são resistentes porque sofrem hidrólise seguida de precipitação de hidróxidos. As formas de migração do ferro no solo e nas águas subterrâneas mudam sazonalmente: durante o período de cheia da primavera, com grande quantidade de material em suspensão, predominam as formas em suspensão; durante a vazante (diminuição sazonal do nível da água nos rios), a matéria orgânica desempenha um grande papel na a transferência de ferro. As fontes mais importantes de produtos químicos, incluindo nutrientes, nas águas naturais são divididas em dois grandes grupos: externas e internas. Fontes externas fornecem substâncias aos corpos d'água com escoamento de rios, precipitação, águas residuais industriais, domésticas e agrícolas. As fontes internas acumulam elementos químicos devido aos processos de entrada do leito inundado dos reservatórios, mineralização de vegetação lenhosa, pradaria e aquática superior e plâncton morto, bem como sedimentos de fundo.

4. Substâncias orgânicas em águas naturais

As substâncias orgânicas são um dos grupos de compostos mais complexos contidos nas águas naturais em termos de sua composição qualitativa. Inclui ácidos orgânicos, fenóis, substâncias húmicas, compostos contendo nitrogênio, carboidratos, etc., que se acumulam devido a processos intra-reservatórios (autóctones).

As águas naturais contêm substâncias orgânicas em concentrações relativamente baixas. A concentração média de carbono orgânico nas águas dos rios e lagos raramente excede 20 mg/l. Nas águas marítimas e oceânicas o teor de C é ainda menor. O conteúdo de substâncias semelhantes a proteínas, aminoácidos livres e aminas varia de 20 a 340, 2 a 25 e 6 a 200 μg de nitrogênio por 1 litro, respectivamente.

Alóctones (vindos de fora) incluem ácidos orgânicos, ésteres, carboidratos e substâncias húmicas. A concentração de ácidos orgânicos e ésteres raramente excede os limites de 40–200 e 50–100 µg/l. O teor de carboidratos é um pouco maior e costuma atingir alguns miligramas por litro. Uma parte significativa da matéria orgânica das águas naturais consiste em substâncias húmicas: ácidos húmicos e ácidos fúlvicos. As águas das regiões norte do país são especialmente ricas em substâncias húmicas, onde a sua concentração é frequentemente de algumas dezenas de miligramas por 1 litro. Nas águas marítimas e oceânicas, o teor médio de substâncias húmicas é inferior e raramente ultrapassa os 3 mg/l.

Com base na sua origem, as substâncias orgânicas nas águas naturais são divididas em dois grandes grupos:

1) os produtos da decomposição bioquímica dos restos mortais dos organismos que habitam o reservatório (principalmente o plâncton) são substâncias de origem autóctone;

2) substâncias orgânicas que entram nos reservatórios do lado de fora com escoamento de rios, precipitação, industrial,águas residuais domésticas e agrícolas - substâncias alóctones. Um lugar especial neste grupo é ocupado por substâncias húmicas em solos, turfeiras e lixo florestal.

As substâncias orgânicas nas águas naturais podem estar no estado de soluções verdadeiras, colóides e partículas grossas suspensas (suspensões). A forma coloidal de migração é mais típica das águas naturais da zona de hipergênese, ricas em substâncias húmicas de alto peso molecular. No entanto, alguns dos compostos orgânicos coloridos - ácidos fúlvicos e algumas formas de ácidos húmicos - podem estar em estado de soluções verdadeiras. As águas naturais são caracterizadas pela migração de matéria orgânica na forma de suspensões, por exemplo, detritos, constituídos por minúsculos resíduos orgânicos e inorgânicos formados durante a decomposição de organismos mortos. Um lugar especial entre esses fenômenos é ocupado pela complexação, que tem significado biológico positivo, inativando quantidades excessivas de íons de metais pesados; favorece a dissolução de elementos de difícil acesso, mas biologicamente importantes.

Nas águas naturais, os elementos químicos são encontrados na forma de vários compostos inorgânicos e diversos compostos orgânicos. Em um estado dissolvido

A composição química da água doce é dominada por quatro metais presentes na forma de cátions simples (Ca2+, Na+, K+, Mg2+).

O conteúdo quantitativo e qualitativo dos principais ânions e cátions determina se ela pertence a uma determinada classe de água. Contudo, a composição mineral da água não é o único factor que determina a qualidade da água.

As substâncias orgânicas são um dos grupos mais complexos de compostos encontrados em águas naturais em termos de sua composição qualitativa; incluem ácidos orgânicos, fenóis, substâncias húmicas, compostos contendo nitrogênio e carboidratos. As substâncias orgânicas nas águas naturais podem estar no estado de soluções verdadeiras, colóides e partículas grossas suspensas (suspensões).

Na formação da composição química das águas naturais, distinguem-se fatores diretos e indiretos, bem como fatores maiores e menores. Os principais fatores determinam o conteúdo dos principais ânions e cátions (ou seja, a classe e tipo de água de acordo com a classificação de O. A. Alekin). Fatores secundários provocam o aparecimento de algumas características desta água (cor, cheiro, etc.), mas não afetam

sua classe e tipo.

Perguntas de controle

1. Quais íons são os principais, independente da origem da água?

2. Quais substâncias orgânicas são encontradas com mais frequência em rios e lagos?

3. Qual a peculiaridade da classificação das águas segundo O. A. Alekin?

4. Quais águas pertencem à classe das ultrafrescas?

5. Quais águas são classificadas como salmouras?

Carbono organico

O carbono orgânico é o indicador mais confiável do conteúdo total de substâncias orgânicas em águas naturais, em média representa cerca de 50% da massa de substâncias orgânicas.

A composição e o conteúdo de substâncias orgânicas nas águas naturais são determinados por uma combinação de muitos processos de natureza e velocidade diferentes: secreções post-mortem e intravitais de organismos aquáticos; insumos com precipitação, com escoamento superficial resultante da interação das águas atmosféricas com os solos e a vegetação da superfície da bacia hidrográfica; receitas de outros corpos d'água, de pântanos, turfeiras; receitas provenientes de águas residuais domésticas e industriais.

A concentração de carbono orgânico está sujeita a flutuações sazonais, cuja natureza é determinada pelo regime hidrológico dos corpos d'água e pelas variações sazonais associadas na composição química, e por mudanças temporárias na intensidade dos processos biológicos. Nas camadas inferiores dos reservatórios e no filme superficial, o conteúdo de carbono orgânico pode diferir significativamente do seu conteúdo no restante da água.

As substâncias orgânicas encontram-se na água nos estados dissolvido, coloidal e suspenso, formando um certo sistema dinâmico, geralmente de desequilíbrio, no qual, sob a influência de fatores físicos, químicos e biológicos, ocorrem continuamente transições de um estado para outro.

Hidrocarbonetos (produtos petrolíferos)

Os produtos petrolíferos estão entre as substâncias mais comuns e perigosas que poluem as águas superficiais. O petróleo e seus produtos são uma mistura extremamente complexa, instável e diversificada de substâncias (hidrocarbonetos alifáticos, naftênicos, aromáticos de baixo e alto peso molecular, saturados e insaturados, compostos de oxigênio, nitrogênio, enxofre, bem como compostos heterocíclicos insaturados, como resinas, asfaltenos , anidridos, ácidos asfaltenos). O conceito de “produtos petrolíferos” em hidroquímica é convencionalmente limitado apenas à fração de hidrocarbonetos (hidrocarbonetos alifáticos, aromáticos, alicíclicos).

Grandes quantidades de produtos petrolíferos entram nas águas superficiais durante o transporte de petróleo por água, com águas residuais da produção de petróleo, refino de petróleo, indústrias químicas, metalúrgicas e outras, e com águas domésticas. Algumas quantidades de hidrocarbonetos entram na água como resultado de secreções intravitais de organismos vegetais e animais, bem como como resultado de sua decomposição post-mortem.

Como resultado dos processos de evaporação, sorção, oxidação bioquímica e química que ocorrem em um reservatório, a concentração de derivados de petróleo pode ser significativamente reduzida, enquanto sua composição química pode sofrer alterações significativas. Os hidrocarbonetos aromáticos são os mais estáveis ​​e os n-alcanos os menos.

Os produtos petrolíferos são encontrados em diversas formas de migração: dissolvidos, emulsionados, sorvidos em partículas sólidas de suspensões e sedimentos de fundo, na forma de um filme na superfície da água. Normalmente, no momento da entrada, a massa de derivados de petróleo concentra-se no filme. À medida que nos afastamos da fonte de poluição, ocorre uma redistribuição entre as principais formas de migração, visando aumentar a proporção de produtos petrolíferos dissolvidos, emulsionados e sorvidos. A proporção quantitativa dessas formas é determinada por um complexo de fatores, sendo os mais importantes as condições de entrada dos derivados de petróleo em um corpo d'água, a distância do local de descarga, a velocidade do fluxo e a mistura das massas de água. , a natureza e o grau de poluição das águas naturais, bem como a composição dos produtos petrolíferos, sua viscosidade, solubilidade, densidade, ponto de ebulição dos componentes. Durante o controle químico-sanitário, via de regra, é determinada a quantidade de formas de óleo dissolvidas, emulsionadas e sorvidas.

Os efeitos adversos dos produtos petrolíferos afectam o corpo humano, a vida selvagem, a vegetação aquática e o estado físico, químico e biológico do reservatório de várias maneiras. Os hidrocarbonetos alifáticos, naftênicos e especialmente aromáticos de baixo peso molecular contidos nos produtos petrolíferos têm efeito tóxico e, em certa medida, narcótico no organismo, afetando os sistemas cardiovascular e nervoso. O maior perigo é representado pelos hidrocarbonetos condensados ​​policíclicos, como o 3,4-benzapireno, que possuem propriedades cancerígenas. Os produtos petrolíferos envolvem a plumagem das aves, a superfície corporal e os órgãos de outros organismos aquáticos, causando doenças e morte.

A influência negativa dos derivados de petróleo, principalmente em concentrações de 0,001-10 mg/dm3, e sua presença na forma de filme também afeta o desenvolvimento da vegetação aquática superior e das micrófitas.

Na presença de derivados de petróleo, a água adquire sabor e cheiro específicos, sua cor e pH mudam e as trocas gasosas com a atmosfera pioram.

Metano

O metano pertence a gases de origem bioquímica. A principal fonte de sua formação são substâncias orgânicas dispersas nas rochas. Na sua forma pura, às vezes está presente em pântanos, formado durante o apodrecimento da vegetação pantanosa. Este gás em águas naturais está em estado molecularmente disperso e não entra em interação química com a água.

Benzeno

O benzeno é um líquido incolor com odor característico.

O benzeno entra nas águas superficiais de empresas e produção de síntese orgânica básica, indústrias petroquímicas, químico-farmacêuticas, produção de plásticos, explosivos, resinas de troca iônica, vernizes e tintas, couro artificial, bem como com águas residuais de fábricas de móveis. Nos efluentes das coquerias, o benzeno está contido em concentrações de 100-160 mg/dm3, nas águas residuais da produção de caprolactama - 100 mg/dm3, e nas águas residuais da produção de isopropilbenzeno - até 20.000 mg/dm3. A fonte de poluição da água pode ser a frota de transporte (usada em combustível para motores para aumentar o índice de octanas). O benzeno também é usado como surfactante.

O benzeno evapora rapidamente dos corpos d'água para a atmosfera (a meia-vida é de 37,3 minutos a 20°C). O limite para sentir cheiro de benzeno na água é de 0,5 mg/dm3 a 20°C. A 2,9 mg/dm3 o odor é caracterizado por uma intensidade de 1 ponto, a 7,5 mg/dm3 - por 2 pontos. A carne de peixe adquire odor desagradável na concentração de 10 mg/dm3. Com 5 mg/dm3 o odor desaparece dentro de um dia, com 10 mg/dm3 a intensidade do odor por dia é reduzida para 1 ponto, e com 25 mg/dm3 o odor é reduzido para 1 ponto após dois dias.

O sabor com um teor de benzeno na água de 1,2 mg/dm3 é medido como 1 ponto, com 2,5 mg/dm3 - como 2 pontos. A presença de benzeno na água (até 5 mg/dm3) não altera os processos de consumo biológico de oxigênio, uma vez que o benzeno é fracamente oxidado sob a influência de processos bioquímicos na água. Em concentrações de 5 a 25 mg/dm3, o benzeno não retarda a mineralização das substâncias orgânicas e não afeta os processos de autopurificação bacteriana dos corpos d'água.

Na concentração de 1000 mg/dm3, o benzeno inibe a autopurificação de águas residuais diluídas e, na concentração de 100 mg/dm3, inibe o processo de tratamento de águas residuais em tanques de aeração. A um teor de 885 mg/dm3, o benzeno retarda bastante a fermentação do lodo nos digestores.

Com a exposição repetida a baixas concentrações de benzeno, são observadas alterações no sangue e nos órgãos hematopoiéticos, danos ao sistema nervoso central e periférico e ao trato gastrointestinal. O benzeno é classificado como um agente cancerígeno altamente suspeito. O principal metabólito do benzeno é o fenol. O benzeno tem efeito tóxico nos organismos aquáticos.

Fenóis

Os fenóis são derivados do benzeno com um ou mais grupos hidroxila. Eles geralmente são divididos em dois grupos - fenóis voláteis com vapor (fenol, cresóis, xilenols, guaiacol, timol) e fenóis não voláteis (resorcinol, pirocatecol, hidroquinona, pirogalol e outros fenóis poli-hídricos).

Os fenóis em condições naturais são formados nos processos metabólicos dos organismos aquáticos, durante a decomposição bioquímica e transformação de substâncias orgânicas que ocorrem tanto na coluna d'água quanto nos sedimentos de fundo.

Os fenóis são um dos poluentes mais comuns que entram nas águas superficiais com águas residuais de refino de petróleo, processamento de xisto, produtos químicos de madeira, produtos químicos de coque, indústrias de tintas de anilina, etc. Nas águas residuais dessas empresas, o conteúdo de fenóis pode exceder 10-20 g/ dm3 em combinações muito diversas.

Nas águas superficiais, os fenóis podem ser dissolvidos na forma de fenolatos, íons fenolato e fenóis livres. Os fenóis nas águas podem entrar em reações de condensação e polimerização, formando compostos complexos semelhantes ao húmus e outros compostos bastante estáveis. Nas condições de reservatórios naturais, os processos de adsorção de fenóis pelos sedimentos e suspensões de fundo desempenham um papel menor.

Exceder o nível de base natural do fenol pode indicar poluição dos corpos d'água. Em águas naturais contaminadas com fenóis, seu conteúdo pode atingir dezenas e até centenas de microgramas por 1 dm3. Os fenóis são compostos instáveis ​​e estão sujeitos à oxidação bioquímica e química.

Os fenóis simples são suscetíveis principalmente à oxidação bioquímica. A uma concentração superior a 1 mg/dm3, a destruição dos fenóis ocorre bastante rapidamente, a perda de fenóis é de 50-75% em três dias, a uma concentração de várias dezenas de microgramas por 1 dm3 este processo fica mais lento, e o a perda ao mesmo tempo é de 10-15%. O próprio fenol se decompõe mais rápido, os cresóis mais lentos e os xilenols ainda mais lentos. Os fenóis poli-hídricos são destruídos principalmente por oxidação química.

A concentração de fenóis nas águas superficiais está sujeita a mudanças sazonais. No verão, o teor de fenóis diminui (com o aumento da temperatura, a taxa de decomposição aumenta).

O lançamento de águas fenólicas em reservatórios e cursos d'água piora drasticamente o seu estado sanitário geral, afetando os organismos vivos não só pela sua toxicidade, mas também por uma alteração significativa no regime de nutrientes e gases dissolvidos (oxigênio, dióxido de carbono).

Como resultado da cloração da água contendo fenóis, formam-se compostos estáveis ​​de clorofenóis, cujos mais pequenos vestígios (0,1 μg/dm3) conferem à água um sabor característico.

Em termos toxicológicos e organolépticos, os fenóis são desiguais. Os fenóis voláteis com vapor são mais tóxicos e apresentam odor mais intenso quando clorados. Os odores mais pungentes são produzidos por fenol simples e cresóis.

Hidroquinona

A hidroquinona entra nas águas superficiais com águas residuais da produção de plásticos, filmes e materiais fotográficos, corantes e empresas de refino de petróleo.

A hidroquinona é um forte agente redutor. Assim como o fenol, tem um efeito desinfetante fraco. A hidroquinona não confere odor à água, surge um sabor na concentração de vários gramas por 1 dm3; a concentração limite para aquarela é de 0,2 mg/dm3, para efeito no regime sanitário dos corpos d'água - 0,1 mg/dm3. A hidroquinona no teor de 100 mg/dm3 esteriliza a água, na concentração de 10 mg/dm3 inibe o desenvolvimento da microflora saprófita. Em concentrações inferiores a 10 mg/dm3, a hidroquinona sofre oxidação e estimula o desenvolvimento de bactérias aquáticas. Na concentração de 2 mg/dm3, a hidroquinona inibe a nitrificação de águas residuais diluídas, 15 mg/dm3 - o processo de seu tratamento biológico. Daphnia morre com 0,3 mg/dm3; 0,04 mg/dm3 causa a morte de ovos de truta.

No corpo, a hidroquinona é oxidada em p-benzoquinona, que converte a hemoglobina em metemoglobina.

Álcoois Metanol

O metanol acaba em corpos d'água com águas residuais das indústrias de produção e uso de metanol. As águas residuais das empresas da indústria de celulose e papel contêm 4,5-58 g/dm3 de metanol, produção de resina de fenol-formaldeído - 20-25 g/dm3, vernizes e tintas 2 g/dm3, fibras sintéticas e plásticos - até 600 mg/dm3, em águas residuais de estações geradoras que operam com lenhite, carvão, turfa, madeira - até 5 g/dm3.

Quando o metanol entra na água, reduz o conteúdo de O2 nela (devido à oxidação do metanol). Concentrações acima de 4 mg/dm3 afetam o regime sanitário dos corpos hídricos. A um teor de 200 mg/dm3, observa-se inibição do tratamento biológico de águas residuais. O limite de odor para o metanol é de 30-50 mg/dm3.

Uma concentração de 3 mg/dm3 estimula o crescimento de algas verde-azuladas e interrompe o consumo de oxigênio das dáfnias. As concentrações letais para peixes são de 0,25-17 g/dm3.

O metanol é um veneno forte que tem efeito direcionado nos sistemas nervoso e cardiovascular, nos nervos ópticos e na retina. O mecanismo de ação do metanol está associado ao seu metabolismo segundo o tipo de síntese letal com formação de formaldeído e ácido fórmico, que são então oxidados a CO2. A deficiência visual é causada por uma diminuição na síntese de ATP na retina.

Etilenoglicol

O etilenoglicol entra nas águas superficiais com as águas residuais das indústrias onde é produzido ou utilizado (indústrias têxteis, farmacêuticas, de perfumaria, tabaco, celulose e papel).

A concentração tóxica para peixes não é superior a 10 mg/dm3, para E. coli - 0,25 mg/dm3.

O etilenoglicol é muito tóxico. Quando ingerido, atua principalmente no sistema nervoso central e nos rins, além de causar hemólise das hemácias. Os metabólitos do etilenoglicol - aldeídos e ácido oxálico, que causam a formação e acúmulo de oxalatos de cálcio nos rins, também são tóxicos.

Ácidos orgânicos

Os ácidos orgânicos estão entre os componentes mais comuns das águas naturais de diversas origens e muitas vezes constituem uma parte significativa da matéria orgânica total nessas águas. A composição dos ácidos orgânicos e a sua concentração são determinadas, por um lado, por processos intra-reservatórios associados à atividade vital de algas, bactérias e organismos animais e, por outro lado, pelo fornecimento destas substâncias do exterior.

Os ácidos orgânicos são formados devido aos seguintes processos intra-reservatórios:

secreções intravitais como resultado de processos fisiológicos normais de células saudáveis;

descarga post-mortem associada à morte e decomposição celular;

secreções comunitárias associadas à interação bioquímica de vários organismos, como algas e bactérias;

decomposição enzimática de substâncias orgânicas de alto peso molecular, como hidrocarbonetos, proteínas e lipídios.

A entrada de ácidos orgânicos em corpos d'água vindos de fora é possível com escoamento superficial, especialmente durante enchentes e enchentes, com precipitação, águas residuais industriais e domésticas e com água descarregada de campos irrigados.

Ácidos voláteis

Ácidos voláteis significam a soma das concentrações de ácidos fórmico e acético.

Ácido fórmico

Nas águas naturais, o ácido fórmico é formado em pequenas quantidades durante os processos de atividade vital e decomposição post-mortem dos organismos aquáticos e na transformação bioquímica das substâncias orgânicas contidas na água. Seu aumento de concentração está associado ao ingresso em corpos d'água de efluentes de empreendimentos produtores de formaldeído e plásticos a partir dele.

O ácido fórmico migra principalmente no estado dissolvido, na forma de íons e moléculas indissociadas, cuja relação quantitativa é determinada pela constante de dissociação K25°C = 2,4,10-4 e valores de pH. Quando o ácido fórmico entra em corpos d'água, ele é destruído principalmente sob a influência de processos bioquímicos.

Ácido acético Ácido propiônico

O ácido propiônico pode entrar em águas naturais com águas residuais da indústria química.

O ácido propiônico pode piorar as propriedades organolépticas da água, conferindo-lhe um odor e um sabor azedo-adstringente. O efeito mais significativo do ácido propiônico está no regime sanitário dos corpos d'água e, em primeiro lugar, nos processos de DBO e regime de oxigênio. A oxidação bioquímica completa de 1 mg de ácido propiônico requer 1,21 -1,25 mg de oxigênio molecular.

Ácido butírico Ácido láctico

Nas águas naturais, o ácido láctico está presente em concentrações de microgramas como resultado da formação nos processos vitais e da decomposição post-mortem dos organismos aquáticos e da transformação bioquímica das substâncias orgânicas contidas na água.

O ácido láctico é encontrado na água predominantemente em estado dissolvido na forma de íons e moléculas indissociadas, cuja proporção quantitativa é determinada pela constante de dissociação K25°C = 3,10-4 e depende do pH do meio. O ácido láctico migra parcialmente na forma de compostos complexos com metais pesados.

A concentração de ácido láctico está sujeita a mudanças sazonais perceptíveis, que são determinadas principalmente pela intensidade dos processos bioquímicos que ocorrem na água.

Ácido benzóico

Em águas naturais não poluídas, o ácido benzóico é formado em pequenas quantidades durante os processos vitais dos organismos aquáticos e sua decomposição post-mortem. A principal fonte de grandes quantidades de ácido benzóico que entra em corpos d'água são as águas residuais de empresas industriais, uma vez que o ácido benzóico e seus diversos derivados são amplamente utilizados na conservação de alimentos, na indústria de perfumes, na síntese de corantes, etc.

O ácido benzóico é altamente solúvel em água e seu conteúdo nas águas superficiais será determinado pela concentração de águas residuais descartadas e pela taxa de oxidação bioquímica.

O ácido benzóico praticamente não tem propriedades tóxicas. Seu efeito desfavorável no reservatório está associado a mudanças no regime de oxigênio e no pH da água.

Ácidos húmicos

Os ácidos húmicos e fúlvicos, chamados coletivamente de ácidos húmicos, muitas vezes constituem uma proporção significativa da matéria orgânica das águas naturais e são misturas complexas de compostos de alto peso molecular bioquimicamente estáveis.

A principal fonte de ácidos húmicos que entram nas águas naturais são os solos e as turfeiras, dos quais são lavados pelas chuvas e pelas águas dos pântanos. Uma parte significativa dos ácidos húmicos é introduzida nos corpos d'água junto com a poeira e é formada diretamente no corpo d'água durante a transformação da “matéria orgânica viva”.

Os ácidos húmicos nas águas superficiais estão nos estados dissolvido, suspenso e coloidal, cujas relações são determinadas pela composição química da água, pH, situação biológica no reservatório e outros fatores.

A presença de grupos carboxila e fenolhidroxila e grupos amino na estrutura dos ácidos fúlvicos e húmicos contribui para a formação de fortes compostos complexos de ácidos húmicos com metais. Alguns dos ácidos húmicos estão na forma de sais ligeiramente dissociados - humatos e fulvatos. Em águas ácidas é possível a existência de formas livres de ácidos húmicos e fúlvicos.

Os ácidos húmicos afetam significativamente as propriedades organolépticas da água, criando sabor e odor desagradáveis, dificultando a desinfecção e a obtenção de água especialmente pura e acelerando a corrosão dos metais. Eles também influenciam o estado e a estabilidade do sistema carbonático, o equilíbrio iônico e de fase e a distribuição de formas migratórias de microelementos. Um aumento do teor de ácidos húmicos pode ter um impacto negativo no desenvolvimento de plantas aquáticas e organismos animais como resultado de uma diminuição acentuada na concentração de oxigênio dissolvido no reservatório, que vai para a sua oxidação, e seu efeito destrutivo na estabilidade de vitaminas. Ao mesmo tempo, a decomposição dos ácidos húmicos produz uma quantidade significativa de produtos valiosos para os organismos aquáticos, e seus complexos organominerais representam a forma de nutrição vegetal com microelementos mais facilmente digerível.

Ácidos do solo: os ácidos húmicos (em ambiente alcalino) e especialmente os ácidos fúlvicos altamente solúveis desempenham o maior papel na migração de metais pesados.

Ácidos húmicos

Os ácidos húmicos contêm estruturas cíclicas e vários grupos funcionais (grupos hidroxila, carbonila, carboxila, amino, etc.). Seu peso molecular varia em uma ampla faixa (de 500 a 200.000 ou mais). O peso molecular relativo é convencionalmente assumido como sendo 1300-1500.

Ácidos fúlvicos

Os ácidos fúlvicos fazem parte dos ácidos húmicos que não precipitam durante a neutralização de substâncias orgânicas extraídas da turfa e da lenhite por tratamento com álcali da solução. Os ácidos fúlvicos são compostos do tipo ácido hidroxicarboxílico com menor teor relativo de carbono e propriedades ácidas mais pronunciadas.

Nitrogênio orgânico

Por “nitrogênio orgânico” entendemos o nitrogênio que faz parte de substâncias orgânicas, como proteínas e proteidas, polipeptídeos (compostos de alto peso molecular), aminoácidos, aminas, amidas, ureia (compostos de baixo peso molecular).

Uma porção significativa de compostos orgânicos contendo nitrogênio entra nas águas naturais durante a morte dos organismos, principalmente o fitoplâncton, e a desintegração de suas células. A concentração desses compostos é determinada pela biomassa dos organismos aquáticos e pela velocidade desses processos. Outra fonte importante de substâncias orgânicas contendo nitrogênio é a sua liberação intravital pelos organismos aquáticos. Fontes significativas de compostos contendo nitrogênio também incluem a precipitação atmosférica, na qual a concentração de substâncias orgânicas contendo nitrogênio é próxima daquela observada nas águas superficiais. Um aumento significativo na concentração destes compostos está frequentemente associado à entrada de águas residuais industriais, agrícolas e domésticas em corpos d'água.

Uréia

A uréia (ureia), sendo um dos importantes resíduos dos organismos aquáticos, está presente nas águas naturais em concentrações perceptíveis: até 10-50% da quantidade de compostos orgânicos contendo nitrogênio em termos de nitrogênio. Quantidades significativas de uréia entram nos corpos d'água com as águas residuais domésticas, com as águas coletoras, bem como com o escoamento superficial em áreas onde é usada como fertilizante de nitrogênio. A uréia pode acumular-se em águas naturais como resultado de processos bioquímicos naturais como produto metabólico de organismos aquáticos, ou ser produzida por plantas, fungos e bactérias como produto da ligação da amônia formada durante a dissimilação de proteínas. Os processos enzimáticos extraorganismos têm um impacto significativo na concentração de uréia. Sob a ação de enzimas, os mononucleotídeos dos organismos mortos se decompõem com a formação de bases purinas e pirimidinas, que por sua vez se decompõem por meio de processos microbiológicos em uréia e amônia. Sob a ação de uma enzima específica (urease), a uréia se decompõe em íon amônio e é consumida pelos organismos das plantas aquáticas.

Um aumento na concentração de ureia pode indicar contaminação de um corpo de água com águas residuais agrícolas e domésticas. Geralmente é acompanhada por uma intensificação dos processos de utilização da uréia pelos organismos aquáticos e do consumo de oxigênio, levando à deterioração do regime de oxigênio.

Aminas

As principais fontes de formação e entrada de aminas nas águas naturais incluem:

descarboxilação durante a quebra de substâncias proteicas sob a influência de descarboxilases bacterianas e fúngicas e aminação;

algas marinhas;

precipitação;

águas residuais de fábricas de tingimento de anilina.

As aminas estão presentes predominantemente no estado dissolvido e parcialmente sorvido. Com alguns metais eles podem formar compostos complexos bastante estáveis.

As aminas são tóxicas. É geralmente aceito que as aminas alifáticas primárias são mais tóxicas que as aminas secundárias e terciárias, as diaminas são mais tóxicas que as monoaminas; as aminas alifáticas isoméricas são mais tóxicas que as aminas alifáticas de estrutura normal; as monoaminas têm maior probabilidade de serem hepatotóxicas e as diaminas têm maior probabilidade de serem nefrotóxicas. Entre as aminas alifáticas, as aminas insaturadas são caracterizadas pela maior toxicidade e perigo potencial devido à sua capacidade mais pronunciada de inibir a atividade das amina oxidases.

As aminas, presentes nos corpos hídricos, afetam negativamente as propriedades organolépticas da água e podem agravar os fenômenos de morte.

Anilina

A anilina é uma amina aromática e é um líquido incolor com odor característico.

A anilina pode entrar nas águas superficiais com águas residuais de fábricas químicas (corantes e pesticidas) e farmacêuticas.

A anilina tem a capacidade de oxidar a hemoglobina em metemoglobina. Urotropina

Hexametilenotetramina - (CH2)6N4

Nitrobenzeno

O nitrobenzeno é um líquido oleoso incolor ou amarelo-esverdeado com odor de amêndoas amargas.

O nitrobenzeno é tóxico, penetra na pele, tem forte efeito no sistema nervoso central, perturba o metabolismo, causa doenças hepáticas e oxida a hemoglobina em metemoglobina.

Enxofre orgânico Metil mercaptano

O metil mercaptano é um produto metabólico das células vivas. Também vem com águas residuais de empresas da indústria de celulose (0,05 - 0,08 mg/dm3).

Em solução aquosa, o metil mercaptano é um ácido fraco e dissocia-se parcialmente (o grau de dissociação depende do pH do meio). Em pH 10,5, 50% do metil mercaptano está na forma iônica; em pH 13 ocorre dissociação completa. O metil mercaptano é estável por menos de 12 horas e forma sais - mercaptídeos.

Sulfeto de dimetila

O sulfeto de dimetila é liberado por algas (Oedogonium, Ulothrix) durante processos fisiológicos normais que são essenciais no ciclo do enxofre. O sulfeto de dimetila também pode entrar nas águas superficiais com águas residuais de empresas da indústria de celulose (0,05 - 0,08 mg/dm3).

O sulfeto de dimetila não pode ser armazenado em água por muito tempo (estável de 3 a 15 dias). Sofre parcialmente transformações com a participação de algas e microrganismos e evapora principalmente no ar.

Em concentrações de 1-10 μg/dm3, o sulfeto de dimetila tem fraca atividade mutagênica.

Dissulfeto de dimetila

O dissulfeto de dimetila é formado nas células de diversos representantes da flora e da fauna durante o metabolismo de compostos organossulfurados, podendo também ser abastecido com águas residuais de empreendimentos da indústria de celulose.

Compostos carbonílicos

Os compostos carbonílicos incluem compostos contendo grupos carbonilo e carboxilo (aldeídos, cetonas, cetoácidos, substâncias semifuncionais contendo carbonilo).

Em águas naturais, os compostos carbonílicos podem aparecer como resultado de secreções intravitais de algas, oxidação bioquímica e fotoquímica de álcoois e ácidos orgânicos, decomposição de substâncias orgânicas como a lignina e metabolismo de bacteriobentos. A presença constante de compostos carbonílicos entre os compostos oxigenados do petróleo e nas águas em contato com as jazidas de hidrocarbonetos permite-nos considerar estas últimas como uma das fontes de enriquecimento das águas naturais com essas substâncias. As plantas terrestres também são fonte de compostos carbonílicos, nos quais se formam aldeídos e cetonas da série alifática e derivados de furano. Uma porção significativa de aldeídos e cetonas entra nas águas naturais como resultado da atividade humana.

Os principais fatores que causam uma diminuição na concentração de compostos carbonílicos são a sua capacidade de oxidação, a volatilidade e o valor trófico relativamente alto de certos grupos de substâncias contendo carbonila.

Acetona

A acetona entra nas águas naturais com águas residuais das indústrias farmacêutica, química da madeira, produção de vernizes e tintas, plásticos, filmes, acetileno, acetaldeído, ácido acético, plexiglass, fenol, acetona.

Em concentrações de 40-70 mg/dm3, a acetona confere à água um odor e 80 mg/dm3 - um sabor. Na água, a acetona não é estável - em concentrações de 20 mg/dm3 desaparece no sétimo dia.

A acetona tem toxicidade relativamente baixa para organismos aquáticos. As concentrações tóxicas para dáfnias jovens são 8.300, para adultos - 12.900 mg/dm3; a 9.300 mg/dm3, as dáfnias morrem após 16 horas.

A acetona é uma droga que afeta todas as partes do sistema nervoso central. Além disso, tem efeito embriotóxico.

Formaldeído

O formaldeído entra no ambiente aquático com águas residuais industriais e municipais. É encontrado em águas residuais provenientes da produção de síntese orgânica básica, plásticos, vernizes, tintas, medicamentos, couro, têxteis e indústrias de celulose e papel.

A presença de formaldeído foi registrada em águas pluviais em áreas urbanas. O formaldeído é um forte agente redutor. Condensa com aminas e forma metenamina com amônia. Num ambiente aquático, o formaldeído sofre biodegradação. Em condições aeróbicas a 20°C, a decomposição dura cerca de 30 horas, em condições anaeróbicas - cerca de 48 horas. O formaldeído não se decompõe em água estéril. A biodegradação no ambiente aquático é causada pela ação de Pseudomonas, Flavobacterium, Mycobacterium, Zanthomonas.

A concentração sublimiar que não afeta o regime sanitário dos corpos d'água e da microflora saprófita é de 5 mg/dm3; a concentração máxima que não causa interrupção dos processos bioquímicos durante exposição constante por um período arbitrariamente longo é de 5 mg/dm3, a concentração máxima que não afeta o funcionamento das instalações de tratamento biológico é de 1000 mg/dm3.

DBO5 = 0,68 mg/dm3, DBOtotal = 0,72 mg/dm3, DQO = 1,07 mg/dm3. O cheiro é sentido a 20 mg/dm3.

A 10 mg/dm3, o formaldeído tem um efeito tóxico nas espécies de peixes mais sensíveis. A 0,24 mg/dm3, os tecidos dos peixes adquirem um odor desagradável.

O formaldeído tem um efeito tóxico geral, causando danos ao sistema nervoso central, pulmões, fígado, rins e órgãos de visão. Possível efeito de reabsorção cutânea. O formaldeído tem efeito irritante, alergênico, mutagênico, sensibilizante e carcinogênico.

Carboidratos

Os carboidratos são um grupo de compostos orgânicos que inclui monossacarídeos, seus derivados e produtos de condensação - oligossacarídeos e polissacarídeos. Os carboidratos entram nas águas superficiais principalmente como resultado de processos de liberação intravital por organismos aquáticos e sua decomposição post-mortem. Quantidades significativas de carboidratos dissolvidos entram nos corpos d'água com escoamento superficial como resultado de sua lixiviação de solos, turfeiras, rochas, com precipitação e com águas residuais de levedura, cerveja, açúcar, celulose e papel e outras fábricas.

Nas águas superficiais, os carboidratos são dissolvidos e suspensos na forma de açúcares redutores livres (uma mistura de mono, di e trissacarídeos) e carboidratos complexos.

Literatura:

“Indicadores hidroquímicos do estado do meio ambiente”. Autores: TV Guseva, YP Molchanova, EA Zaika, VN Vinichenko, EM Averochkin

Com base na produção primária, são divididos em oligotróficos (pouco produtivos), mesotróficos (médio produtivos), eutróficos (altamente produtivos) e hipereutróficos (muito produtivos). 3. Saprobidade dos corpos d'água O grau de poluição dos corpos d'água com substâncias orgânicas é determinado pela sua saprobidade (decompositores de sapros), e o ramo da hidroecologia que estuda essa poluição é a saprobiologia. Organismos aquáticos...

O petróleo, estudado em diferentes níveis - desde propriedades físicas e químicas gerais até reações moleculares - serviu de base para a metodologia desenvolvida para estudar a matéria orgânica de geossistemas contaminados com petróleo e foi utilizado para identificar fontes de poluição por hidrocarbonetos na captação de água de Usolka. A presença de derivados de petróleo na composição de aquabitumóides em águas superficiais e subterrâneas de captação...

A lista de impurezas de origem orgânica na água é bastante diversificada:

Tipo de impurezas que têm a propriedade de se dissolver em água: ácidos húmicos, seus sais - humatos de sódio, potássio, amônio; vários elementos são de natureza antropogênica; vários tipos de aminoácidos, proteínas;

Tipo de impurezas que não possuem propriedade de dissolução em água: ácidos fúlvicos (sais) e ácidos húmicos, seus sais - humatos de cálcio, magnésio, ferro; lipóides de natureza diferente; componentes de várias essências, incl. microorganismos.

O nível de saturação da água com componentes de origem orgânica é analisado determinando sua oxidabilidade (consumo de um agente oxidante forte), saturação com carbono orgânico, consumo bioquímico de oxigênio e absorção na zona ultravioleta.

O valor que pode ser utilizado para caracterizar o fato da presença nas águas de matéria orgânica e minerais, que sob certas condições estão sujeitos à oxidação por um dos agentes oxidantes químicos, é denominado termo oxidabilidade. Distinguem-se os seguintes tipos de oxidabilidade da água: permanganato, bicromato, iodato, cério (métodos para identificar os dois extremos são usados ​​​​muito raramente). O indicador de “oxidabilidade” é calculado em miligramas de reagente gasto na oxidação de substâncias em água, convertido em quantidade equivalente de oxigênio.

O efeito dos agentes oxidantes sobre os componentes minerais, como os íons Fe 2+, S 2-, NO 2 -, é conhecido, mas a relação entre essas partículas e a matéria orgânica na água próxima à superfície é deslocada para a concentração de elementos orgânicos origem, ou seja, “orgânicos” são muito maiores.

Nas nascentes artesianas subterrâneas, esta posição tem uma relação inversa, ou seja, Existem significativamente menos componentes orgânicos do que as partículas apresentadas. Em alguns poços há quase completa ausência de compostos orgânicos. Ao mesmo tempo, os componentes minerais podem ser identificados através de estudos analíticos individuais.

Numa situação em que o teor total dos agentes redutores inorgânicos apresentados seja inferior a 0,1 mmol/l, eles podem ser omitidos; em outra situação, vale a pena fazer as correções necessárias.

Para águas naturais superficiais levemente poluídas, bem como águas de fontes subterrâneas, recomenda-se calcular a oxidação do tipo permanganato (índice de permanganato); em águas superficiais poluídas e em várias águas residuais, o nível de oxidação de dicromato (DQO) é mais frequentemente detectado.

De acordo com SanPin 2.1.4.1074-01 para água potável, o indicador “oxidabilidade do permanganato” não deve ultrapassar o valor de 5 mgO 2 / dm 3.

Prezados senhores, caso necessitem purificar água de compostos orgânicos para elevar sua qualidade a determinados padrões, solicitem aos especialistas da empresa Homem da água. Oferecemos-lhe o esquema tecnológico ideal para tratamento de água.

Sim, isso mesmo: a água é uma substância orgânica e nesse sentido é a base de tudo vivo na Terra. Dito de forma mais aforística, a água é vida, mas nãofigurativamente, mas literalmente.

Deixe-me começar com uma afirmação simples: a ciência nos diz que todo o mundo orgânico é incluindo plantas e animais, são 80-90% de água, e todos os processosvoltam a ocorrer com a participação direta da mesma água. Isso por si sóo fato parece nos dizer que a própria água deve ser uma substância orgânicaA este respeito, destacarei de imediato o extremamente importante e ao mesmo tempoo fato igualmente simples reconhecido por todos, sem exceção, é que o nascimento é tudoorganismos em nosso planeta estão inextricavelmente ligados à água. Eu diria até isso: a vidaé a água transformada e organizada de uma forma especial.

Na verdade, você não precisa ser um gênio para ver isso para ninguém de um organismo vivo, a água não é apenas indispensável, mas também o principal componentecomponente. Sua quantidade em organismos vivos, com a possível exceção devaria de 70 a 99,7% em peso. Só por este fato, para não mencionar outrosainda mais significativo, é óbvio que a água desempenha não apenas um grande papelatividade vital dos organismos, como é reconhecido por todos sem exceção, e o papeldecisivo, determinante, fundamental. Mas para desempenhar esse papel, a águaem si deve ser uma substância orgânica.

Porém, acontece uma coisa estranha: em princípio, ninguém contesta o papel primordial da água na vida de todos os seres vivos, sem exceção, e, no entanto,uma contradição flagrante a tal papel também é reconhecida por todos os quimicamentecomposição da água expressa pela fórmula H2O. Mas assim, voluntária ou involuntariamentereconhece-se um facto completamente absurdo, nomeadamente, que a água é a base incondicionalde toda a vida orgânica - ela própria é uma substância inorgânica, em outras palavras -substância morta

A partir daqui, desde o início, surge uma alternativa difícil: ou a ideia da água como base de todos os seres vivos é errônea, ou é errôneaideias atuais sobre a composição química da água. Primeiro "ou"rejeitamo-lo imediatamente por não ter fundamento. O segundo permanece“ou”, nomeadamente, que a fórmula da água H2O está errada. Sem terceira opçãoneste caso não é dado e, em princípio, não pode ser. E aqui já é a priori, ou seja,antes de qualquer experimento, há todos os motivos para afirmar que a própria água é uma substânciaorgânico. É esta (e só esta!) qualidade que pode torná-la a base de tudo.vivo. E não importa quais argumentos contra isso os atuais bem alimentadosciência relaxada, esses argumentos também são a priori, ou seja, obviamente,errôneo. Só assim a questão pode serAntes de passar a esta questão principal, gostaria de chamar a atenção paraa outro fato notável em todos os aspectos, que, como veremosAlém disso, está diretamente relacionado à água. Este fato é este: quimicamentea base de qualquer substância viva, sem qualquer exceção, écompostos de hidrocarbonetos. Sabe-se que um organismo vivo consiste em uma combinaçãoum número limitado de elementos químicos é suficiente. Então, digamos, 96% da massaO corpo humano é composto de elementos comuns como carbono (C)hidrogênio (H), nitrogênio (N) e oxigênio (O)Então, antes de mais nada, vamos lembrar: além da água, a outra base de todos os orgânicoscompostos na Terra são carboidratos. Eles são simplescompostos constituídos, repito, por carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O)proporções diferentes e geralmente são expressas pela fórmula geral СnН2nОn. Neste momentoPresto atenção especial. Comparando esses dois pontos, já se pode a prioriisto é, antes de qualquer experiência, eles afirmarão com cem por cento de certezaque a água, como base da vida, também deve ser um hidrocarbonetocomposto. E em seu livro “Os mistérios eternos da ciência (pelos olhos de um amador)”, apoiando-se com base nos dados científicos disponíveis, provo consistentemente que a água é de factotem a fórmula não H2O, mas CH2O, ou, em outras palavras, é um hidrocarbonetocomposto e, portanto, uma substância orgânica. Somente nesta qualidade, e nãonão importa o que aconteça, pode servir de base para toda a vida na Terra.

Agora, para as proteínas. Eles também são excepcionais compostos orgânicos complexos que consistem em todos os mesmos elementos que nos são familiaresa saber: carbono, oxigênio e hidrogênio. Em outras palavras, você pode completamentemotivos para afirmar que todas as coisas vivas consistem em várias combinações do mesmoelementos dos quais a própria água consiste, se, é claro, com base em suas fórmulasCH2O. Este fato coloca tudo em seu lugar sem nenhum exagero e massa adicionalestruturas e suportes artificiais que servem apenas para conectar de alguma formainconectável. Então, a única coisa que falta fazer é provar que a água realmente representaé uma substância orgânica. Vamos começar com isso.

Não há necessidade de provar que a água não é apenas o principal, mas também o único um substrato absolutamente necessário para todos os seres vivos. No entanto, a questão toda novamente é quepara que a água desempenhe tal papel, ela própria deve ser orgânicasubstância. É aqui que reside todo o problema, desde a ciência moderna, e depoise todas as pessoas que acreditam cegamente nas suas conclusões continuam a acreditar que a água éuma substância inorgânica, tudo com a mesma familiaridade para todos os alunos fórmula H2O É contra esta fórmula que toda a ciência mundial tem batido a testa há mais de duzentos anos.desde que o químico francês Lavoisier disse ao mundo que a água consiste em doiselementos - hidrogênio e oxigênio, dos quais se segue naturalmente que ela comesubstância inorgânica. A partir de então, não só tudo foi anticientífico, mas, o queincrível, e todo o mundo científico acreditou incondicionalmente nisso (e, além disso, acreditaneste momento), como evidenciado, em particular, pelo enorme número de contraditóriosas mais fantásticas hipóteses e teorias sobre a origem da vida. O quepara derrubar esta fé “abençoada”, é necessário aqui um avanço, semelhante ao queCopérnico realizou em sua época, apresentando seu sistema heliocêntrico para substituirHipótese geocêntrica ptolomaicaNa verdade, pense por si mesmo: não apenas incrível, mas também absolutamenteo fato desanimador é que ninguém pensa no mais simplespensamento, a saber: se a água constitui até 90% da massa de todos os organismos vivos, se sem água todos os seres vivos murcham e morrem, então não se segue com total clareza que a água é a base da vida, e não em algum sentido figurado e simbólico, mas no sentido mais literal. Ou seja, como premissa principal, é necessário reconhecer que a própria água é uma substância orgânica e, como tal, não é apenas a principal, mas a única base de toda a vida na Terra. Sem água – não há (e não pode haver!) vida.

Então, repito mais uma vez: a água por sua natureza é uma substância orgânica e sua fórmula não é H2O, mas CH2O, e nesta capacidade ela realmente (e não figurativamente) é a base de toda a vida na Terra. Direi mais: a substância química, que em química se chama nitrogênio (N), é na verdade também uma substância orgânica (mais precisamente, o mesmo grupo de hidrocarbonetos CH2, como será mostrado a seguir)*. Estas duas descobertas fornecem bases para uma visão completamente nova da origem da vida. A vida não surgiu em tempos antigos sob condições excepcionais, como o mundo científico ainda acredita. Não, ela surge contínua e literalmente diante de nossos olhos, porque sua base - a água - é preservada. Repito mais uma vez: em todos os sistemas vivos, 98% da massa é composta pelos seguintes quatro elementos: hidrogênio, carbono, oxigênio, nitrogênio. Proteínas, ácidos nucléicos e, em suma, todos os seres vivos consistem principalmente nesses mesmos elementos. Este momento deve ser tomado como ponto de partida. A fórmula da proteína em sua forma geral é assim: CnH2nOn, ou na versão mais simples - CH2O. E aqui peço sua atenção! Como os cientistas nos garantem, as proteínas e os ácidos nucléicos constituem até 98% da substância de todo organismo vivo. Mas, ao mesmo tempo, os mesmos cientistas afirmam que a água representa até 90% do mesmo organismo vivo. Acontece que as proteínas e a água juntas constituem cerca de 200% da substância dos organismos vivos. Mas isto não pode ser: é impossível que o mesmo organismo consista em cem por cento de uma substância e cem por cento de outra substância. Só há uma saída para esta situação difícil, senão delicada, a saber: reconhecer que a própria água é uma substância orgânica e, como tal, é a base dos corpos proteicos. Nesse caso, tudo se encaixa. Aqui surge uma questão de fundamental importância: existe uma substância na Terra em estado livre e em volumes correspondentes à massa total dos corpos vivos, que consiste em uma combinação de hidrogênio, carbono, oxigênio e nitrogênio? Ao respondê-la, responderemos não só à questão da origem da vida, mas também à questão de qual é a sua base, o seu fundamento constante, permitindo-lhe não só existir, mas também reproduzir-se constantemente. Então: essa substância é a água e sua fórmula não é H2O, mas sim CH2O. Daqui resulta naturalmente que é a água (e nada mais!) a substância que contém todos os componentes da vida acima mencionados: hidrogénio, oxigénio, carbono e azoto (o que o azoto realmente representa será discutido abaixo). Neste sentido, a água não pertence apenas ao grupo dos hidratos de carbono - ela constitui a sua base, a sua massa principal, e como tal representa a única e, aliás, praticamente inesgotável fonte de toda a vida na Terra. Isto elimina a flagrante contradição entre o conteúdo de água e proteínas nos organismos vivos, que foi mencionada acima, porque na fórmula aqui proposta, a própria água forma a base natural tanto das proteínas como dos ácidos nucleicos.

Contudo, toda a intriga aqui é que a fórmula da água de Lavoisier, H2O, impediu esse reconhecimento como um obstáculo poderoso e ainda intransponível. A crença na sua verdade, que persiste até hoje, deu origem, por sua vez, a uma série de teorias e hipóteses diversas, por vezes as mais fantásticas, sobre a origem da vida, das quais a história da ciência está repleta.

Ministério da Educação da República do Bashkortostan Instituição educacional estadual de ensino secundário profissional

Akyar Mining College em homenagem a I. Tasimov

INSTRUÇÕES METODOLÓGICAS

À PRÁTICA “ANÁLISE DE OBJETOS AMBIENTAIS”

DETERMINAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS

EM ÁGUAS NATURAIS

Com. Akyar 2011

As orientações são destinadas aos alunos do último ano da especialidade “Processamento Mineral” que cursam a disciplina optativa “Análise de Objetos Ambientais”.

As diretrizes contêm uma breve base teórica para métodos de determinação da qualidade das águas naturais e trabalhos práticos que atendem aos requisitos impostos na prática aos métodos de determinação de indicadores obrigatórios de qualidade da água em organizações ambientais que realizam o controle ambiental.

1. SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS EM ÁGUAS NATURAIS

As substâncias orgânicas estão sempre presentes na água natural. As substâncias orgânicas formadas num corpo de água e que entram nele pelo exterior são muito diversas na sua natureza química e propriedades e afectam significativamente a qualidade da água e a sua adequação a determinadas necessidades. Portanto, é sempre importante conhecer o conteúdo orgânico da água. Normalmente esta informação é apresentada em três níveis:

1. teor total de matéria orgânica na água;

Estes últimos são normalmente determinados apenas para as substâncias mais comuns e tóxicas.

Assim, a lista de substâncias que devem ser determinadas na análise da água inclui derivados de petróleo, surfactantes sintéticos aniônicos, pesticidas e fenóis.

Porém, em muitos casos, para avaliar a qualidade da água e sua adequação ao uso, basta conhecer o teor total de substâncias orgânicas da água. Este último é caracterizado pelo teor de carbono orgânico na água, pois Em média, o carbono orgânico representa 50% da massa da matéria orgânica.

Para avaliar o conteúdo de carbono orgânico na água, é amplamente utilizado um indicador geral como a oxidabilidade da água, bem como um indicador como o consumo biológico de oxigênio.

1.1. OXIDIZABILIDADE DA ÁGUA

A oxidabilidade da água (OW) é um valor que caracteriza o conteúdo de substâncias orgânicas na água que são oxidadas por um dos mais poderosos oxidantes químicos sob certas condições. A UR é expressa em miligramas de oxigênio atômico usado para oxidar as substâncias contidas em um litro de água. A oxidação do permanganato e do bicromato é diferenciada. O grau de oxidação das substâncias orgânicas presentes nas águas superficiais pelo dicromato em solução forte de ácido sulfúrico é próximo de 100%. A oxidação do dicromato é usada para determinar o conteúdo total de substâncias orgânicas. O conteúdo total de carbono orgânico é calculado usando a fórmula:

onde a é o valor da oxidação do bicromato, C é o teor de carbono orgânico.

A oxidabilidade do permanganato caracteriza a parte facilmente oxidável das substâncias orgânicas (principalmente alifáticas). Em média, 1 mg de oxigênio permanganato corresponde a 1 mg de carbono na matéria orgânica. A proporção de oxidação do permanganato e do bicromato permite avaliar a natureza das substâncias orgânicas na água. Quanto menor essa proporção, mais difíceis de oxidar os aromáticos na água.

1.1.1. DETERMINAÇÃO DA OXIDABILIDADE DO PERMANGADO

EM UM AMBIENTE ÁCIDO

Princípio do método. A oxidação é realizada com uma solução de permanganato de potássio em meio de ácido sulfúrico em ebulição:

MnO 4 - + 8H + + 5e -  Mn 2+ + 4H 2 O

O excesso de permanganato de potássio após a fervura é determinado iodometricamente. O método é recomendado para a análise de água doce contendo no máximo 300 mg Cl- /eu.

Reagentes

1. Solução de permanganato de potássio, C (KMnO 4) = 0,01 M

2. Solução de tiossulfato de sódio Na 2 S 2 O 3 . 5H 2 O, C (Na 2 S 2 O 3) = 0,01 M

3. Solução de amido, 0,5%

4. Iodeto de potássio cristalino

5. Solução de ácido sulfúrico H 2 SO 4, grau reagente, 1:3.

Equipamentos e utensílios

1. Placas elétricas com espiral fechada - 2 unid.;

2. Frascos cônicos de 250 ml - 2 unid.;

3. Resfriadores de refluxo - 2 peças;

4. Pipetas 100 ml - 1 un.;

10 ml - 1 unid.;

15ml - 1 unid.;

5ml - 1 unid.

5. Bureta 25 ml - 1 un.;

6. Capilares

Progresso da determinação.Despeje 100 ml de água de teste em um frasco cônico de 250 ml, adicione 2-3 capilares, adicione 5 ml de H 2 SO 4 (1:3) e calor. Logo no início da fervura, adicione 20 ml de solução 0,01 M de KMnO ao frasco com uma pipeta 4 , fechar o frasco com a rolha do condensador e ferver durante 10 minutos. Se durante a fervura desaparecer a cor rosa do frasco, característica do permanganato, a determinação deve ser repetida novamente, diluindo a água de teste com bidestilado. Ao final da ebulição, a amostra é resfriada, cerca de 0,5 g de iodeto de potássio é adicionado e o iodo liberado é titulado com solução de tiossulfato 0,01 M até que o líquido fique levemente amarelo. Em seguida, adicione 1 ml de solução de amido e continue a titulação até que a cor azul da solução desapareça. Uma determinação em branco é realizada de forma semelhante com 100 ml de bidestilado.

Cálculo. O valor da oxidação do permanganato em mg O 2 /l é calculado pela fórmula

onde M é a molaridade da solução de tiossulfato; n 1 - o número de mililitros de solução de tiossulfato utilizado para titulação da amostra em branco; n 2 - o número de mililitros de solução de tiossulfato utilizado para titulação da amostra; V é o volume da amostra de água, ml.

1.1.2. OXIDIZABILIDADE DO BICROMATO

(CONSUMO DE OXIGÊNIO QUÍMICO)

Princípio do método. A oxidação com bicromato de potássio ocorre em meio ácido na presença de um catalisador:

Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e -  2 Cr 3+ + 7H 2 O

O excesso de dicromato de potássio adicionado à amostra é titulado com uma solução de alúmen férrico de amônio. O método destina-se à análise de água doce contendo substâncias orgânicas correspondentes a 5 ou mais mg O 2 /l.

Reagentes

1. Água bidestilada

2. Solução de bicromato de potássio C (K 2 Cr 2 O 7 ) = 0,025 M

3. Solução de alúmen de ferroamônio, 0,025 M

4. Uma solução de sulfato de prata em ácido sulfúrico concentrado

5. Solução de ácido sulfúrico 1:1

6. Solução de ácido N-fenilantranílico

Equipamentos e utensílios

1. Fogão elétrico com espiral fechada - 2 unid.

2. Tripés - 2 peças.

3. Frascos de fundo redondo de 250 ml com condensadores de refluxo moídos - 2 conjuntos

4. Pipetas 20 ml - 1 un.;

10 ml - 1 unid.;

25ml - 1 unid.;

5. Provetas medidoras de 50 ml - 1 unid.;

100 ml - 1 unid.

6. Bureta 25 ml - 1 un.

7. Capilares

Progresso da determinação.Uma amostra da água testada com volume de 20 ml ou menor, levada a 20 ml com bidestilado, é colocada em um frasco com seção moída para fervura. Adicione 20 ml de solução de dicromato 0,025 M, adicione cuidadosamente 30 ml de solução de sulfato de prata e adicione 2-3 capilares de vidro para ebulição uniforme. Um condensador de refluxo é conectado ao balão e a mistura ferve uniformemente por 2 horas. Após o resfriamento, retirar da geladeira, lavar suas paredes com 25 ml de bidestilado, transferir para um frasco cônico de 750 ml e resfriar novamente a mistura. Em seguida, adicione 15 gotas da solução indicadora e o excesso de bicromato de potássio que não reagiu é titulado com uma solução de alúmen de ferroamônio até que a cor do indicador mude de vermelho-azul para verde-azulado, agitando a solução por agitação vigorosa.

Uma determinação em branco é feita da mesma maneira.

Cálculo. O valor da oxidação bicromática em mg O 2 /l é calculado usando a fórmula

onde M é a molaridade da solução de alúmen férrico de amônio; n 1 - o número de mililitros de solução de alúmen de ferroamônio utilizado para titulação da amostra em branco; n 2 - o número de mililitros de solução de alúmen de ferroamônio utilizado para titulação da amostra; V é o volume da amostra de água, ml.

1.2. CONSUMO DE OXIGÊNIO BIOQUÍMICO

Ao armazenar água em uma garrafa com rolha esmerilhada na escuridão total, o conteúdo de oxigênio dissolvido nela diminui. É gasto como resultado da atividade vital dos microrganismos na oxidação da matéria orgânica presente na água e, em primeiro lugar, da matéria orgânica instável (de fácil digestão).

A diminuição do oxigênio dissolvido observada em condições aeróbicas durante um determinado período de tempo é chamada de consumo bioquímico de oxigênio (em mg O 2 /eu). Normalmente a incubação é realizada por 5 dias, no escuro, às 20Ó C e é designado BOD 5 . Esta definição dá uma ideia relativa do conteúdo de substâncias orgânicas facilmente oxidáveis ​​​​na água. Quanto maior sua concentração, maior será o consumo de oxigênio. Em águas superficiais DBO 5 geralmente varia de 0,5 a 4 mgO 2 /l e caracteriza o grau de poluição do reservatório.

Valores de DBO 5 de 0,5 a 1,0 mgO 2 /l - águas muito limpas; 1,1-1,9 - águas limpas; 2,0-2,9 – moderadamente poluído; 4-10 - sujo; 10 ou mais estão muito sujos.

Dos métodos propostos para determinação da DBO, o método da garrafa é o mais utilizado. A essência deste método é determinar a DBO a uma determinada temperatura em microssistemas aquáticos isolados, partindo do pressuposto de que processos semelhantes associados à utilização de substâncias orgânicas na água e ao consumo de oxigênio também se desenvolvem em macrossistemas.

1.2.1. MÉTODO DO FRASCO PARA DETERMINAÇÃO DO DBO 5

A DBO é determinada pela diferença entre o teor de oxigênio antes e depois da incubação das amostras no escuro por 5 dias a 20Ó C, sem acesso aéreo.

A água analisada com pH na faixa de 6-8 unidades é ajustada para 20Ó C e agite por 1 minuto para saturar a água com ar. Encher então 3 garrafas com rolha esmerilhada com a água analisada até à borda, tendo-as previamente enxaguado com esta água. O oxigênio dissolvido é determinado em um dos frascos. Duas outras garrafas com água de teste são colocadas em um termostato em local escuro por 5 dias, após os quais é determinado o oxigênio dissolvido restante nelas e calculado o valor médio.

A diferença entre as determinações inicial e final, recalculada por litro, dá a quantidade de oxigênio utilizada para oxidar as substâncias orgânicas na água de teste durante 5 dias.

O valor de DBO 5 em mgO 2 /l é calculado usando a fórmula

DBO 5 = Q 1 - Q 2,

onde Q 1 - teor de oxigênio no dia da determinação da DBO, mgO 2/l; Pergunta 2 - a mesma coisa, depois de 5 dias.

Desde a definição de BOD 5 baseia-se na determinação do teor de oxigênio dissolvido; abaixo está um método para determinar o oxigênio usando o método iodométrico.

1.2.2. DETERMINAÇÃO DE OXIGÊNIO

O método é baseado na interação do hidróxido de manganês com o oxigênio dissolvido em ambiente alcalino. O hidróxido de manganês liga-se quantitativamente ao oxigênio dissolvido na água, transformando-se em um composto insolúvel de manganês com estado de oxidação +4, de cor marrom.

Quando a solução é acidificada na presença de excesso de iodeto de potássio, forma-se iodo, cuja quantidade equivale ao teor de oxigênio dissolvido e é levada em consideração pela titulação com tiossulfato.

Mn 2+ + 2OH -  Mn(OH) 2 (branco)

2Mn(OH) 2 + O 2  2 MnO(OH) 2 (marrom)

MnO(OH) 2 +4H + +3I -  Mn 2+ + I 3 - +3H 2 O

I 3 - + 2S 2 O 3 2-  3I - + S 4 O 6 2-

Reagentes

1. Solução de cloreto de manganês

2. Solução alcalina de iodeto de potássio

3. Solução de ácido clorídrico (2:1)

4. Solução de amido, 0,5%

5. Solução de tiossulfato de sódio C (Na 2 S 2 O 3 ) = 0,02 M

Pratos

1. Garrafas de oxigênio para 200-250 ml - 6 unid.;

2. Frascos cônicos de 250 ml - 6 unid.;

3. Bureta de 25 ml - 1 un.;

4. Pipetas para 1 ml - 5 unid.;

10 ml - 1 unid.;

15ml - 1 unid.;

50ml - 1 unid.

Progresso da determinação.A amostra de água analisada de um batômetro ou frasco com tubo é despejada através de tubos de borracha em frascos de oxigênio, e o tubo deve tocar o fundo do frasco. Depois de encher o gargalo, continue enchendo até que tenham saído aproximadamente 100 ml de água. O tubo é retirado sem interromper o fluxo de água do batômetro. A garrafa deve estar cheia até a borda com amostra e não ter bolhas de ar nas paredes.

Em seguida, 1 ml de uma solução alcalina de iodeto de potássio é introduzido nos frascos de amostra. Neste caso, são utilizadas pipetas separadas. Cada vez que a pipeta é imersa até a metade no frasco e levantada à medida que a solução é despejada. Em seguida, feche rapidamente o frasco com uma rolha de vidro para que não fiquem bolhas de ar e misture bem o frasco.

O precipitado resultante de hidróxido de manganês é deixado assentar durante pelo menos 10 minutos. Em seguida adicione 5 ml de ácido clorídrico. A pipeta é imersa no sedimento e levantada lentamente.

A garrafa é tampada e o conteúdo é bem misturado.

Obtenha a dissolução completa do precipitado marrom. pipetar 50 ml da solução e transferir para um erlenmeyer de 250 ml. A solução é titulada com solução de tiossulfato de sódio C (Na 2 S 2 O 3 ) = 0,02 M até uma cor amarelo claro, adicionar 1 ml de solução de amido recém-preparada e continuar a titulação até que a cor azul desapareça.

Cálculo. Teor de oxigênio dissolvido C x em mgO 2 /l é encontrado usando a fórmula

onde M é a molaridade da solução de Na 2 S 2 O 3 ; n é o volume de tiossulfato utilizado para titulação, ml; V – volume do frasco, ml; 2 - volume de amostra derramada durante a fixação de oxigênio, ml.

1.3.SURFACTANTES SINTÉTICOS (surfactantes)

Os surfactantes são um grande grupo de compostos, de estrutura diferente, pertencentes a diferentes classes de compostos químicos.

Uma molécula de surfactante consiste em um radical de baixa polaridade e um grupo polar.

Dependendo das propriedades exibidas pelos surfactantes quando dissolvidos em água, eles são divididos em surfactantes aniônicos, catiônicos e anfolíticos, não iônicos.

A maioria dos surfactantes utilizados são substâncias aniônicas que ionizam em solução aquosa para formar íons orgânicos carregados negativamente. Entre os antisurfactantes, são amplamente utilizados sais de ésteres de ácido sulfúrico (sulfatos) e sais de ácidos sulfônicos (sulfonatos); R-O-SO 3 -Me e R-SO 3 -Me.

O radical pode ser alquilo ou arilo. Geralmente é costume usar lauril sulfato de sódio e lauril sulfonato de sódio como substâncias padrão.

Os surfactantes entram nos reservatórios com águas residuais domésticas e industriais. Nas águas superficiais, a concentração de antisurfactantes varia de milésimos a centésimos de miligrama por litro. Em áreas poluídas pode atingir décimos de miligrama por litro. A concentração máxima permitida para antissurfactantes é de 50-100 µg/l.

A determinação da ASPA em águas naturais está incluída na lista de determinações obrigatórias. Dos muitos métodos para determinação de antissurfactantes, o método mais utilizado é a determinação fotométrica por extração com azul de metileno. Como os surfactantes são componentes instáveis, a sua determinação deve ser realizada imediatamente após a amostragem. Caso contrário, a amostra deve ser preservada adicionando 2 ml de clorofórmio por litro de água a ser testada.

1.3.1. DETERMINAÇÃO DE RESENTES ANIÔNICOS COM AZUL DE Metileno

Princípio do método. O método baseia-se na formação de um composto colorido pela interação de substâncias aniônicas com o azul de metileno, extraído com clorofórmio.

Para eliminar a influência interferente de cloretos, nitratos, tiocianatos e proteínas, o extrato de clorofórmio é lavado com uma solução ácida de azul de metileno e então sua densidade óptica é medida em =650nm.

A relação linear entre a densidade óptica das soluções e a concentração de substâncias aniônicas permanece na faixa de 15 a 250 μg/l

Reagentes

1. Solução neutra de azul de metileno

2. Solução ácida de azul de metileno

3. Solução tampão fosfato, pH = 10

4. Clorofórmio, grau analítico.

5. Soluções padrão de laurilsulfonato de sódio:

a) solução padrão básica 0,5 g/l. 0,5 g de laurilsulfonato de sódio, grau analítico, são dissolvidos em água destilada (0,5 l), adicionar 1 ml de clorofórmio e ajustar o volume da solução com água destilada para 1 l. A solução pode ser armazenada a uma temperatura de 3-5Ó Durante um mês em garrafa com rolha esmerilada;

b) solução padrão de trabalho, 1 mg/l. 1 ml da solução estoque padrão é diluído com água destilada em um balão volumétrico de 0,5 litros. A solução deve ser preparada imediatamente antes da análise.

Equipamento

Colorímetro fotoelétrico (filtro vermelho) - 1 un.

Pratos

1. Funis separadores para 250 ml - 2 unid.;

2. Tubos de ensaio com rolhas esmerilhadas

para 20 ml com divisões de 0,1 ml - 6 unid.;

3. Pipetas 1 ml - 1 un.;

2ml - 1 unid.;

5ml - 2 unid.;

10 ml - 1 unid.;

25ml - 1 unid.

10 ml com divisões de 0,1 ml - 2 unid.;

100 ml - 1 unid.

4. Frascos medidores de 1 l - 3 unid.;

0,5 l - 1 unid.;

0,1 l - 4 unid.

5. Cilindros medidores de 1 l com divisões de 10 ml - 2 unid.

Progresso da determinação.100 ml da água de teste contendo 15-250 μg/l de tensoativos aniônicos são colocados em um funil de separação de 250 ml, são adicionados 10 ml de solução tampão fosfato (pH = 10) e 5 ml de uma solução neutra de azul de metileno. O conteúdo do funil é misturado e deixado por 15 minutos. Em seguida, são adicionados 8 ml de clorofórmio, a mistura é agitada vigorosamente por 1 minuto e após a separação da mistura, o extrato de clorofórmio é despejado em outro funil de separação contendo 110 ml de água destilada e 5 ml de uma solução ácida de azul de metileno. Adicione 5 ml de clorofórmio ao primeiro funil, agite por 1 minuto e o extrato de clorofórmio também é despejado em um funil de separação.

A terceira extração é realizada de forma semelhante com 4 ml de clorofórmio. Em seguida, o conteúdo do segundo funil é agitado por 1 minuto e deixado até que os líquidos se separem. O extrato é colocado em um tubo de ensaio, filtrado em funil com um pedaço de algodão para separar a turbidez. Seu volume é ajustado para 17 ml com clorofórmio e a densidade óptica é medida por meio de colorímetro fotoelétrico (filtro de luz vermelha) em cubetas com espessura de camada de 3 cm contra clorofórmio. A cor azul dos extratos é estável por muito tempo.

Traçando uma curva de calibração

0 é colocado em balões volumétricos de 100 ml; 2,0; 5,0; 10,0; 25,0 ml de solução de trabalho e levar o volume da solução até a marca com água destilada. As concentrações das soluções são respectivamente iguais a: 0; 2; 3; 10; 25 µg de laurilsulfonato por amostra. As soluções preparadas são despejadas de balões volumétricos em funis de separação e determinadas conforme descrito acima. A densidade óptica das soluções é medida em relação ao clorofórmio. A densidade óptica da solução sem a adição de uma solução padrão de trabalho é subtraída dos resultados das medições da densidade óptica das soluções restantes. Uma curva de calibração é construída, traçando a concentração de laurilsulfonato de sódio (em mcg na amostra) no eixo das abcissas e os valores da densidade óptica no eixo das ordenadas.

Cálculo. Conteúdo de surfactantes aniônicos (C X ) em µg/l é encontrado pela fórmula

onde C é a concentração de tensoativos aniônicos (em μg na amostra), encontrada na curva de calibração; V - volume da amostra, ml.

Os pratos contaminados com azul de metileno são lavados com ácido nítrico e depois com água.

1.4. PRODUTOS DE PETRÓLEO

Os produtos petrolíferos estão entre as substâncias mais comuns e perigosas que poluem as águas superficiais. O petróleo e seus produtos constituem uma mistura complexa e diversificada de substâncias. Por uma série de razões, o conceito de “produtos petrolíferos” é condicionalmente limitado apenas à fração de hidrocarbonetos, que representa 70-90% da soma de todas as substâncias presentes no petróleo e seus produtos. A maior quantidade de produtos petrolíferos entra nas águas superficiais durante o transporte de petróleo por água e com águas residuais. Os produtos petrolíferos são encontrados na água em várias formas de migração: dissolvidos, emulsionados, sorvidos em partículas sólidas de suspensões e sedimentos de fundo e na forma de um filme na superfície. O conteúdo de produtos petrolíferos em águas superficiais limpas varia de centésimos de mg a miligramas, e em águas poluídas pode atingir dezenas e centenas de mg/l. A concentração máxima permitida para produtos petrolíferos é de 0,3 mg/l (sanitário) e 0,05 mg/l (pesca). Na análise convencional, são determinados no total produtos petrolíferos emulsionados, dissolvidos e sorvidos.De todos os métodos de determinação de derivados descritos na literatura, o método mais utilizado é a cromatografia em camada delgada com extremidade luminescente.

1.4.1. MÉTODO PARA DETERMINAÇÃO DA CAMADA FINA DE PRODUTOS DE PETRÓLEO

CROMATOGRAFIA COM EXTREMIDADE LUMINESCENTE

Princípio do método. O método baseia-se no isolamento dos derivados de petróleo da água por extração com tetracloreto de carbono, concentração do extrato e separação cromatográfica dos derivados em fina camada de óxido de alumínio em mistura de solventes orgânicos: éter de petróleo: tetracloreto de carbono: ácido acético (70:30:2). A determinação quantitativa de produtos petrolíferos é realizada pelo método luminescente. O método destina-se à análise de águas com teor de derivados de petróleo acima de 0,02 mg/l. A determinação luminescente é baseada na capacidade dos hidrocarbonetos aromáticos, especialmente hidrocarbonetos condensados ​​policíclicos contidos em produtos petrolíferos, de serem expostos aos raios ultravioleta ( ex. =300-400 nm) luminescem intensamente na região de ondas curtas do espectro ( medido. =343 nm,  =23040 cm -1 ).

Reagentes

1. Alumina anidra

2. Tetracloreto de carbono, CСl 4, grau analítico

3. Sulfato de sódio Na 2 SO 4, anidro, grau reagente.

4. Éter de petróleo, grau reagente.

5. Hexano, C 6 H 14, grau químico.

6. Ácido acético, CH 3 COOH, gelo, h

7. Solvente móvel (éter de petróleo (ou hexano): tetracloreto de carbono: ácido acético glacial)

70 g de éter de petróleo ou hexano, 30 ml de tetracloreto de carbono e 2 ml de ácido acético glacial são agitados em um frasco com rolha esmerilada. Prepare imediatamente antes de usar e use durante a jornada de trabalho.

8. Filtros de papel, fita branca, d = 6 cm

Equipamento

1. Fluorímetro (para determinação luminescente), filtro de luz primária ( ex. = 300-400 nm), filtro secundário ( lúmen. = 434 nm) com o padrão.

2. Iluminador de mercúrio-quartzo com lâmpada PRK-4 e filtro azul ( =400 nm) tipo OLD-1 - 1 unid.

3. aparelho para agitar líquidos tipo AVU-1 - 1 unid.

4. Dispositivo para aplicação de fina camada de óxido de alumínio (não fixada) com 1 mm de espessura - rolo - 1 unid.

5. Ventilador - 1 unid.

6. Armário de secagem - 1 unid.

Pratos

1. Placas cromatográficas 9x12 - 2 unid.

2. Funis de separação para 1 l - 1 unid.

3. Frascos cônicos 50 ml - 1 unid.

4. Balão volumétrico 100 ml - 1 unid.

5. Tubo de ensaio com rolha esmerilada, marcado com 10 ml - 1 unid.

6. Pipetas 5 ml - 1 un.;

1 ml - 1 unid.

7. Micropipeta com extremidade estendida e capilar - 1 un.

8. Cadinho de vidro, d interno = 0,15 mm, h = 25 mm

9. Cristalizador, d = 20cm com cobertura de solo - 1 un.

10. Funil, d = 4 cm - 1 unid.

Progresso da determinação.Uma amostra de 0,5-1 litro de água é colocada em um funil de separação, são adicionados 25 ml de tetracloreto de carbono e a mistura é agitada várias vezes, abrindo a tampa para liberar vapores de solvente. A amostra é então colocada em um aparelho de agitação e extraída por 30 minutos. O funil de separação é fixado em um suporte e deixado por 15-20 minutos até que as camadas de líquido estejam completamente separadas. Em seguida, abra a torneira e despeje a camada de tetracloreto de carbono em um frasco cônico com rolha esmerilada.

O extrato é seco com 5 g de sulfato de sódio anidro por 30 minutos e colocado em um cadinho de vidro. O solvente no cadinho é removido por evaporação à temperatura ambiente sob fluxo de ar de um ventilador. Esta operação deve ser realizada em capela.

Após a evaporação completa do solvente, o concentrado no cadinho é transferido quantitativamente (lavando várias vezes as paredes do cadinho com pequenas porções de tetracloreto de carbono) para uma placa cromatográfica previamente preparada com uma camada solta de óxido de alumínio. O concentrado é colocado no meio da tira sorvente a uma distância de 0,6-0,7 cm da borda inferior para que o diâmetro da mancha não ultrapasse 0,5 cm. Para isso, o concentrado é aplicado em pequenos (0,005 ml) porções após o solvente ter evaporado da porção anterior do extrato. Não aplique mais de 0,5 mg de derivados de petróleo em uma tira, pois isso prejudicará a separação da mistura.

Uma placa cromatográfica com amostras aplicadas em suas listras é colocada em uma câmara cromatográfica de vidro saturada com vapores de um solvente móvel em um ângulo de 20Ó . A espessura da camada de solvente móvel é de 0,5 cm. Os pontos com amostras aplicadas não devem ficar abaixo da camada de solvente. Após 3 minutos, quando a frente do solvente em movimento atinge a camada superior de óxido de alumínio, a placa é removida e mantida em uma capela por 10-15 minutos para evaporar o solvente.

A placa é colocada sob um iluminador ultravioleta e as zonas cromatográficas são observadas: azul com R f = 0,9 (hidrocarbonetos), amarelo com R f = 0,4 (resina) e marrom com R f = 0 (asfaltenos, etc.). Os limites da zona azul (produtos petrolíferos) são marcados, transferidos quantitativamente para um funil com filtro de papel, e os produtos petrolíferos são eluídos com 4 ml de tetracloreto de carbono.

A intensidade de luminescência dos eluatos é medida na região ultravioleta do espectro.

A intensidade da luminescência é medida usando um fluorímetro com filtro de luz primário =320+390 nm e secundário =400+580nm. O diafragma é instalado de acordo com o padrão.

1.5. FENÓIS

Os fenóis são derivados do benzeno com um ou mais grupos hidroxila. Eles geralmente são divididos em dois grupos - fenóis voláteis com vapor (fenol, cresóis, xilenols, guaiacol, timol) e fenóis não voláteis (resorcinol, pirocatecol, hidroquinona, pirogalol).

Os fenóis são um dos poluentes mais comuns que entram na água com águas residuais industriais, que podem conter até 20 g/l. Em águas superficiais poluídas, o teor de fenóis geralmente não excede 20 µg/l. Nas águas poluídas dos rios, seu conteúdo varia de dezenas a centenas de microgramas. Na maioria das vezes, a análise determina o conteúdo total de fenóis voláteis.

1.5.1. FENÓIS VOLÁTEIS COM VAPOR

Após a amostragem, a determinação dos fenóis é realizada no máximo 4 horas. Se isso não puder ser feito, a amostra é preservada adicionando 4 g de NaOH por 1 litro de água. Os fenóis voláteis são separados dos não voláteis e de outras substâncias que interferem na determinação.

Para destilar fenóis voláteis, o volume da amostra é medido dependendo de sua concentração na água. Assim, quando o teor de fenol é de 5 a 50 μg/l, o volume da amostra retirada para destilação é de 500 ml, e o volume de destilação é de 450 ml. Uma solução de sulfato de cobre e ácido sulfúrico concentrado é adicionada a uma amostra de água colocada em um frasco de um dispositivo de destilação na proporção de 1 ml por 100 ml de amostra.

10 ml de solução de NaOH 0,05 M são despejados no frasco receptor e colocados de forma que a extremidade inferior do tubo do refrigerador fique imersa nesta solução. A destilação é realizada com aquecimento moderado. Se o destilado for ácido, ele é neutralizado com papel indicador com algumas gotas de solução 1 M de NaOH.

Reagentes, instrumentos e vidrarias:

1. Solução de sulfato de cobre

2. Ácido sulfúrico concentrado

3. Solução de NaOH - 1 mol/l

4. Solução de NaOH - 0,05 mol/l

5. Dispositivo para destilação de fenóis - 1 unid.

6. Frasco medidor para 1 l - 1 unid.

7. Frasco cônico de 1 l - 1 unid.

8. Copo de 500 ml - 1 un.

1.5.2. DETERMINAÇÃO DO CONTEÚDO TOTAL

FENÓIS VOLÁTEIS

USANDO DIMETILAMINOANTIPIRINA

Princípio do método baseia-se na interação dos fenóis com a dimetilaminoantipirina em meio alcalino (pH = 9,3) na presença de persulfato de amônio com formação de um corante antipirina.

O método permite a determinação de fenol em água na faixa de concentração de 1 µg/l a 50 µg/l. Neste caso, o produto da reação é extraído com uma mistura de álcool isoamílico: clorofórmio (2:1).

Reagentes

1. Solução de dimetilaminoantipirina

2. Solução de persulfato de amônio

3. Solução tampão com pH = 9,3

4. Mistura de extração (álcool isoamílico e clorofórmio)

5. Solução básica de trabalho de fenol C = 10 mg/ml

6. Primeira solução de trabalho de fenol C = 100 μg/ml

7. II solução de trabalho de fenol C = 1 μg/ml

8. Água destilada sem fenol

Equipamento

1. Fotocolorímetro de qualquer marca (filtro azul)

2. Aparelho de destilação em seções finas

3. Dispositivo para destilar fenol

Pratos

1. Funis de separação para 1 l - 1 unid.

2. Balões volumétricos de 500 ml - 1 unid.

3. Balões volumétricos de 250 ml - 1 unid.

4. Balões volumétricos de 100 ml - 1 unid.

5. Pipetas para 1 ml - 1 unid.;

2ml - 1 unid.;

5ml - 1 unid.;

5 ml com divisões - 1 unid.;

10 ml - 1 unid.;

15ml - 1 unid.;

25ml - 1 unid.

6. Copos de 50 ml - 1 un.

Progresso da determinação.450 ml do destilado obtido conforme descrito acima são levados a 500 ml com água destilada, transferidos para um funil de separação de 1 litro e são adicionados 10 ml de uma solução tampão, 1,5 ml de dimetilaminoantipirina e 15 ml de solução de persulfato de amônio. O conteúdo do funil é misturado após a adição de cada reagente e depois deixado por 45 minutos. Em seguida, adicione 20 ml da mistura extratora e agite vigorosamente por 2 minutos. Após a separação do líquido, o extrato é separado e filtrado em papel filtro. A densidade óptica do extrato é medida por meio de fotoeletrocolorímetro com filtro azul em cubetas com espessura de camada de 1 cm. O teor de fenol é determinado por meio de gráfico de calibração.

Construção de um gráfico de calibração.0,0 é despejado em balões volumétricos de 500 ml; 1,0; 2,5; 10,0; 15,0; 25,0 ml de solução padrão de trabalho. As soluções resultantes com concentração de 0; 2; 5; 10; 20; trinta; 50 μg/g de fenol foram tratados da mesma forma que as amostras. A densidade óptica é medida em relação à mistura de extração. Um gráfico de calibração é construído, traçando os valores de densidade óptica no eixo das ordenadas, e a concentração de fenóis em µg/l no eixo das abcissas.

Cálculo. Teor de fenol C X em µg/l é encontrado pela fórmula

C x = C. não,

onde C é a concentração de fenóis encontrada no gráfico de calibração, µg/l; n é o grau de diluição da amostra de teste.

1.5.3. DETERMINAÇÃO DE FENÓIS VOLÁTEIS

PELO MÉTODO BROMOMÉTRICO

A essência do método.Com elevados teores de fenóis na água (mg e dezenas de mg por litro), a determinação é realizada pelo método titulométrico. Uma mistura de brometo-bromato é introduzida na amostra de água analisada contendo fenóis. Em um ambiente ácido a reação ocorre:

BrO 3 - + 5Br - + 6H +  3 Br 2 + 3H 2 O

O bromo resultante reage com o fenol de acordo com a equação:

C 6 H 5 OH + 4Br 2  4H + + 4Br - + C 6 H 2 Br 3 OBr

KI é então adicionado à solução. O bromo que não reagiu desloca o iodo do KI e, além disso, 2 equivalentes de iodo são liberados sob a ação de uma molécula de C 6H2Br3OBr.

C 6 H 2 Br 3 OBr + H + +2I -  C 6 H 2 Br 3 OH + I 2 + Br -

Como resultado dessas reações, para cada equivalente de fenol, um equivalente de bromo se liga e uma molécula de fenol interage com 6 átomos de bromo. O equivalente de fenol é igual a 1/6 do peso molecular do fenol, ou seja, 15,667g

Progresso da determinação.Os fenóis voláteis são destilados com vapor. O fenol é determinado no condensado. 50 ml do condensado resultante são colocados em um frasco cônico com rolha esmerilada, 25 ml de mistura brometo-bromato (KBr + KBrO) são adicionados 3) e 10 ml de H 2 SO 4 (1:3), feche com rolha e deixe agir por 30 minutos. Em seguida, adicione 1 g de KI seco, misture, feche com rolha esmerilada e após 10 minutos titule o iodo liberado com uma solução de tiossulfato de sódio (Na 2 S 2 O 3 - 0,05 N), acrescentando uma solução de amido (1%) ao final da titulação.

Despeje 50 ml de água destilada em outro frasco semelhante e adicione 25 ml de mistura de brometo-bromato, 10 ml de H 2 SO 4 (1:3) e 1 g de KI e após 10 minutos titular com Na 2 S 2 O 3 .

Cálculo liderar de acordo com a fórmula:

C fenóis = (g em 50 ml de água),

onde N é a normalidade da solução de Na 2 S 2 O 3 ; 15.667 - massa 1 g-eq. fenol; a - volume de Na 2 S 2 O 3 , gasto na titulação da amostra, ml; b - volume de Na 2 S 2 O 3 , gasto na titulação com experimento em branco, ml. Tendo determinado a quantidade de fenóis por g, você pode calcular sua concentração em qualquer volume.

2. PERGUNTAS PARA AUTOCONTROLE

1. Quais reações químicas estão subjacentes aos métodos permanganatométricos e bicromatométricos para determinação de DQO? Escreva as equações de reação e indique as condições para sua implementação.

2. O que caracterizam os indicadores de água como DQO e DBO?

3. Que conclusões deveriam ser tiradas se os resultados da determinação dos indicadores gerais de qualidade da água dessem os seguintes números:

Permanganato de DQO =5,0 mg O 2 /l;

Dicromato de DBO = 10,5 mg O 2 /l;

DBO 5 = 1,5 mg O 2 /l?

4. Quais reações químicas estão subjacentes ao método do frasco para determinação do oxigênio (de acordo com Winkler)? Escreva as equações de reação e indique as condições para sua implementação.

5. Qual é a porcentagem de saturação de oxigênio? Que conclusões devem ser tiradas sobre o estado ecológico do reservatório se forem obtidos os seguintes dados:

1º caso - 1,5 mg O 2/l;

2º caso - 8,8 mg mg O 2 /l.

(temperatura do reservatório 20 oC; C o ácido. = 9,02 mg O 2 /l)

6. Quais substâncias são utilizadas para preservar a água na coleta de amostras para análise de derivados de petróleo, antisurfactantes, fenóis e metais pesados? Em que recipiente as amostras devem ser coletadas?

LITERATURA PRINCIPAL

1. Guia para análise química de águas superficiais terrestres (editado por A.D. Semenov) // Leningrado: Gidrometeoizdat. - 1977. - 540 p.

2. Métodos unificados de análise de água. Editado por Yu.Yu. Lurie // M.: Química. - 1973. - 376 p.

3. Lurie Yu.Yu. Química analítica de águas industriais e residuais. // M.: Química. - 1984. - 447 p.

4. Taube P.R., Baranova A.G. Química e microbiologia da água // M.: Ensino superior. - 1983. - 275 p.

LITERATURA ADICIONAL

1. Beber água. Métodos de análise. Padrões estaduais da URSS // M.: Editora de Padrões. - 1984. - 240 p.

2. Lurie Yu.Yu., Rybnikova A.I. Análise química de águas residuais industriais. // M.: Química. - 1974. - 336 p.

3. Concentrações máximas permitidas de substâncias nocivas no ar e na água. //L.: Química. - 1975. - 200 segundos.

4. Zenin A.A., Belousova N.V. Dicionário hidroquímico. // L.: Gidrometeoizdat. - 1988.-238 p.