1 / 46

Экоаналитическая химия

Экоаналитическая химия. Лекция 5. Аналитическая химия воды. Общая характеристика объектов анализа. Природные воды. Особенности химического состава поверхностных и подземных вод. Питьевая вода. Водоподготовка. Нормативы качества питьевой воды. Отбор проб воды. Природные воды. Соленая вода

stefano-carton
Download Presentation

Экоаналитическая химия

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Экоаналитическая химия Лекция 5

  2. Аналитическая химия воды. Общая характеристика объектов анализа. • Природные воды. Особенности химического состава поверхностных и подземных вод. • Питьевая вода. Водоподготовка. • Нормативы качества питьевой воды. • Отбор проб воды. Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  3. Природные воды. • Соленая вода • Пресная вода Общее количество воды на Земле 1,39.1018 т Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  4. Природные пресные воды. • Ледники и снег 68.7% • Подземные воды 30.1% • Вечная мерзлота 0.86% • Озера 0.26% • Почвенная влага 0.05% • Атмосферная влага 0.03% • Реки 0.006% Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  5. Доступная для использования пресная вода • Пресная вода – 2.5 % • Соленая вода – 97,5 % Реки и озера – 0.008 % - 1/13000 часть общего количества воды Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  6. Природные запасыпресной воды -лед • Ледники Антарктиды, Гренландии, острова Ледовитого океана, вершины горных хребтов • Ледниковые реки • Подземные льды • Наледи Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  7. Обеспеченность водой • Европейская экономическая комиссия ООН: не обеспеченным водой считается государство, водные ресурсы которого не превышают 1.5 тыс. куб. м на одного жителя. • 60% мировых запасов пресной воды - на 9 стран, включая Россию и Канаду Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  8. Чистая природная вода – Н2О? Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  9. Компоненты природных вод Природное Примеси происхождение Антропогенное состояние Молекулы, ионы Коллоидные частицы от 0.001 мкм до 1 мкм Взвеси Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  10. Компоненты природных вод и их источники • Аэрация • Растворение почвы и пород • Выветривание пород • Жизнедеятельность биоты • Атмосферные осадки • Сорбция-десорбция на донных отложениях • Растворенные газы • Главные ионы (солевые компоненты) • Биогенные элементы • Микроэлементы  • Органические вещества Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  11. Компоненты природных вод: растворенные газы H2S O2 В подземных водах содержание растворен-ного кислорода может быть занижено CO2 CH4 N2 Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  12. Компоненты природных вод: главные (солевые) компоненты Катионы Анионы Ca2+ CO32- Cодержание в поверхно-стных водах десятки и сотни мг/л. Na+ Cl- Mg2+ HCO3- SO42- K+ Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  13. Компоненты природных вод: биогенные элементы N орг. Азот Фосфор Орто-и поли-фосфаты Необходимы для питания и развития организмов; При высоких концентрациях могут оказывать токсическое действие. NH4+ NO3- Р орг. NH3 NO2- Железо Fe(II) Fe(III) Кремний ортосиликаты Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  14. Компоненты природных вод: микроэлементы Биометаллы Zn Мo Металлы и неметаллы (Br, I, B) с массовой концентрацией несколько десятков и менее мкг/л Co Мn Cd Cr Pb Антропогенные токсиканты радионуклиды Po, Cs, Sr Hg Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  15. Компоненты природных вод: органические соединения Природные ОС Фульвокислоты Гуминовые кислоты Связанный органический углерод, мг/л ? Карбоксикислоты Аминокислоты Альдегиды, кетоны Антропогенные ОС Сложные эфиры Сложные эфиры ПАУ …все, что угодно СОЗ Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  16. Гумусовые кислоты • Гумус - «природное тело, образующееся в природе везде, где только растительные и животные останки подвергаются разложению» • Доминирующие вещества гумуса– гумусовые кислоты Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  17. Гумусовые кислоты • Фульвокислоты- растворимы в воде. • Содержат в основном группы -OH, -COOH при меньшем относительным содержании углерода. • Более выраженные кислотные свойства. • Содержание в поверхностных водах , как правило, в 10 раз и более превышает содержание гуминовых кислот. • Гуминовые кислоты растворимы только в щелочи. • Содержат циклические структуры, -NH2, =О, -OH, -COOH и др. • Молекулярная масса колеблется от 500 до • 200 000 и более. Относительная молекулярная масса условно принимается равной 1300-1500. • В поверхностных водах – десятки и сотни мкг/л. Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  18. Гумусовые кислоты + ионы металла = металлокоплексы • Фульвокислоты-растворимые фульватные комплексы: • резко увеличивается миграционная способность элементов в природных водах • Гуминовые кислоты -комплексообразующие сорбенты, удерживают и концентрируют элементы в коллоидных частицах, взвесях вод, донных отложениях. • ограничивают подвижность ионов металлов. …А свободных ионов металлов в таких водах не обнаружить и не определить. Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  19. Водоподготовка Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  20. Питьевая вода Закон Украины «Про питну воду та питне водопостачання », 10.01.2002 г Вода питьевая — это вода, которая по органолептическим свойствам, химическому и микробиологическому составу и радиологическим показателям отвечает государственным стандартам и санитарному законодательству. Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  21. Питьевая вода Вода в бутылках – фасованная – Централизованное водоснабжение бутылированная(?) Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  22. Водоподготовка _________________________ * сохранена орфография оригинала Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  23. Водоподготовка: осветление, фильтрование • Коагулянты - Al2(SO4)3, FeSO4, FeCl3; • Флокулянты - активированная кремниевая кислота, полиакриламид; • Отстаивание, фильтрование. Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  24. Водоподготовка: обеззараживание • Хлорирование; • Озонирование; • УФ-облучение. Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  25. Водоподготовка: побочные продуктыобеззараживания До 50 галогенсодержащих соединений; Хлорфенолы;Тригалометаны СНСl3, CHBrCl2, CHBr2Cl, CHBr3 • Хлорирование (NaClO, Ca(ClO)2, ClO2, Cl2); • Озонирование (О3); • УФ-облучение. Формальдегид; другие альдегиды; Кетоны; Карбоксикислоты Фотореакции? Эффективность? Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  26. Нормативыкачествапитьевойводы ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством» • 2 микробиологическихпоказателя; • 10 токсикологическихпоказателей: Al, Be, Mo, As, NO3-, Pb, Se, Sr, F, полиакриламид(1-орг.вещество); • 14 органолептическихпоказателя: рН, жесткость, Fe, Mn, Cu, Zn, PO43-, Cl-, SO42-, сухой остаток; • 2 показателя остаточного хлора: свободный и связанный. ПДК для нефтепродуктов; СПАВ, фенолов; 6 алифатических и 23 циклических углеводородов (бенз(а)пирен); 78 галогенсодержащих ОС; Больше 600 других органических загрязнителей. ? Екоаналітичнахімія. Лекція 5.

  27. Нормативыкачествапитьевойводы Державні санітарні правила і норми (ДСанПіН) «Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання» (наказ МОЗУ 23.12.1996г.  383) • 5 микробиологическихпоказателей; • 15 токсикологическихпоказателей – 8 неорганических (Ba), 5 органических (ТГМ сумма, хлороформ, тетрахлороуглерод, диброхлорметан ,пестициды), 2 интегральных (окисляемость, общийуглерод); • 13 органолептическихпоказателя (запах, мутность, цветность, привкус, хлорфенолы); • 2 вирусологическихпоказателя; • 2 показателярадиационнойбезопасности; • Показатели физиологической полноценности питьевой воды: минерализация, жесткость, щелочность, магний, фтор Екоаналітичнахімія. Лекція 5.

  28. Нормативы качества питьевой воды Державні санітарні правила і норми (ДСанПіН) «Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання» (наказ МОЗУ 23.12.1996г.  383) Вода не должнасодержать: • особо токсическиекомпоненты (ртуть, таллий, кадмий, нитриты, цианиды, хром (VI), 1,1-дихлорэтилен, 1,2-дихлорэтан, бенз(а)пирен); • компоненты, влияющие на ееорганолептическиесвойства (цинк, поверхностно-активныевещества, нефтепродукты, фенолы) – в концентрациях, определяемых стандартными методами исследования. Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  29. Нормативыкачествапитьевойводы Державні санітарні правила і норми "Гігієнічнівимоги до води питної, призначеної для споживаннялюдиною" (ДСанПіН 2.2.4-400-10)(наказ МОЗУ від12.05.2010, N 400) • 4 органолептических показателя; • Физико-химические показатели (неорганические и органические); • Санитарно-токсикологические показатели (неорганические и органические); • 9 микробиологических, 2 паразитологических показателя; • Показатели удельной суммарной альфа- и бета-активности. Радиационные показатели. • Показатели физиологической полноценности минерального состава питьевой воды. Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  30. Державні санітарні правила і норми "Гігієнічнівимоги до води питної, призначеної для споживаннялюдиною" (ДСанПіН 2.2.4-400-10)(наказ МОЗУ від12.05.2010, N 400) Нормативы для питьевойводы Водопроводной Фасованной, с пунктов разлива и бюветов Из колодцев и источников Альтернатива централизованному водоснабжению по качеству или форме доставки? Екоаналітичнахімія. Лекція 5.

  31. Анализ фасованных вод в Институте коллоидной химии и химии воды имени А. В. ДуманскогоНАН Украины, 2004 Всі води було поділено за хімічним складом (вмістом основних катіонів та аніонів) на три категорії за нормативами СанПіНу Росії (своїх нормативів не було): Вищакатегорія: 17 марок вод, включнозп'ятьма марками питної води для дитячогохарчування: "Нірр", "Малятко", "Еvіап", "Моршинська", "Ордана", "Ремедія", "SanBenedetto", "Бебівіта", "Аква Сантал", "Оболонська-3", "Остреч", "Старий Миргород", "ДжерелаБоржомі", "Вінні", "Еталон", "Трускавецьказаповідна". Перша категорія: "СофіяКиївська", "Едем", "Vittel", "Бон Аква", "Юрськеджерело", "Добра вода", "Трускавецька нова", "Цілюща", "Йодіс". Третя (?) категоріяз'явиласязавдякинаявності на українському ринку води, яка не відповідаєгігієнічнимвимогам. Такими є: "BonBoisson", "Небесна криниця", "Апе-Голд", а також (!) "Еко-Вінні" та "Кроха". Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  32. Биологическое тестирование фасованных вод в Институте коллоидной химии и химии воды имени А. В. ДуманскогоНАН Украины, 2008 Шишкин лес Сенежская Доктор Аква-ареал Калипсо Humana Новотерская горн.SPA Знаменивская ПилигримContrexГорная вершина - Тест-организмы погибли МоршинскаяСемейная ВоnaquaСт. Миргород Екоаналітична хімія. Лекція 5.

  33. Пробоотбор при анализе питьевых, поверхностных и подземных вод • ГОСТ 24481-80. «Вода питьевая. Отбор проб». • ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством». • ГОСТ 4979-49 «Вода хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения. Методы химического анализа. Отбор, хранение и транспортирование проб». Екоаналітична хімія, Лекція 6

  34. Правила отбора, транспорти-рования и хранения проб воды • место и частота отбора; • объем пробы; • вид посуды и ее подготовка; • способ заполнения сосуда; • что определяют на месте пробоотбора; • условия транспортировки; • срок и условия хранения проб; • способы консервирования. Екоаналітична хімія, Лекція 6

  35. Отбор проб воды • Разовая (однократный отбор в заданной точке) ; • Объединенная (усредненная по времени, месту); • Специальные требования, например: Отбор проб для определения взвешенных веществ, нефтепродуктов, БПК, ХПК следует проводить в отдельную посуду одноразовым наполнением без перелива Екоаналітична хімія, Лекція 6

  36. Отбор проб Разовый отбор пробы Круглосуточный пробоотбор Екоаналітична хімія, Лекція 6

  37. Пробоотборники поверхностных вод Екоаналітична хімія, Лекція 6

  38. Пробоотборники воды Многоконтейнер-ные пробоотборники Rosette для отбора проб морской и океанической воды. Екоаналітична хімія, Лекція 6

  39. Пробоотборники воды Отбор проб воды придонного слоя и с разных глубин Екоаналітична хімія, Лекція 6

  40. Пробоотборники подземных и грунтовых вод Екоаналітична хімія, Лекція 6

  41. Отбор проб в бутылки • Исключить адсорбцию-десорбцию- химически стойкое стекло или полиэтилен; • Заполнять доверху; • Закрыть притертой стеклянной-корковой-полиэтиленовой пробкой. Екоаналітична хімія, Лекція 6

  42. Что когда определяют • На месте отбора проб : Т, остаточный озон; остаточный хлор; запах (без нагревания). • Не позднее чем через 2 часа после отбора проб: рН; запах при 60 0С; вкус; цветность; мутность; полиакриламид; СО32-; НСО3-; NH4+; NO3-; NO2-; железо. • Для определения остальных показателей – допускается хранения не более 72 ч. Переносная лаборатория DREL/2400 Екоаналітична хімія, Лекція 6

  43. Пробоподготовка: удаление органической матрицы Озоление – минерализация: демаскирование элементов Сухое озоление: термическое Влажное (мокрое) озоление: обработка окислителями Екоаналітична хімія, Лекція 6

  44. Пробоподготовка: удаление органической матрицы Микроволновые муфели: Рабочий диапазон температур 20…1000°С Milestone PYRO SA (сульфатное озоление) Milestone PYRO TC Екоаналітична хімія, Лекція 6

  45. Пробоподготовка: удаление органической матрицы Кислотное разложение + микроволновая обработка Герметичные контейнеры Давление до 14 атм, температура до 200 0С. Екоаналітична хімія, Лекція 6

  46. Спасибо за внимание! Екоаналітична хімія. Лекція 5.

More Related