях они могут становиться источником вторичного загрязнения водоемов.

Наиболее высокие концентрации синтетических поверхностно-активных веществ наблюдаются в сточных водах от процессов стирки и мойки различных изделий, прачечных, красильно-отделочных производств, автомоек. Причем в состав этих сточных вод входят анионоактивные и неионогенные поверхностно-активные вещества, наиболее трудно поддающиеся естественному биохимическому разложению [4].

Виды СПАВ

В зависимости от свойств синтетического поверхностно-активного вещества при растворении в воде и его характеристик, различают следующие виды СПАВ [3]:

Анионоактивные - в воде образуют отрицательно заряженные ионы. К ним относятся соли сернокислых эфиров и соли сульфокислот (сульфонаты). Радикал может быть алкильным, алкилакрильным, алкилнафтильным. В соединениях могут быть двойные связи и функциональные группы.

Катионоактивные - в водном растворе ионизируются с образованием положительных органических ионов. Это четвертичные аммониевые соли, обычно состоящие из углеводородного радикала с прямой цепью (количество атомов углерода — от 12 до 18); метил- , этил- , или бензильного радикала; атома брома, хлора, йода или остатка этил- или метилсульфита.

Амфолитные - проявляют разные свойства в зависимости от pH среды. В кислом растворе они проявляют катионоактивные свойства, в щелочном — анионоактивные.

Неионогенные - в водном растворе не диссоциируют на ионы.

По степени биохимической устойчивости и структуре молекул синтетические поверхностно-активные вещества подразделяют на мягкие, промежуточные и жесткие. Легче всего окисляются первичные и вторичные алкилсульфаты нормального строения. В соединениях с более разветвленной цепью скорость окисления снижается. К числу трудноразрушаемых СПАВ относят алкилбензолсульфонаты на основе тетрамеров пропилена.

Влияние на организмы и экосистемы

C понижением температуры снижается и скорость окисления полимеров СПАВ. При температуре окружающей среды 0-5 °С окисление в природных водах происходит очень медленно. Для процессов окислительного самоочищения наиболее благоприятна нейтральная или слабощелочная среда природной воды — pH 7-9.

В природных водоемах СПАВ ухудшают кислородный режим и органолептические свойства воды, а из-за медленных процессов окисления они могут долгое время негативно влиять на экосистему. Высокое пенообразование — еще один отрицательный фактор воздействия. По данным [1] уже при повышенных концентрациях СПАВ (5-15 мг/дм³) у рыб разрушается слизистый покров, а при более высоких концентрациях наблюдается кровотечение жабр. Опытные данные показывают, что загрязнение природных водоемов синтетическими ПАВ ведет к снижению численности моллюсков за счет гибели их эмбрионов [3].

Показатель БПК для различных СПАВ находится в диапазоне от 0 до 1,6 мг/дм³. В процессе биохимического окисления эти вещества распадаются с образованием вторичных продуктов загрязнения — спиртов, альдегидов, органических кислот, а при распаде СПАВ с бензольным кольцом в структуре молекулы — фенолов.

Таким образом, синтетические поверхностно-активные вещества являются значимыми загрязнителями водных сред и оказывают негативное воздействие на организмы-гидробионты [3].

Имеются данные о негативном влиянии таких веществ на неорганическую среду: эрозию почв, коррозию металлов, ускорение процессов старения железобетонных сооружений [4].

Характеристика сточных вод прачечных предприятий

В ходе работы прачечного хозяйства образуется большое количество сточных вод. Основные объемы стоков дает сам процесс стирки. Незначительное количество солесодержащих промывных вод получается в процессе умягчения воды.

Процесс стирки включает семь или восемь операций:

Длительность процесса стирки — около 1 часа. В соответствии с удельными нормативами принимается, что на каждые 100 кг белья образуется 3,75 м³ сточных вод [6].

Примерный состав загрязнителей сточных вод прачечных:

По сравнению со средним составом городских канализационных сточных вод, концентрации специфических загрязнений в сточных водах прачечных выше в 2-3 раза. Сточные воды прачечной от стирки 100 кг белья эквивалентны суммарным канализационным стокам населенного пункта с 35 жителями [6].

При смешении с городскими канализационными стоками сточные воды от прачечных дают стойкое пенообразование.

СПАВ, попадающие на городские очистные сооружения, затрудняют работу отстойников, повышают нагрузку на очистные сооружения и снижают общую эффективность очистки хозяйственно-бытовых стоков.

Выпуск сточных вод от прачечных в городскую канализационную сеть, с учетом специфики из загрязнений, возможен при соблюдении температурных условий и усреднения состава, но нежелателен. В настоящее время существуют методы предварительной обработки сточных вод, а также технологические схемы оборотного водоснабжения прачечных предприятий для повторного использования части воды.

Схемы очистки стоков прачечных предприятий

Первая технологическая схема

Схема очистки сточных вод и оборотного водоснабжения прачечных с применением методов флотации и нанофильтрации функционирует следующим образом (по данным [7]).

Перейти к описанию готового решения: ЛОС прачечной

Применяемый метод очистки является многоступенчатым. На первом этапе из сточной воды удаляются взвеси и нефтепродукты методом флотации; второй этап (фильтрация) убирает из воды остаточные нерастворимые взвешенные вещества; третий этап (мембранная нанофильтрация) удаляет из воды растворимую органику.

Стоки от прачечной поступают в усреднительный резервуар. Туда же заливают вторичные оборотные воды — фильтрат из установки обезвоживания, концентрат из узла мембранной фильтрации и промывные воды фильтра.

Усредненные стоки поступают в многоступенчатый реактор коагуляции. В реактор подаются реагенты из реагентного хозяйства — флокулянты и коагулянты. Под действием реагентов в реакторе идет процесс хлопьеобразования.

Затем сточные воды вместе со взвешенными хлопьями поступают на установку флотации. Во флотаторе поддерживается постоянная аэрация смеси сточных вод и происходит удаление взвешенных хлопьев, которые отделяются от воды и подаются на установку обезвоживания осадка. Здесь хлопья обезвоживаются и направляются на дальнейшую утилизацию.

Осветленная после флотации сточная вода проходит сначала стадию грубой фильтрации, а затем поступает на узел мембранной нанофильтрации. Это основная стадия очистки, на которой происходит мембранное фильтрование и очищение воды.

Вода после стадии тонкой фильтрации (пермеат) является чистой водой высокого качества и возвращается в оборотное водоснабжение прачечного хозяйства.

Система очистки стоков и оборотного водоснабжения прачечной регулируется в автоматическом режиме и управляется с диспетчерского пульта.

Функциональные узлы и оборудование описанной схемы:

Эффективность подобного комплекса очистных сооружений по СПАВ составляет: 98% - для неионогенных, 16% - для анионных. Эффективность очистки по БПК — 99%.

Вторая технологическая схема

Другая схема очистки сточных вод прачечной предложена на основе опытно-лабораторных разработок методов очистки воды от СПАВ [4]. Технологическая схема предусматривает очистку сточных вод крупной механизированной прачечной производительностью 4140 кг белья в сутки. Очистка сточных вод реализована по одноступенчатой схеме с применением метода электрофлотокоагуляции. Очищенные до нормативных показателей стоки сбрасываются в городскую канализационную сеть.

Сточные воды прачечной из усреднителя подаются насосами в электрофлотокоагулятор (ЭФК). Сточная вода протекает между электродами и взаимодействует с гидроксидом железа, который выделяется в камеру с анода под действием электрического тока. Дисперсные частицы укрупняются. Вода со взвешенными частицами отводится в отстойник, где хлопья с адсорбированными загрязнениями выпадают в осадок.

Одновременно в камере ЭФК происходит гидролиз воды и выделение газообразных кислорода и водорода, активирующих процесс флотации. Результатом флотации является пена, которая собирается в лоток и отводится на мешалку. Там к ней подмешивается глиняная суспензия, а образовавшийся ил поступает в иловый колодец. Суспензия ила подвергается обезвоживанию, полученный шлам отправляют на утилизацию. Фильтрат после обезвоживания возвращают в усреднитель и подмешивают к новым порциям очищаемой сточной воды.

При оптимальном режиме работы расчетная эффективность очистной установки составляет 95% по СПАВ и 72% по взвешенным веществам.

Сточные воды и оборотное водоснабжение автомоек

Законодательство устанавливает, что стоки, образовавшиеся на автомойке, запрещается сбрасывать без очистки в окружающую среду (в том числе на грунт), а система водоснабжения автомойки должна включать очистку и систему рециркуляции сточных вод.

Методы очистки и конкретные технологии для стоков автомоек подбираются с учетом специфики загрязняющих веществ.

Примерное содержание основных загрязняющих веществ в сточных водах автомоек от разных категорий транспорта (по данным [7]):

Основные загрязнители в стоках автомоек — смывы с корпусов автомобилей, содержащие большое количество взвешенных веществ, нефтепродуктов и токсичных соединений свинца. СПАВ в стоках автомоек появляются в том случае, если в процессе мойки применяются специальные моющие составы.

Готовые решения

Готовая схема водоочистки автомойки [8] включает в себя несколько этапов:

На предварительном этапе стоки очищаются от грубых механических примесей и взвешенных веществ в пескоуловителях и нефтеловушках. Дальнейшая очистка стоков происходит в гравитационных отстойниках. В описанной схеме очистки используются тонкослойные отстойники, в которых осаждение взвешенных примесей происходит более эффективно.

Основные методы очистки сточных вод автомоек— реагентный и метод напорной флотации.

Эти методы позволяют очистить сточные воды до показателей, допускающих их повторное использование в оборотной системе водоснабжения. Недостатки реагентных и флотационнных методов — высокие затраты на расходные материалы и реагенты.

На практике высокие рекомендации получил комплексный метод очистки стоков автомоек с использованием водооборотной системы «Скат» [8]. Установка состоит из трех блоков:

  1. Блок БПО — для удаления грубых примесей.
  2. Блок ОТБ — флотационная очистка от мелкодисперсных взвесей.
  3. Блок ДСБ— доочистка воды на угольном фильтре.

Подбор оборудования для очистной системы ведется в зависимости от объемов воды, циркулирующей в системе оборотного водоснабжения, и подпитки свежей водой (15% от объема оборотной).

Подобные системы очистки и оборотного водоснабжения автомоек не только эффективны в плане улавливания выбросов, но и выгодны, поскольку значительно сокращают водопотребление. Очищенная вода повторно используются в процессе мойки машин, а свежая вода применяется лишь для конечного ополаскивания.

Сравнение методов очистки и технологий удаления СПАВ

Методы очистки сточных вод от СПАВ условно можно разделить на методы, подходящие для очистки сточных вод с невысоким содержанием веществ (10-100 мг/л) и на методы, подходящие для очистки стоков с высокими концентрациями поверхностных активных веществ (100-1000 мг/л).

  1. Для очистки стоков с невысоким содержанием можно применять методы адсорбции на углях; сорбционные методы с использованием ионообменных смол и полимерных адсорбентов; методы обратного осмоса; биохимические методы очистки (биоокисление и биосорбция); флокуляцию; методы электрокоагуляции; метод озонирования.
  2. Для очистки сточных вод с высоким содержанием больше подходят методы коагуляции; флокуляции; экстракции; ионного обмена; а также электрические и комбинированные методы — электрофлотация, электрокоагуляция, гальванокоагуляция, электрофлотокоагуляция.

Каждый из перечисленных методов имеет свои недостатки и ограничения по использованию. Сочетание нескольких технических приемов при очистке сточных вод позволяет получить наиболее высокую степень извлечения СПАВ [4].

  1. Адсорбция В установках очистки стоков от СПАВ может быть использован гранулированный активированный уголь. В отличие от порошкообразного угля, у гранулированного угля меньше потери при регенерации, а стоимость регенерации гранулированного угля ниже, чем порошкообразного. Адсорбцию углем целесообразно использовать на стадиях доочистки стоков с содержанием СПАВ не более 100-200 мг/л. При этом достигается высокая степень очистки, до 95%.
  2. Ионный обмен Сорбция ионитами наиболее эффективна для сточных вод с содержанием поверхностно-активных веществ не более 100 мг/л. Для удаления анионоактивных СПАВ используют среднеосновные и сильноосновные иониты. Регенерируют иониты водно-органическими растворами солей. Недостаток метода ионного обмена — необходимость установки большого количества ионитовых фильтров с коротким рабочим циклом, и их частая регенерация. Очистка воды от СПАВ методами ионного обмена может быть целесообразна лишь в случаях, когда к очищенной воде предъявляются высокие требования. Степень очистки методом ионного обмена порядка 80-90%.
  3. Коагуляция В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий или сернокислое железо. Этот метод подходит для очистки слабоконцентрированных растворов анионных СПАВ (1-20 мг/л), и является достаточно затратным из-за высоких капитальных расходов, необходимости использования больших доз коагулянтов, переработки большого объема выпадающего осадка. Степень очистки составляет порядка 90%.
  4. Пенная флотация Методы пенной флотации эффективны для слабоконцентрированных растворов СПАВ, потому что при росте концентрации происходит резкое увеличение объема пены [1]. Эффективность метода очистки пенообразованием зависит от многих факторов: pH среды, размеров пузырьков газа, высоты слоя раствора, температуры, присутствия в растворе других ионов. Создание оптимальных условий для протекания процесса пенообразования — достаточно сложная задача. Зачастую метод пенной очистки требует предварительной обработки сточных вод.
  5. Электрохимические методы Электрохимические методы имеют много преимуществ перед классическими методами очистки сточных вод от СПАВ и имеют хорошие перспективы к практическому использованию. Методы с использованием электричества позволяют отказаться от проектирования и содержания реагентного хозяйства, так как не предусматривают использования химических реагентов. При условии, что стоимость электроэнергии не будет возрастать, можно прогнозировать широкое распространение электрохимических методов очистки.

    Метод электрокоагуляции эффективен для очистки сточных вод от алкилсульфонатов высокой концентрации при pH сточных вод 11-11,5 (по данным [1]). Для подщелачивания сточных вод применяется оксид кальция. В методе используются алюминиевый анод и медный катод, плотность тока составляет 3 А/дм², длительность обработки —20-30 минут. По данным [9] эффективность очистки от алкилсульфонатов составляет свыше 98%.

    Если концентрации СПАВ в растворе невысоки (до 100 мг/л) используют прямую электрокоагуляцию без добавления нейтрализующих агентов.

    По данным [4] наиболее эффективны для очистки сточных вод от СПАВ комбинированные методы, сочетающие в себе несколько процессов: электролиз, коагуляцию, сорбцию и флотацию. Вода подается в реакционную камеру с электродами. На поверхности электродов генерируются ионы металлов и образуются гидроксиды. Одновременно идет процесс гидролиза воды с выделением газообразных водорода (на катоде) и кислорода (на аноде). Хлопья коагулянта и пузырьки газа в стесненных условиях интенсивно подвергаются коагуляции загрязнений, что повышает эффективность флотации. Образующийся пенный продукт отводится в карман сбора пены, а очищенная вода отводится на отстаивание. Оптимальное время обработки — 20 минут, плотность тока 85 А/м².

  6. Физические методы Это методы очистки воды, основанные на воздействии ультразвука, электростатического, радиационного и магнитного поля. По данным [1], физические методы могут дополнять основные методы очистки воды от синтетических поверхностно-активных веществ высоких концентраций, повышая их общую эффективность.

    При воздействии на сточную воду магнитного поля ускоряется процесс флотации, осаждения и агрегации взвешенных веществ, изменяется структура осадка. Методы электромагнитной обработки стоков перспективны из-за невысокой стоимости оборудования и малой энергоемкости.

  7. Биохимические методы Поверхностно активные вещества (ПАВ) являются органическими веществами, способными подвергаться биохимическому окислению. В процессе очистки ПАВ частично сорбируются активным илом или удаляются из воды вместе с осаждением взвешенных веществ. При значительных концентрациях поверхностно-активных веществ в аэротенках наблюдается активное пенообразование. Также пена присутствует в очищенных стоках, выпускаемых в водоем.

    При первоначальном поступлении стоков, содержащих ПАВ, в аэротенки или биофильтры, сразу происходит интенсивная адсорбция этих веществ. Количество ПАВ, удаляемых адсорбцией, зависит от химического строения этих веществ. Если их биохимическое окисление идет недостаточно активно, они накапливаются в активном иле, что может привести к его деградации.

    Самым негативным воздействием обладают «жесткие» СПАВ, которые уже в концентрациях порядка 15 мг/л ухудшают течение биохимических процессов. При концентрации 10 мг/л наблюдается интенсивное пенообразование очищаемой воды. Активный ил начинает деградировать, микроорганизмы измельчаются. При концентрациях 20 мг/л жизнедеятельность микроорганизмов подавляется, наблюдается отмирание коловраток и свободно плавающих инфузорий [1]. Удаление ПАВ на биофильтрах менее эффективно, чем в аэротенках. Вероятно, это связано с процессами аэрации и выноса части ПАВ в виде пены. Неионогенные (так называемые «мягкие» СПАВ), также оказывают отрицательное влияние на процессы биохимической очистки, но это проявляется при более высоком их содержании. При их концентрации в стоках свыше 50 мг/л они вызывают незначительное повышение БПК очищенных стоков. Если в сточных водах присутствуют СПАВ, относимые к промежуточной группе, наблюдаются процессы пенообразования в аэротенках и ухудшение эффективности очистки при концентрации этих веществ свыше 20 мг/л.

    Как видно, степень влияния ПАВ на процессы биохимического окисления сильно зависит от особенностей их строения и способности молекул к адсорбции и биохимическому распаду. Поэтому существуют рекомендуемые нормативы предельного содержания ПАВ в сточных водах, поступающих на сооружения биологической очистки. Сточные воды с высоким содержанием поверхностно-активных веществ необходимо подвергать разбавлению, либо предварительной очистке.

  8. Озонирование Озон — сильнейший природный окислитель, вступающий в реакцию со многими органическими и неорганическими соединениями и имеющий высокую растворимость в воде. На его свойствах основана группа окислительных методов очистки сточных вод. По данным [1] озонирование является перспективным методом для очистки сточных вод от СПАВ в невысоких концентрациях. В результате воздействия озона образуются нетоксичные продукты, не оказывающие негативного влияния на экосистемы. Есть предположения, что озонирование можно применять и для очистки более высоконцентрированных стоков (до 200 мг/л).

    При озонировании стоков с содержанием СПАВ 26 мг/л при щелочной реакции среды (pH=9-10), полное их разложение происходило в течение 3-5 минут. При слабокислой среде реакция идет в 5-6 раз медленнее. Степень очистки составляет порядка 90% [9].

    Кроме непосредственного озонирования, для очистки стоков перспективно использовать редокс-системы, в которых озон сочетается с другими окислителями. Это дает повышение эффективности очистки и снижение расхода реагентов. Один из перспективных методов — деструкция СПАВ совместным воздействием озона и пероксида водорода.

Выводы

Повсеместная распространенность синтетических поверхностно-активных веществ остро ставит вопрос нахождения наиболее приемлемых и экономически выгодных методов очистки сточных вод от них. Физико-химические особенности СПАВ и разделение этих веществ на группы по способности к биохимическому разложению существенно затрудняют подбор наиболее оптимального метода очистки.

Выбор актуального способа очистки сточных вод должен вестись в зависимости от концентрации поверхностно-активных веществ в воде, его способности к разложению («жесткое» или «мягкое» СПАВ), наличия в сточной воде других загрязняющих примесей (нефтепродуктов, взвесей), а также требуемого качества воды на выходе.

При однородном составе сточных вод и невысоких концентрациях ПАВ возможно реализовать схему одноступенчатой очистки с использованием методов сорбции, флотации, коагуляции, биологического окисления или мембранного фильтрования.

Для многокомпонентных сточных вод, вод с высоким содержанием ПАВ или при наличии трудноразрушаемых соединений СПАВ, рекомендуется использовать многоступенчатые технологии с последовательной очисткой стоков несколькими методами или комбинированные методы очистки (электрофлотация, электрофлотокоагуляция и др.).

Список литературы

  1. Волкова Г.А., Сторожук Н.Ю. Методы очистки сточных вод, содержащие синтетические поверхностно-активные вещества./ Вестник Брестского государственного технического университета. 2012. №2.
  2. Моющие средства (детергенты). Энциклопедия Кольера./ dic.academic.ru
  3. СПАВ. Полезная информация/ www.moreprom.ru
  4. Субботкин Л.Д., профессор, Вербицкая Н.Ю., магистр. Национальная академия природоохранного и курортного строительства. Очистка сточных вод от поверхностно-активных веществ методом электрофлотокоагуляции./Строительство и техногенная безопасность. Выпуск 38, 2011 год.
  5. Сточные воды прачечных. Экология. Справочник./ru-ecologi.info
  6. Банно-прачечные комбинаты./ Очистка промышленных стоков./ btk-center.com
  7. Мусина, Жанбосынова, Турысбекова. Физико-химическое исследование очистки сточных вод автомоек новыми реагентами. КазНТУ/e-lib.kazntu.kz
  8. Оборотное водоснабжение автомоек. / http://www.vo-da.ru/articles/oborotnoe-vodosnabjenie-avtomoek/shema-ochistki-avtomoyki
  9. Субботкин Л.Д., Вербицкая Н.Ю. / Очистка сточных вод от поверхностно - активных веществ методом электрофлотокоагуляции

www.vo-da.ru

Анионактивные поверхностно-активные вещества в сточных водах

Среди многообразных загрязнений сточной воды особое место занимают поверхностно-активные вещества (ПАВ). Поверхностно-активные вещества (ПАВ) - вещества, способные накапливаться на поверхности соприкосновения двух фаз, понижая их поверхностное натяжение. Это органические соединения, молекулы которых состоят из двух частей: полярной (гидрофильной) и неполярной (гидрофобной).

Указывается, что различные ПАВ используются в весьма значительных масштабах, и их присутствие в сточных водах существенно влияет на токсичность последних. Известно, что многие ПАВ, содержащиеся даже в незначительных количествах в сточных водах, вызывают образование устойчивой  пены  в аэротенках, значительно  уменьшает скорость  оседания  взвешенных  твердых частиц в отстойниках. Большинство ПАВ затрудняют процессы биологического окисления органических загрязнений, тем самым, препятствуя биологической очистке сточных вод.В зависимости от типа диссоциации различают анионные, катионные, неионогенные и амфолитные ПАВ.В водном растворе молекула анионактивного ПАВ (АПАВ) ионизируется, высвобождая катионы и анионный мономер. Анионактивные ПАВ содержат в молекуле одну или несколько полярных групп и диссоциируют в водном растворе с образованием длинноцепочечных анионов, определяющих их поверхностную активность. Оптимальными поверхностно-активными свойствами обладают первичный додецилсульфат и прямоцепочечный додецилбензолсульфонат. Эти вещества термически стабильны, малотоксичны, не раздражают кожу человека и удовлетворительно подвергаются биологическому распаду в водоемах, за исключением алкиларилсульфонатов с разветвленной алкильной цепью.Токсическое действие АПАВ определяется главным образом неполярной частью молекулы, при этом оно более выражено при наличии в последней ароматического кольца. В первую очередь оно зависит от способности ПАВ нарушать проницаемость биологических мембран. Особенно легко повреждаются мембраны эритроцитов, миелиновых оболочек нервов и эпителия кишечника. В связи с этим ПАВ обладают политропным действием, вызывают сдвиги в центрально нервной системе, системе крови, желудочно-кишечном тракте, выделительной системе - поражают печень и почки.Способность АПАВ нарушать проницаемость кишечных мембран способствует усилению всасывания пищи, но также и некоторых токсических веществ, например, ДДТ, ФОС. Те же свойства АПАВ могут способствовать выведению токсических веществ из организма.  Анионные ПАВ, содержащиеся в сточных водах в больших концентрациях, не извлекаются на сооружениях биологической очистки полностью, тормозят работу сооружений (образуют пену, снижают эффект отстаивания и биологической очистки).При санитарно-химическом контроле за содержанием АПАВ, если в водоем поступает одно известное вещество, то расчет ведут на него и учитывают величину соответствующего норматива. Если в водоем сбрасывается несколько АПАВ или состав их неизвестен, расчет ведут по додецилсульфату натрия - веществу, имеющему наименьший норматив 0,1 мг/лПредельно допустимые концентрации в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования для большинства АПАВ 0,5 мг/л (Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. ГН 2.1.5.689-98). Предельно допустимые концентрации АПАВ в питьевой воде 0,5 мг/л (Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1074-01).

В ФГБУ «Центральная научно-производственная ветеринарная радиологическая лаборатория» проводится исследование воды на содержание АПАВ флуориометрическим методом на приборе Флюорат 02-3М.

www.fgu-radiovetlab.ru

Очистка сточных вод от ПАВ | Агростройсервис

Природа обладает удивительной способностью справляться с небольшим количеством отходов и загрязнений.

Но она была бы перегружена, если бы мы не обрабатывали загрязненную ими воду, прежде чем выпустить обратно в окружающую среду.

Сточные воды - это отработанная использованная жидкость. Она включает в себя человеческие, пищевые отходы, масла, мыло, различные химические продукты и прочие вредные вещества.

В домах она - от раковин, ванн, туалетов, стиральных машин. Предприятия разных отраслей промышленности также вносят свою долю загрязнений, от которых необходимо избавляться.

Сюда же относят и ливневые стоки. Хотя некоторые люди предполагают, что дождь довольно чистый, это не так. Вредные продукты с дорог, парковок и крыш, смываясь с дождём, могут нанести вред рекам и озерам.

Зачем нужно очищать?

Это вопрос не только заботы об окружающей среде, но и о нашем здоровье.

Есть много веских причин, почему сохранение нашей воды в чистоте является приоритетным:

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Благодаря специфической структуре молекул поверхностно-активных веществ они применяются в различных областях человеческой деятельности. В домашнем хозяйстве, или промышленных производствах различные соединения из группы ПАВов используются довольно активно. Это объясняется тем, что их присутствие ведет к повышению эффективности различных процессов. После использования и выгрузки с очистных сооружений, в качестве стоков поверхностно-активные вещества выбрасываются в различные элементы окружающей среды и циркулируют в ней. Могут в значительной степени способствовать нарушению водного цикла в различных экосистемах. Исследование экологической судьбы поверхностно-активных веществ может способствовать повышению уровня знаний о путях миграции загрязняющих веществ и лучшей защите живых организмов в различных экосистемах от них.

Поверхностно-активные вещества представляют собой группу соединений со специфическим химическим составом их молекул (одна часть растворима в полярной среде: гидрофильная и вторая в неполярной среде: гидрофобная).

Основная классификация ПАВ основана на делении по заряду гидрофильных частей их молекул: катионные, анионные и неионные соединения. Поверхностно-активные вещества характеризуются склонностью к поглощению на различных типах поверхностей. Еще одно свойство - это способность к объединению в растворе и образованию мицелл.

В процессе формирования мицелл поверхностно-активные вещества способны задерживаться на границе фаз для удаления гидрофобной части из h3O для улучшения ее качеств.

Загрязнения, в составе стоков предприятий попадают в озера, водохранилища, пруды.

Недостаточное разложение ПАВ негативно воздействует на природу и приводит к активному образованию ила.

Стоки, в которых есть продукты распада полифосфатных ПАВ, служат причиной чрезмерного пенообразования и бурного роста растений, это плохо сказывается на чистоте водоемов. После омертвения растений идет бурный процесс гниения, вода обедняется кислородом, ухудшается воздухообмен, что затрудняет естественное её очищение.

Соли фосфатных кислот в чистом виде плохо влияют на окружающую среду, а при поступлении с обработанной жидкостью в водоемы начинают действовать, как удобрение.

Водоросли в водоемах под влиянием ПАВов растут очень быстро. При распаде они начинают выделять много водородных соединений неметаллов, убивая все живое. Из-за того, что угроза для человека от солей фосфатных кислот высока, природоохранные организации установили жесткие требования по наличию фосфатов в сточной, питьевой воде и продуктах питания. В западных странах содержание фосфатов в стоках должно быть не более 1мг/литр.

Подробнее об очистке сточных вод от азота и фосфора

Время биоразложения в отстойниках дает возможность узнать, просчитать, сколько ПАВов может попасть в окружающую среду. Существуют два параметра — скорость биоразложения, в ходе которого главную роль берут на себя бактерии. Молекула ПАВ превращается в углекислый газ и окиси других элементов. Если продукт не подвержен естественному биоразложению, он устойчив и накапливается в окружающей среде. Скорость биоразложения зависит от типа ПАВ и колеблется от 1-2 часов. Второй параметр - это степень токсичности в водной среде. Он определяет возможное влияние ПАВ на окружающую среду. Этот показатель измеряют экспериментально на рыбах, дафниях, водорослях. Значения неопасных ПАВ должны быть не выше 10 мг/ л.

ВЛИЯНИЕ, СПАВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

СПАВы - это вещества, которые способны адсорбироваться на поверхности раздела фаз (вода-воздух) и понижать их поверхностную энергию.

Наиболее распространенными являются анионоактивные и неионогенные ПАВ. Производство анионактивных и неионогенных, а также моющих средств на их основе составляет 95-98% общего количества вырабатываемых промышленностью СПАВ.

Неиногенные опасны из-за гниения. Все СПАВ на очистных сооружениях и в природных средах плохо и медленно разрушаются. Совокупность окислительных процессов в живом организме протекает с обязательным участием кислорода, при температуре выше 10℃, pH-нейтральной и слабощелочной от 7,0 до 9,0.

При концентрации СПАВ в воде более 0,3-0,5 мг/дм3 образовывается много пены на поверхности водоемов, в следствие чего нарушается подача воздуха в аэротенки и происходит неблагоприятный рост микробной флоры, что требует биологической очистки.

На очистных сооружениях из-за присутствия СПАВ увеличивается вынос взвешенных веществ из вторичных отстойников, уменьшается нагрузка активности ила и постепенно падает качество очистки. В аэротенках пена может быть два и три метра. Перенесенная ветром, она является источником заболевания, характеризующегося появлением паразитов в организме человека, имеет общее название – гельминтоз. СПАВы в стоках понижают качество процесса первичного отстаивания и тормозят процессы переноса кислорода в клетки микроорганизмов активного ила.

По степени биохимического распада, подразделяются на:

В ходе биологического очищения уходят до 80 % «биологически мягких». Потребление кислорода «биологически жесткими», составляет не более 10% ХПК, а в процессе очистки они и удаляются не более чем на 40%, главным образом, за счет сорбции активным илом и образования промежуточных продуктов распада. При этом присутствие в стоках «биологически жестких» веществ в концентрациях более 10 мг/дм3 ухудшает степень их очистки.

Содержание в неочищенных городских стоках колеблется от 5 до 40 мг/дм3.

Устранение СПАВов в аэротенках происходит несколькими путями: биохимическим распадом и сорбцией активным илом.

Биохимическая очистка может дать хороший результат в случае содержания в сточных водах «биологически мягких» СПАВов в количестве не более 20-30 мг/дм3.

Аэротенки эффективнее биофильтров по степени удаляемости СПАВ.

  В аэротенках нужно поддерживать, по необходимости, высокую дозу активного ила (2-3 г/дм3), что будет улучшать процессы обмена бактериальных клеток через поры с окружающей средой. Одновременно, за счет повышения дозы активного ила, частично снижается пенообразование, что особенно важно при поступлении с водами не очень «мягких» СПАВ.

Присутствие в промышленных стоках ПАВов требует подбора наиболее приемлемых методов очистки. Наш опыт очистки сточных вод от ПАВ и органических загрязнений демонстрирует, что наиболее оптимальным для обеспечения глубокого очищения является чередование физико-химических методов и биологических.

Для извлечения малых концентраций из состава загрязненных жидкостей (не более 100÷200мг/л) необходимо применять адсорбционную очистку на активированных углях, или других сорбентах.

Возможность получить очищенную воду необходимого качества для последующего использования после извлечения из неё ПАВов, дает применение в составе очистных сооружений фильтров с ионообменными смолами.

Еще применяются способы очистки, основанные на адсорбционных технологиях и синтетических адсорбентах, которые получают путем синтеза. Например пенопласт, полипропилен, резиновая крошка и т. д., а также адсорбентов, полученных переработкой отходов различных отраслей промышленности.

Следующим, часто используемым способом удаления, является флотация.

Особенностями процесса флотации являются постоянство процесса очистки при значительных колебаниях концентрации продуктов загрязнения, достаточно большой спектр применения, простота аппаратурного исполнения, невысокие эксплуатационные затраты, селективность (избирательность) выведения загрязняющих веществ по-сравнению с фильтрованием, высокая степень очистки (95÷98), достаточно высокая скорость процесса, возможность повторного использования удаляемых веществ.

Флотация сопровождается насыщением кислородом сточных вод, понижением концентрации поверхностно активных веществ, взвешенных веществ. Это способствует успешной работе следующих стадий биологической очистки.

Используется и метод пенного сепарирования. Процесс основан на адсорбции ПАВ на разделе фаз: сточная -  вода-воздух, при непрерывном снятии поверхностного слоя.

Для этого через обработанную воду пропускают воздух, что вызывает высокое пенообразование из пузырьков газа различного размера.

Процесс разрушения пенного слоя, состоящий из загрязнений, проходит медленно. Для ускорения разрушения пены используют различные химические пеногасители, в качестве которых применяют кремний, органические соединения. Но их использование приводит к вторичному загрязнению пеноконденсата. Поэтому чаще применяют механические способы гашения, посредством разрушения пены под воздействием струй.

acs-nnov.ru

АНИО́ННЫЕ ПОВЕ́РХНОСТНО-АКТИ́ВНЫЕ ВЕЩЕСТВА́

Авторы: Л. А. Шиц

АНИО́ННЫЕ ПОВЕ́РХНОСТНО-АК­ТИ́ВНЫЕ ВЕЩЕСТВА́ (АПАВ), од­на из осн. клас­си­фи­кац. групп по­верх­но­ст­но-ак­тив­ных ве­ществ (ПАВ), ха­рак­те­ри­зую­щих­ся тем, что в вод­ной сре­де в резуль­та­те элек­тро­ли­тич. дис­со­циа­ции они об­ра­зу­ют по­верх­но­ст­но (ад­сорб­ци­он­но) ак­тив­ные анио­ны и ад­сорб­ци­он­но не­ак­тив­ные ка­тио­ны. Осн. ти­пы АПАВ, имею­щих наи­боль­шее прак­тич. зна­че­ние, вклю­ча­ют кар­бо­но­вые ки­сло­ты и их со­ли, ал­кил­суль­фа­ты (суль­фо­эфи­ры), ал­кил­суль­фо­на­ты и ал­ки­ла­рил­суль­фо­на­ты. Др. ви­ды АПАВ так­же иг­ра­ют важ­ную роль в разл. об­лас­тях при­ме­не­ния, но объ­ё­мы их пром. про­из-ва на­мно­го мень­ше.

Ис­то­ри­че­ски пер­вы­ми АПАВ, имев­ши­ми по­все­ме­ст­ное рас­про­стра­не­ние в про­шлом и не ут­ра­тив­ши­ми сво­его зна­че­ния, яв­ля­ют­ся со­ли мо­но­кар­бо­но­вых ки­слот, по­лу­чен­ные гид­ро­ли­зом из жи­ро­во­го сы­рья, а так­же со­ли смо­ля­ных ки­слот (мы­лá). Наи­бо­лее важ­ны на­трие­вые, ка­лие­вые и ам­мо­ние­вые со­ли выс­ших жир­ных ки­слот с чис­лом ато­мов уг­ле­ро­да в мо­ле­ку­ле от 12 до 18. Прак­тич. зна­че­ние име­ют так­же на­трие­вые со­ли ди­кар­бо­но­вых ки­слот, напр. ал­кени­л­ян­тар­ных, по­лу­чае­мых кон­ден­са­ци­ей не­на­сыщ. уг­ле­во­до­ро­дов с ма­леи­но­вым ан­гид­ри­дом. Ал­кил­суль­фа­ты Cnh3n+1OSO2OM, где n= 8–18, M – Na, ре­же K или Nh5, обыч­но син­те­зи­ру­ют суль­фо­эте­ри­фи­ка­ци­ей выс­ших жир­ных спир­тов или 1-ал­ке­нов с по­сле­ду­ю­щей ней­тра­ли­за­ци­ей ал­кил­сер­ных ки­слот. Ал­кил­суль­фо­на­ты Cnh3n+1SO2OM по­лу­ча­ют из н-ал­ка­нов с 12–18 ато­ма­ми уг­ле­ро­да в мо­ле­ку­ле, ко­то­рые суль­фо­хло­ри­ру­ют или суль­фо­окис­ля­ют с по­сле­ду­ю­щим омы­ле­ни­ем или ней­тра­ли­за­ци­ей про­дук­та. Ал­ки­ла­рил­суль­фо­на­ты, гл. обр. мо­но- и ди­ал­кил­бен­зол­суль­фона­ты, напр. Cnh3n+1C6h5SO2ONa, где n=12–18, а так­же мо­но- и ди­ал­кил­наф­та­лин­суль­фо­на­ты, напр. C4H9C10H6SO2ONa, со­став­ля­ют зна­чит. часть син­те­тич. АПАВ. Син­тез этих ве­ществ вклю­ча­ет по­лу­че­ние ал­ки­ла­ро­ма­тич. уг­ле­во­до­ро­дов, их суль­фи­ро­ва­ние и ней­тра­ли­за­цию суль­фо­кис­лот. В чис­ло ме­нее рас­про­ст­ра­нён­ных АПАВ вхо­дят ор­га­нич. про­из­вод­ные фос­фор­ных ки­слот: ал­кил­фос­фа­ты, напр. ROPO(ONa)2, (RO)2POONa, где R – ал­киль­ный ра­ди­кал; ал­кил­фос­фо­на­ты, напр. RPO(ONa)2, др. ди­филь­ные со­еди­не­ния с разл. ки­слот­ными или со­от­вет­ст­вую­щи­ми со­ле­вы­ми груп­па­ми, в т. ч. фто­ри­ро­ван­ные ПАВ, напр. со­ли пер­фто­рал­кан­кар­бо­но­вых ки­слот, CnF2n+1COOM. Мо­ле­ку­ляр­ная струк­ту­ра не­ко­то­рых АПАВ мо­жет вклю­чать раз­но­род­ные ио­но­ген­ные и не­ио­ноген­ные по­ляр­ные груп­пы. Та­ко­вы соли про­из­вод­ных суль­фо­ян­тар­ной ки­сло­ты, напр. NaOSO2CH(COONa)Ch3COOCnh3n+1 (n= 10–18); кар­бок­си­ла­ты и суль­фо­эток­си­ла­ты выс­ших жир­ных спир­тов, напр. RO(C2h5O)nSO3Na (n= 1–5); азот­со­дер­жа­щие со­еди­не­ния: ами­до­суль­фа­ты, ами­до­суль­фо­на­ты, ами­до­кар­бок­си­ла­ты. Как осо­бую груп­пу АПАВ сле­ду­ет рас­смат­ри­вать вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ные по­верх­но­ст­но-ак­тив­ные ве­ще­ст­ва, пред­став­ляю­щие со­бой рас­тво­ри­мые по­ли­элек­тро­ли­ты ани­он­но­го ти­па. В их чис­ле, напр., эфи­ры цел­лю­ло­зы (Na-карб­ок­си­ме­тил­цел­лю­ло­за, Na-суль­фо­этил­цел­лю­ло­за), со­по­ли­ме­ры ак­ри­ло­во­го ря­да (гид­ро­ли­зо­ван­ный по­ли­ак­ри­ла­мид, ней­тра­ли­зо­ван­ный со­по­ли­мер ме­так­ри­ла­ми­да и ме­так­ри­ло­вой ки­сло­ты), мик­роб­ный ге­те­ро­по­ли­са­ха­рид (ксан­тан) и др.

АПАВ со­став­ля­ют бо́льшую часть ми­ро­во­го про­из-ва ПАВ. Под раз­ны­ми тор­го­вы­ми на­зва­ния­ми они ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в пром-сти, с. х-ве, ме­ди­ци­не и бы­ту. АПАВ, на­ря­ду с не­ио­но­ген­ны­ми по­верх­но­ст­но-ак­тив­ны­ми ве­ще­ст­ва­ми, со­став­ля­ют ос­но­ву или вхо­дят в чис­ло обя­за­тель­ных ин­гре­ди­ен­тов раз­но­об­раз­ных мою­щих и чис­тя­щих средств, тех­нич. и бы­то­вых эмуль­сий, сус­пен­зий, аэ­ро­золь­ных ма­те­риа­лов. Они вхо­дят в со­став или ис­поль­зу­ют­ся при про­из-ве ла­ков и кра­сок, стро­ит. и кон­ст­рукц. ма­те­риа­лов, из­де­лий из тек­сти­ля, ре­зи­ны и пла­ст­масс.

bigenc.ru

Источники образования сточных вод, загрязненных СПАВ

Начиная с 50-60-х годов прошлого века в технически развитых странах стали в массовом порядке производиться новые химические соединения -- синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). В настоящее время различные по составу они широко применяются в быту и промышленном производстве.

Под этот термин попадают различные по структуре и классам вещества, общее свойство которых -- способность адсорбироваться на поверхности разделов фаз и уменьшать поверхностное натяжение.

Области промышленного использования -- приготовление смазочных жидкостей, антикоррозийных составов, нанесение электролитических покрытий, в качестве компонентов лакокрасочных составов, в нефтедобыче, в горнорудной флотации, для получения противопожарной пены, для крашения и замасливания текстильных волокон и др. Наиболее широкая и экологически значимая область использования СПАВ -- приготовление синтетических моющих и чистящих веществ (детергентов) для использования в быту.

Детергентом считается такое вещество, один конец которого растворим в воде, а другой -- в углеводородах или жирах. Детергенты усиливают моющее действие воды. В отличие от природных детергентов (мыла), синтетические детергенты способны проявлять моющие свойства даже в жесткой воде.

Таким образом, СПАВ поступают в природные водоемы:

Специфические физико-химические свойства поверхностно-активных веществ сильно затрудняют известные методы химической и биологической очистки стоков.

В сточных водах ПАВ находятся в виде растворимых соединений или сорбатов. Часть детергентов распределяется по поверхности водной пленки. Если сорбированные СПАВ оседают и накапливаются в донных отложениях, то в анаэробных условиях они могут становиться источником вторичного загрязнения водоемов.

Наиболее высокие концентрации синтетических поверхностно-активных веществ наблюдаются в сточных водах от процессов стирки и мойки различных изделий, прачечных, красильно-отделочных производств, автомоек. Причем в состав этих сточных вод входят анионоактивные и неионогенные поверхностно-активные вещества, наиболее трудно поддающиеся естественному биохимическому разложению.

Виды СПАВ

В зависимости от свойств синтетического поверхностно-активного вещества при растворении в воде и его характеристик, различают следующие виды СПАВ:

Анионоактивные - в воде образуют отрицательно заряженные ионы. К ним относятся соли сернокислых эфиров и соли сульфокислот (сульфонаты). Радикал может быть алкильным, алкилакрильным, алкилнафтильным. В соединениях могут быть двойные связи и функциональные группы.

Катионоактивные - в водном растворе ионизируются с образованием положительных органических ионов. Это четвертичные аммониевые соли, обычно состоящие из углеводородного радикала с прямой цепью (количество атомов углерода -- от 12 до 18); метил- , этил- , или бензильного радикала; атома брома, хлора, йода или остатка этил- или метилсульфита.

Амфолитные - проявляют разные свойства в зависимости от pH среды. В кислом растворе они проявляют катионоактивные свойства, в щелочном -- анионоактивные.

Неионогенные - в водном растворе не диссоциируют на ионы.

По степени биохимической устойчивости и структуре молекул синтетические поверхностно-активные вещества подразделяют на мягкие, промежуточные и жесткие. Легче всего окисляются первичные и вторичные алкилсульфаты нормального строения. В соединениях с более разветвленной цепью скорость окисления снижается. К числу трудноразрушаемых СПАВ относят алкилбензолсульфонаты на основе тетрамеров пропилена.

studwood.ru

ПНД Ф 14.1:2:4.15-95 Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации анионных поверхностно-активных веществ в питьевых, поверхностных и сточных водах экстракционно-фотометрическим методом

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО НАДЗОРУ В СФЕРЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

УТВЕРЖДАЮ

И.о. директора ФБУ «Федеральный

центр анализа и оценки техногенного

воздействия»

_________________ С.А. Хахалин

«23» марта 2011 г.

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АНИОННЫХ ПОВЕРХНОСТНО- АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПИТЬЕВЫХ, ПОВЕРХНОСТНЫХ И СТОЧНЫХ ВОДАХ

ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

ПНД Ф 14.1:2:4.15-95

Методика допущена для целей государственного экологического контроля

МОСКВА 1995 г. (издание 2011 г.)

Методика рассмотрена и одобрена федеральным бюджетным учреждением «Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия (ФБУ «ФЦАО»).

Главный инженер ФБУ «ФЦАО», к.х.н.

В.С. Талисманов

Разработчик:

«Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия» (ФБУ «ФЦАО»)

1 ВВЕДЕНИЕ

Настоящий документ устанавливает методику измерений массовой концентрации анионных поверхностно-активных веществ (АПАВ) в питьевых, поверхностных и сточных водах экстракционно-фотометрическим методом.

Диапазон определяемых концентраций в пересчете на додецилсульфат натрия от 0,01 до 10 мг/дм3.

Если массовая концентрация анионных поверхностно-активных веществ в анализируемой пробе превышает 0,25 мг/дм3, то пробу необходимо разбавлять.

Мешающее влияние хлоридов, нитратов, роданидов, белков, сульфидов, полисульфидов и тиосульфатов устраняется в ходе проведения анализа (п. 9.1).

2 ПРИПИСАННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

Значения показателя точности измерений1 - расширенной относительной неопределенности измерений по настоящей методике при коэффициенте охвата 2 приведены в таблице 1. Бюджет неопределенности измерений приведен в Приложении А

.

Таблица 1 - Диапазон измерений, показатели неопределенности измерений

Диапазон измерений,

Суммарная стандартная относительная неопределенность, u, %

Расширенная относительная неопределенность2, U при коэффициенте охвата k = 2, %

От 0,01 до 0,10 включ.

18

36

Св. 0,10 до 0,5 включ.

10

20

Св. 0,5 до 10 включ.

8

16

_____________

1 В соответствии с ГОСТ Р 8.563-2009 (п. 3.4) в качестве показателя точности измерений использованы показатели неопределенности измерений).

2 Соответствует характеристике погрешности при доверительной вероятности Р = 0,95.

Значения показателя точности методики используют при:

- оформлении результатов измерений, выдаваемых лабораторией;

- оценке качества проведения испытаний в лаборатории;

- оценке возможности использования настоящей методики в конкретной лаборатории.

3 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ

При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, оборудование и материалы:

3.1 Средства измерений, оборудование и материалы

3.1.1 Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр любого типа, позволяющий измерять оптическую плотность при l = 650 нм.

3.1.2 Весы лабораторные специального класса точности с ценой деления не более 0,1 мг, наибольшим пределом взвешивания не более 210 г по ГОСТ Р 53228-2008

3.1.3 Пипетки 1-2-2-5;

1-2-2-10 по ГОСТ 29227-91.

3.1.4 Колбы 2-50-2;

2-100-2 по ГОСТ 1770-74.

3.1.5 Цилиндры 1-25 по ГОСТ 1770-74.

3.1.6 Кюветы с толщиной оптического слоя 30 мм.

3.1.7 Воронки В-25-38 ХС по ГОСТ 25336-82.

3.1.8 Воронки делительные ВД-1-250 ХС по ГОСТ 25336-82.

3.1.9 Пробирки ПЗ-25 ХС по ГОСТ 25336-82.

3.1.10 Стаканы Н-1-1000 ТХС;

Н-2-2000 ТХС по ГОСТ 25336-82.

3.1.11. Бумага универсальная индикаторная по ТУ 6-09-1181.

3.1.12 Государственный стандартный образец (ГСО) состава анионных ПАВ или

Государственный стандартный образец (ГСО) состава раствора анионных ПАВ.

Примечания.

1 Допускается использование других средств измерений утвержденных типов, обеспечивающих измерения с установленной точностью.

2 Допускается использование другого оборудования с метрологическими и техническими характеристиками, аналогичными указанным.

3 Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки.

3.2 Реактивы

3.2.1 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

3.2.2 Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198-75.

3.2.3 Натрия додецилсульфат по ТУ 6-09-10-1405-79.

3.2.4 Натрия гидроксид по ГОСТ 4328-77.

3.2.5 Метиленовый синий.

3.2.6 Хлороформ по ТУ 6-09-06-4263.

Примечания.

1 Все реактивы, используемые для анализа, должны быть квалификации ч.д.а. или х.ч.

2 Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных.

4 МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ

Фотометрический метод определения массовой концентрации анионных поверхностно-активных веществ основан на образовании окрашенного соединения, экстрагируемого хлороформом, при взаимодействии анионоактивных веществ с метиленовым синим. Оптическую плотность измеряют при длине волны 650 нм в кюветах с толщиной оптического слоя 30 мм.

5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ, ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

При выполнении измерений необходимо соблюдать следующие требования техники безопасности.

5.1 При выполнении измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007-76.

5.2 Электробезопасность при работе с электроустановками по ГОСТ Р 12.1.019-2009.

5.3 Организация обучения работающих безопасности труда по ГОСТ 12.0.004-90.

5.4 Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.

5.5 Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88.

6 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ

Выполнение измерений может производить химик-аналитик, владеющий техникой фотометрического анализа, изучивший инструкцию по эксплуатации спектрофотометра или фотоколориметра и получивший удовлетворительные результаты при выполнении контроля процедуры измерений.

7 ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерения проводятся в следующих условиях:

температура окружающего воздуха (20 ± 5)°С;

атмосферное давление (84,0 - 106,7) кПа (630 - 800 мм рт.ст);

относительная влажность не более 80 % при температуре 25 °С;

напряжение сети (220 ± 22) В;

частота переменного тока (50 ± 1) Гц.

8 ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

При подготовке к выполнению измерений должны быть проведены следующие работы: подготовка прибора к работе, приготовление вспомогательных и градуировочных растворов, установление и контроль стабильности градуировочной характеристики, отбор проб.

8.1 Подготовка прибора к работе

Подготовку спектрофотометра или фотоэлетроколориметра проводят в соответствии с руководством по его эксплуатации.

8.2 Приготовление вспомогательных растворов

8.2.1 Приготовление нейтрального раствора метиленового синего

На аналитических весах взвешивают 0,35 г метиленового синего, навеску помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. Хранят в таре из темного стекла не более 6 месяцев.

8.2.2 Приготовление кислого раствора метиленового синего

На аналитических весах взвешивают 0,35 г метиленового синего, навеску помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, растворяют в дистиллированной воде (примерно 0,5 дм3), добавляют 6,5 см3 концентрированной серной кислоты и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. Хранят в таре из темного стекла не более 6 месяцев.

8.2.3 Приготовление фосфатного буферного раствора

На аналитических весах взвешивают 16,3308 г калия фосфорнокислого однозамещенного и растворяют в 1200 см3 дистиллированной воды.

На аналитических весах взвешивают 5,04 г гидроксида натрия, растворяют в 630 см3 дистиллированной воды. Оба раствора смешивают.

Срок хранения 3 месяца.

8.3 Приготовление градуировочных растворов АПАВ

8.3.1 Приготовление из ГСО3 основного градуировочного раствора с массовой концентрацией АПАВ 0,1 мг/см3.

Раствор готовят в соответствии с прилагаемой к образцу инструкцией. 1 см3 раствора должен содержать 0,1 мг АПАВ.

Срок хранения 1 месяц при температуре 3 - 5 °С в склянке с притертой пробкой.

8.3.2 Приготовление рабочего раствора АПАВ с массовой концентрацией 0,001 мг/см3

Пипеткой отбирают 5 см3 основного раствора АПАВ, помещают в мерную колбу вместимостью 500 см3 и доводят дистиллированной водой до метки.

1 см3 раствора содержит 0,001 мг додецилсульфата натрия.

Раствор готовят непосредственно перед проведением анализа.

8.4 Построение градуировочного графика

Для построения градуировочного графика необходимо приготовить образцы для градуировки с массовой концентрацией АПАВ 0,01 - 0,25 мг/дм3. Условия измерений, его проведение должны соответствовать описанным в п.п. 7,9.

Состав и количество образцов для градуировки для построения градуировочных кривых приведены в таблице 2. Неопределенность, обусловленная процедурой приготовления образцов для градуировки не превышает 2,8 %.

Таблица 2 - Состав и количество образцов для градуировки

№ образца

Объем рабочего градуировочного раствора с С = 0,001 мг/см3, помещаемого в мерную колбу на 100 см3, см3

Массовая концентрация, мг/дм3

1

0,0

0,00

2

1,0

0,01

3

2,0

0,02

4

5,0

0,05

5

10,0

0,10

6

15,0

0,15

7

20,0

0,20

8

25,0

0,25

_____________

3 Приготовление градуировочных растворов из додецилсульфата натрия приведено в Приложении Б.

Анализ образцов для градуировки проводят в порядке возрастания их концентрации. Для построения градуировочного графика каждую искусственную смесь необходимо фотометрировать 3 раза с целью исключения случайных результатов и усреднения данных. При построении градуировочного графика по оси ординат откладывают значения оптической плотности, а по оси абсцисс - величину концентрации АПАВ в мг/дм3.

8.5. Контроль стабильности градуировочной характеристики

Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят не реже одного раза в квартал, а также при смене партий реактивов, после поверки или ремонта прибора. Средствами контроля являются вновь приготовленные образцы для градуировки (не менее 3 образцов из приведенных в таблице 2).

Градуировочную характеристику считают стабильной при выполнении для каждого образца для градуировки следующего условия:

                                                  (1)

где X - результат контрольного измерения массовой концентрации анионных поверхностно-активных веществ в образце для градуировки;

С - аттестованное значение массовой концентрации анионных поверхностно-активных веществ;

uI(TOE) - стандартное отклонение результатов измерений, полученных в условиях промежуточной прецизионности, %.

Значения uI(TOE), % приведены в Приложении А.

Если условие стабильности градуировочной характеристики не выполняется только для одного образца для градуировки, необходимо выполнить повторное измерение этого образца с целью исключения результата, содержащего грубую погрешность.

Если градуировочная характеристика нестабильна, выясняют причины и повторяют контроль с использованием других образцов для градуировки, предусмотренных методикой. При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики строят новый градуировочный график.

8.6 Отбор и хранение проб

Отбор проб питьевых вод производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51593-2000 «Вода питьевая. Отбор проб».

Отбор проб поверхностных и сточных вод производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб», ПНД Ф 12.15.1-08 «Методические указания по отбору проб для анализа сточных вод».

Если на поверхности водоема наблюдается пена, то при отборе пробы следует не допускать, чтобы она попала в пробу.

АПАВ - неустойчивый компонент, поэтому определение следует проводить вскоре после отбора пробы. Если это невозможно, пробу консервируют прибавлением 2 - 4 см3 хлороформа на 1 дм3 исследуемой воды и хранят при температуре 3 - 5 °С в течение 2 - 3 суток.

Проба воды не должна подвергаться воздействию прямого солнечного света. Для доставки в лабораторию сосуды с пробами упаковываются в тару, обеспечивающую сохранение и предохраняющую от резких перепадов - температуры.

При отборе проб составляют сопроводительный документ по форме, в котором указывают:

цель анализа, предполагаемые загрязнители;

место, время отбора;

номер пробы;

объем пробы;

должность, фамилия отбирающего пробу, дата.

9 ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

9.1 Устранение мешающих влияний

Для устранения мешающего влияния хлоридов, нитратов, роданидов и белков хлороформный экстракт при проведении измерений промывают кислым раствором метиленового синего.

Сульфиды, полисульфиды и тиосульфаты окисляют добавлением на 100 см3 пробы 10,0 см3 фосфатного буферного раствора и 2,0 см3 с раствора перекиси водорода с массовой долей 20 % и выдерживанием пробы в течение 5 минут.

9.2 Ход анализа

100 см3 пробы или меньший ее объем, содержащий 0,01 - 0,25 мг/дм3 АПАВ, доведенный до 100 см3 дистиллированной водой, помещают в делительную воронку вместимостью 250 см3, прибавляют 10 см3 фосфатного буферного (рН = 10) раствора, 5 см3 раствора метиленового синего (нейтрального). Содержимое воронки перемешивают и оставляют на 15 мин. Затем добавляют 8 см3 хлороформа, смесь энергично встряхивают в течение 1 мин и дают постоять 1 мин до полного разделения слоев. Затем сливают хлороформный экстракт в такую же делительную воронку, в которую предварительно наливают 110 см3 дистиллированной воды и 5 см3 кислого раствора метиленового синего. В первую воронку добавляют 5 см3 хлороформа, взбалтывают в течение 1 мин и хлороформный экстракт также сливают во вторую делительную воронку. Третью экстракцию проводят аналогичным способом с 4 см3 хлороформа. Затем содержимое второй воронки встряхивают в течение 1 мин и оставляют до разделения слоев. Экстракт сливают в пробирку через воронку с кусочком ваты для отделения мути и измеряют оптическую плотность при длине волны l = 650 нм (красный светофильтр) в кюветах с толщиной оптического слоя 30 мм. Раствором сравнения служит хлороформ.

10 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Массовую концентрацию АПАВ, X (мг/дм3) в пробах рассчитывают по формуле:

                                                              (2)

где а - массовая концентрация анионных поверхностно-активных веществ, найденная по градуировочному графику, мг/дм3;

100 - объем, до которого доводится проба, см3;

V - объем пробы, взятый для анализа, см3.

11 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Результат измерений в документах, предусматривающих его использование, может быть представлен в виде: X ± = 0,01 × U × X, мг/дм3,

где X - результат измерений массовой концентрации, установленный по п. 10, мг/дм3;

U - значение показателя точности измерений (расширенная неопределенность измерений с коэффициентом охвата 2).

Значение U приведено в таблице 1.

Допускается результат измерений в документах, выдаваемых лабораторией, представлять в виде: Х ± 0,01 × Uл · X, мг/дм3, Р = 0,95, при условии Uл

files.stroyinf.ru


Смотрите также




© 2012 - 2020 "Познавательный портал yznai-ka.ru!". Содержание, карта сайта.