Азотсодержащие вещества ионы аммония, нитритные и нитратные) образуются в воде в результате восстановления нитритов и нитратов железа сероводородом, гумусовыми веществами и т. д. либо в результате разложения белковых соединений, вносимых в водоем со сточными водами. В последнем случае вода ненадежна в санитарном отношении. В артезианских водах содержание нитритов достигает десятых долей мг/л, а в поверхностных водах — до тысячных долей мг/л. Формы азотсодержащих соединений, присутствующих в воде, позволяют судить о времени внесения в водйем сточных вод. Например, присутствие ионов аммония и отсутствие нитритов свидетельствуют о недавнем загрязнении воды.[ ...]
Азотсодержащие вещества (ионы аммония, нитритные и нитратные ионы) образуются в воде в результате разложения белковых соединений, попадающих в нее почти всегда со сточными бытовыми водами, стоками коксобензольных, азотнотуковых и других заводов. Белковые вещества под действием микроорганизмов подвергаются распаду, конечный продукт которого — аммиак. Наличие последнего свидетельствует о загрязнении воды сточными водами.[ ...]
Среди азотсодержащих загрязнений в сточных водах аммиак— один из наиболее опасных. Он является главным источником питания для нитрифицирующих бактерий; увеличивая pH, он способствует жизнедеятельности последних. При биологическом окислении аммиака расходуется наибольшее количество кислорода. Так, по данным [17], расход кислорода составляет 4,57 кг/кг аммиака, 1,14 кг/кг нитритов и 2,67 кг/кг углеводородов.[ ...]
Распад азотсодержащих веществ до стадии аммиака (происходит довольно быстро, следовательно, присутствие его в воде свидетельствует о свежем ее загрязнении. О недавнем загрязнении воды говорит также наличие в ней азотистой кислоты.[ ...]
Масштабы загрязнения, его характер и сроки действия загрязняющих веществ в районах деятельности агропромышленных предприятий иные. Им свойственны как азотсодержащие органические и биогенные соединения (аммоний, нитриты, нитраты и пр.), патогенные микроорганизмы, так и минеральные удобрения, ядохимикаты, их метаболиты. Загрязненные почвогрунты и грунтовые воды в одних случаях могут быть локализованы в пределах площади самого агропромышленного комплекса и прилегающих к нему участков (крупные животноводческие комплексы, фермы и пр.), в других — занимают большие площади, измеряемые тысячами квадратных километров (орошаемые и богарные земли с интенсивной технологией выращивания сельскохозяйственной продукции). Продолжительность нахождения загрязняющих ингредиентов определяется скоростью распада органических и минеральных веществ, временем жизнедеятельности микроорганизмов. Вследствие этого при ликвидации источника загрязнения срок существования одних загрязняющих компонентов измеряется от нескольких суток до 1— 3 лет, а других — достигает десятков и даже сотен лет.[ ...]
Оптимизация почвенных режимов, создание оптимальных соотношений С : N благоприятствует минерализации нефтяных отходов и сокращает время очистки почв от загрязняющих веществ. При очень интенсивном, глубоком загрязнении почв нефтью и нефтепродуктами (особенно в южных районах) рекомендуется удаление нефтенасыщенных горизонтов и их захоронение с последующим созданием насыпных искусственных плодородных горизонтов.[ ...]
По наличию азотсодержащих веществ в воде можно судить о загрязненности ее бытовыми стоками. Если загрязнение произошло недавно, то весь азот, как правил®, находится в виде аммиака. Если наряду с аммиаком имеются нитриты, то это означает, что с момента заражения прошло некоторое время. А если весь азот представлен нитратами, то с момента заражения прошло много времени, и вода водоема в месте отбора проб са-моочистилась. На опыте установлено, что при комнатной температуре 10 мг азота аммонийных солей окисляется в нитриты через 15 дней, а при окислении нитритов в нитраты требуется 40 дней.[ ...]
Для определения загрязнений из природных источников регистрируют поток загрязняющего вещества на определенной площади поверхности или измеряют количество оседающих веществ на специальных коллекторах (с учетом продуктов их последующего окисления); при этом оценка будет правильной только в том случае, если количество природных выбросов сильно превышает количество антропогенных загрязнений. Именно таким образом определяют оксиды азота, генерируемые молниями в районах, отдаленных от промышленных зон. Количество оксидов устанавливают по количеству нитратов, выпавших с осадками. Выбросы щелочных материалов из так называемых «открытых» источников (дороги без твердого покрытия, атмосферная эрозия почв, агротехнические мероприятия и др.) оценивают по осаждению твердых щелочных частиц. Однако в отдельных случаях выбросы от природных источников довольно трудно отнести к конкретным объектам. Так, при внесении на поля удобрений обычно определяют общее количество аммиака, выделяемого как растениями, так и в результате трансформации азотсодержащих химикатов.[ ...]
По наличию тех или иных азотсодержащих соединений судят о времени загрязнения воды стоками. Так, наличие в воде ЫН и отсутствие нитритов указывает на недавнее загрязнение воды. Одновременное же присутствие их свидетельствует о том, что с момента первичного загрязнения прошел уже какой-то промежуток времени. Отсутствие МН при наличии нитритов и особенно нитратов говорит о том, что загрязнение произошло уже давно и вода за это время самоочистилась.[ ...]
Из показателей химического загрязнения воды источника или хозяйственно-питьевой водопроводной воды в первую очередь заслуживают внимания продукты распада органических соединений в воде азотсодержащих веществ ЫНГ> тО? и N0; Наличие в воде альбуминоидного аммиака МН+ даже в виде следов сигнализирует о свежем ее загрязнении; при наличии в воде хотя бы следов нитрит-иона N0 воду обычно считают подозрительной в санитарном отношении; наличие в воде нитратов N0 при отсутствии аммиака и нитритов свидетельствует об имевшемся загрязнении и закончившейся минерализации. Солевой аммиак и следы нитрит-иона могут присутствовать и в незагрязненной воде в результате процессов восстановления азотнокислых солей при взаимодействии их с гуминовыми веществами. Однако при отсутствии аммиака и нитрит-иона при большом количестве нитрат-иона, повышенной окисляемости и наличии в большом количестве хлоридов и сульфидов воду обычно считают в санитарном отношении подозрительной. Таким образом, наличие азотсодержащих веществ при отсутствии других показателей загрязнения не служит доказательством недоброкачественности воды, особенно если вода артезианская.[ ...]
Сточные воды производства смазок. Загрязнения сточных вод производства смазок представлены парафиновыми, циклопарафиновыми и ароматическими углеводородами, карбоновыми кислотами (и их эфирами), алифатическими спиртами, фенолами и другими органическими веществами. Концентрация загрязнений в стоках сильно колеблется. К органическим загрязнениям относятся также компоненты масляной основы смазок, сложные эфиры гликолей, глицерина и высокомолекулярных жирных кислот, кремнийоргани-ческие кислоты, смолы, различные вещества, применяемые в качестве загустителей (петролатумы, церезины, парафины, производные мочевины и другие азотсодержащие соединения). Биохимическая характеристика стоков приведена в табл. 1.3.[ ...]
В смеситель / подается раствор фосфор- и азотсодержащих соединений (фосфора до 3 и азота до 15 мг/л), если эти соединения отсутствуют в промышленном стоке. Далее сточные воды направляются в аэротенкн 2, в которых происходит окисление органических загрязнений микроорганизмами активного ила ври интенсивной аэрации. Активный ил адсорбирует и в присутствии кислорода воздуха окисляет значительную часть загрязнений.[ ...]
Процесс нитрификации является конечной стадией минерализации азотсодержащих органических загрязнений. Наличие нитратов в очищенных сточных водах служит одним из показателей степени их очистки; поэтому необходимо применять такие очистные сооружения, которые обеспечили бы оптимальные условия для жизнедеятельности нитрифицирующих бактерий.[ ...]
Деструкционные схемы предполагают разрушение аммиака и других азотсодержащих соединений с получением элементарного азота. Оптимальный вариант деструкционных схем — разложение загрязняющих примесей непосредственно в очищаемой газовой или жидкостной системе. Этот вариант ограничен лишь объемом газа или жидкости. При больших объемах резко возрастают капитальные и эксплуатационные затраты, причем затраты экспоненциально возрастают по мере уменьшения содержания загрязнений в очищаемом газе.[ ...]
Оксид азота (I) Ы20 (закись азота, веселящий газ) не оказывает большого влияния на загрязнение воздуха, однако представляет известный интерес ввиду своей распространенности в низких концентрациях. В концентрации около 0,3 млн-1 Ы20 является нормальной составной частью незагрязненной атмосферы, примерно в такой же концентрации он содержится в растворенном виде в морской воде. Следовые количества Ы20 обнаружены и в табачном дыме (40 мкг в 1 г табака). Из-за отсутствия специфичных методов обнаружения и благодаря хорошей растворимости в воде присутствие 1 [20 часто ускользает от внимания химиков-аналитиков, вероятно, поэтому N<¡0 следует искать во многих отходящих газах.[ ...]
При удельных нагрузках 80-150 мг/г обеспечивается полное окисление и нитрификация азотсодержащих загрязнений. Экологические условия соответствуют р-мезосапробной зоне водоема. При полном окислении поступающих на очистку растворенных органических веществ, ненарушенном балансе их сорбции и окислении, низких нагрузках на активный ил и развитом процессе нитрификации формируется наиболее экологически совершенный биоценоз - нитрифицирующий активный ил.[ ...]
Химический анализ позволяет обнаружить компоненты воды, являющиеся индикаторами на ее загрязнение; эти химические вещества, безвредные для организма человека в тех.количествах, в которых они встречаются в воде, указывают, однако, .на связь водоема с тем или иным источником его загрязнения. Из числа показателей химического загрязнения воды в первую очередь заслуживают внимания продукты распада органических соединений в виде азотсодержащих веществ МН4‘, N02" и М03" (санитарное значение этих веществ было подробно выяснено в ходе их исследования). Однако при оценке санитарного значения азотсодержащих веществ необходима большая осторожность, так как они бывают, как об этом говорилось, минерального происхождения. Наличие азотсодержащих веществ при Отсутствии других показателей загрязнения не служит доказательством недоброкачественности воды, особенно если исследуются подземные глубинные воды (из артезианских скважин.[ ...]
Биохимическая очистка сточных вод проводится преимущественно для удаления органических загрязнений.[ ...]
Присутствие в воде всех трех ингредиентов ¡говорит с одной стороны, о сравнительно давнем загрязнении, с другой — также о наличии свежего загрязнения. Однако приведенные данные о значении определения азотсодержащих веществ для оценки воды в санитарном отношении можно принять только за схему, так как необходимо учесть ряд привходящих факторов, подробно освещенных при выяснении санитарного значения каждого отдельного элемента в группе азотсодержащих веществ.[ ...]
Присутствие в воде только азотной кислоты при одновременном отсутствии аммиака и азотистой кислоты указывает на загрязнение воды в прошлом. В этом случае с момента загрязнения воды прошел срок, достаточный для того, чтобы азотсодержащие вещества целиком минерализовались; следовательно, должно произойти также отмирание патогенных микроорганизмов, и воду можно признать удовлетворительной в эпидемиологическом отношении, что должно быть подтверждено данными бактериологического исследования.[ ...]
При проектировании и реализации мониторинга природных вод и почв в первую очередь возникает необходимость геохимического картирования загрязненных различными химическими и органическими веществами территорий нефтегазовых месторождений с выделением и ранжированием источников загрязнения по их роли в формировании загрязняющих техногенных потоков, а также с определением региональных фоновых значений загрязняющих веществ (в основном тяжелых металлов, углеводородов, азотсодержащей органики и др.).[ ...]
Возможность смыва химических веществ с почвы поверхностными стоками была показана на примере многих соединений. Так, интенсивное применение азотсодержащих минеральных удобрений привело к резкому повышению соединений азота в подземных водах. Еще большую опасность представляют загрязненные воды как среда обитания живых организмов, употребляемых человеком в пищу. Склонность экзогенных химических веществ к миграции по пищевым цепям и кумуляции приводит к тому, что рыба, моллюски, ракообразные, сконцентрировавшие в себя значительные количества вредных веществ, могут служить причиной отравления людей. Так, причиной широко известной болезни Минамата (Япония) является загрязнение воды ртутноорганическими веществами и концентрация их в водорослях, используемых населением в качестве продуктов питания.[ ...]
Сточные воды коксохимических установок и заводов. Сточные воды установок гидрорезки кокса содержат циклопарафиновые и ароматические углеводороды, фенолы и азотсодержащие соединения. Содержание в стоках указанных загрязнений зависит от состава тяжелых нефтяных остатков: мазутов, гудронов, экстрактов селективной очистки масел и другого сырья.[ ...]
Коммунальное хозяйство населенных пунктов в настоящее время рассматривается как один из важнейших деструкторов устойчивости антропогенных экосистем. Особую опасность загрязнения из коммунальных источников стали приобретать в условиях мегаполисов. Главным фактором опасности являются ненадежность и устарелость оборудования и конструкций инженерных сетей: водопровод, канализация; фильтрат из хранилищ твердых бытовых отходов. Сооружения водоподготовки с обширными иловыми картами, аэраторы и отстойники на очистных сооружениях, поля осадков сточных вод и линейные канализационные сооружения сбрасывают в виде потерь грязные сточные воды в первый от поверхности водоносный горизонт. В крупных, особенно старых исторических городах, имеющих Тенденцию к превращению в мегаполис или ставших мегаполисом, как, например, Москва, острой проблемой становится эксплуатация, консервация и ликвидация кладбищ. Подземные воды при неверном выборе места для кладбища сильно загрязняются азотсодержащими соединениями.[ ...]
Денитрификания - процесс биохимического восстановления нитратного и нитритного азота в оксиды и свободный азот - используется как ступень биологической очистки сточных вод от азотсодержащих соединений. Для процесса денитрификации требуется наличие в очищаемой воде специфического легкораэлагаемого биохимическим путем органического субстрата. Он подвергается, как правило, полному окислению до С02 и Н20. Денитрифицирующие бактерии (гетеротрофы, присутствующие в сточных водах в большом количестве) могут окислять очень широкий круг органических веществ: углеводорода, спирты и органические кислоты. Если процесс денитрификации проводят с биологически очищенной водой, практически лишенной исходных органических веществ, то в качестве углеродного питания чаще всего используют метанол. Последний полностью потребляется в процессе денитрификации и не способствует вторичному загрязнению очищенных сточных вод.[ ...]
Смешанный сток 25 поступает в денитрификатор 26, где происходит процесс восстановления нитритов и нитратов до свободного азота, а также окисление сапрофитными микроорганизмами органических загрязнений кислородом азотсодержащих соединений. Иловая смесь 27 поступает во вторичный отстойник 29, где происходит отделение очищенной жидкости 28 от активного ила. Активный ил из вторичных отстойников 12, 20, 29 частично возвращается на соответствующие стадии биохимического процесса очистки как возвратный ил 10, 17, 31, а частично как избыточный ил 13, 21, 30 поступает на обработку осадка.[ ...]
Для очистки сточнцх вод, которая наиболее успешно проходит в аэробных условиях, как:это видно из предыдущего, необходимо наличие кислорода для окисления органического вещества, входящего в состав загрязнений сточных вод. Израсходованный на это кислород пополняется вновь главным образом за счет растворения его из атмосферного воздуха. Таким образом, в канализационных очистных сооружениях, которые служат для минерализации органических загрязнений, входящих в состав сточных вод, одновременно протекают два процесса: потребление кислорода и растворение его. Установлено, что минерализация органического вещества, происходящая в результате его окисления при содействии микроорганизмов-минерализаторов или так называемого биохимического окисления, совершается в две фазы: в первую фазу окисляются углеродсодержащие вещества, дающие в результате углекислоту и воду, во вторую фазу окисляются азотсодержащие вещества сначала до нитритов, а затем до нитратов.[ ...]
Из антропогенных источников выделяется около 93 % оксидов азота, главным образом в виде монооксида азота, который в результате атмосферных свободнорадикальных реакций превращается в диоксид азота. Оценка азотсодержащих выбросов менее точна по сравнению с оценкой выбросов диоксида серы. По данным различных исследователей, в 1982 г. в США было выброшено в атмосферу тепловыми электростанциями 5,6—7,2 млн.-т оксидов азота (в пересчете на N02); при сжигании топлива в промышленности 3,1— 3,8; транспортными средствами 7,0—7,9; из других источников 2,8—3,0; всего 18,7—21,7 млн. т загрязнений. Данные о выбросах БОг и N0 по сезонам года приведены в табл. 4.[ ...]
Ценную информацию при анализе ПАС могут дать) детекторы, специфически реагирующие на отдельные гетероатомы или определенные функциональные группы. Это чувствительный к соединениям азота термоионный детектор, пригодный для обнаружения азотсодержащих. ПАС на уровне пикограммов. Например, одновременное детектирование ПАУ и< азааре-нов с помощью ПИД и ТИД позволяет надежно идентифицировать эти токсичные соединения в сложной смеси загрязнений воздуха. Аналогичное применение при анализе ПАС с атомами серы находит и высокочувствительный ПФД. Чувствительны и селективны к атомам серы и азота также электролитический кондуктометрический детектор. Может найти применение при анализе ПАС чувствительный к ароматическим соединениям фотоионизационный детектор [289].[ ...]
В чистых подземных водах их не более 0,1 мг/л, но в местах, где применяются минеральные удобрения, концентрация резко возрастает. Содержание нитратов в почвенных растворах достигает 300 мг/л и более. Обнаружение нитратов и нитритов в почвах и подземных водах указывает на загрязнение их азотсодержащими органическими веществами. В организм попадают с пищей, так как могут накапливаться в различных сельскохозяйственных растениях, и вызывают метгеноглобинемию, оказывают раздражающее действие на кожу и т.п. Токсическое действие нитритов на организм обусловлено их влиянием на сосудодвигательный и дыхательный центры центральной нервной системы, а также образованием в организме сильных канцерогенов - нитрозаминов. Нитрозамины обнаружены и в машинных маслах (до 3%!). ПДК в воде - 45 мг/л, ПДК в воде по са-нитарно-токсикологическому признаку вредности - 10 мг/л.[ ...]
Гипохлорит натрия является селективным окислителем, он окисляет преимущественно аммиак, мочевину, аминокислоты и другие вещества и, в меньшей степени, углеводы. Если параллельно с определением- хлороемкости проводить определение пер-манганатной окисляемости, то это позволяет составить некоторое представление о природе загрязнений сточной воды. Действие ЫаОС1 будет еще более селективным, если анализируемую воду кипятят только 1 мин и при анализе сильно загрязненных вод вместо 0,02 н. раствора КаОС1 применять 0,1 н. раствор. В этих условиях действие гипохлорита на углеводы ослабляется, а на азотсодержащие соединения остается без изменения [197].[ ...]
В природных водах азот находится в виде ряда неорганических и разнообразных органических соединений. К неорганическим формам этого элемента относятся аммоний, нитриты и нитраты — все хорошо растворимые. Белковоподобные соединения, полипептиды, гумусовые вещества, аминокислоты, амины, мочевина — далеко не полный перечень азотсодержащих органических веществ, которые присутствуют в воде во взвешенном состоянии (остатки организмов), в виде коллоидных и истинных растворов. Между неорганическими и органическими соединениями азота постоянно осуществляются взаимные переходы. Повышение содержания нитратов и нитритов в воде свидетельствует о загрязнении воды. В чистых водах нитрит-ионы аналитически не обнаруживаются.[ ...]
Таким образом, эвтрофикацию водоемов можно предупредить удалением из воды хотя бы одного питательного вещества. Практически это сводится к удалению из сточных вод соединений фосфора, так как углерод в виде бикарбонатов, а азот в результате ассимиляции из воздуха некоторыми видами водной растительности почти всегда присутствуют в природных водах. К тому же из-за высокой растворимости большинства минеральных азотсодержащих солей изыскание эффективных и экономичных методов их удаления вызывает большие затруднения. Тем не менее, в последнее время выявилась необходимость строгого нормирования содержания аммонийных солей и нитратов в воде водоемов. Действующими в нашей стране «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» (1975) по токсикологическому признаку в воде водоемов рыбохозяйственного значения лимитируется содержание аммонийных соединений, а в воде водоемов хозяйственнопитьевого и культурно-бытового пользования — содержание нитратов. Предельно допустимая концентрация аммонийных соединений принята 0,5 мг/л, а для нитратов (в пересчете на азот) — 10 мг/л.[ ...]
Выпадение дождя приводит к тому, что воздух очищается еще одним способом, помимо только что описанного. Ранее мы уже говорили, что внутри облака капельки образуются в результате конденсации на мелких частицах радиусом 0,1 —1,0 мк. Эффективными ядрами конденсации являются частицы морской соли. По мнению ученых, большинство еще более мелких по размерам ядер конденсации составляет серусодержащие частицы, какие выбрасывают в атмосферу источники промышленных загрязнений. Ядрами конденсации могут служить и некоторые соединения азота. При выпадении дождя капельки, находящиеся внутри облака, в результате столкновения п слияния объединяются с дождевыми каплями. Когда они выпадают на землю, то уносят с собой серу- и азотсодержащие вещества. Иногда эти два типа веществ даже удобряют почву, так как добавляют в нее питательные (для растений) вещества.[ ...]
Доля легко окисляемого органического вещества по отношению к общему значительно колеблется и зависит от лимнологического типа водоема, сезона года, биологических процессов, поверхностного стока и т. д. [1]. Г. Г. Винберг показал, что на участке верхнего Днепра БПКполн составляло в июле 37,3—44,1% от ХПК, а в июне и феврале 16,7—22,5 и 23,5—37,2% соответственно. Приводимые в этой же книге значения для других водоемов колеблются от 4,6 до 50%. Таким образом, отношение БПКполн/ХПК может возрастать не только в связи с загрязнением водоема бытовыми сточными водами, но и за счет естественных процессов, которые нужно выделять при учете антропогенного влияния на водоем. Если на участках рек БПКполн/ХПК не превышает 10%, это явно свидетельствует о присутствии в водоеме соединений, не распадающихся при очистке на городской станции аэрации. По Т. Стоунесу, 37% углеродсодержащих органических веществ бытовых сточных вод не подвергается полному биохимическому окислению. Во второй фазе окисления (после 5—10 сут) интенсивно идет процесс нитрификации, который оценивается по расходу Ог после посева в сильно разбавленные сточные воды нитрифицирующих микроорганизмов, выделенных из очищенных стоков. Процесс распада азотсодержащих соединений наиболее активно идет после 15-го дня инкубации.[ ...]
Степень биохимического окисления многих органических соединений, загрязняющих сточные воды, невысока. Степень биохимического окисления серу- и азотсодержащих соединений весьма различна — от 0,02 до 0,95. Причем анализ реального состава сточных вод в канализационных коллекторах ряда промышленных районов указывает на высокое содержание в них консервативных загрязнений (БПКп/ХПК от 1/6 до 1/15) [78, с. 40].[ ...]
Статистические методы условно можно разделить на прямые и косвенные. К косвенным1 относятся методы корреляционного анализа, основанные на использовании коэффициентов корреляции и эластичности. В частности, на существование риска заболеваемости может указывать высокое значение коэффициента корреляции между уровнем концентрации загрязнителя в той или иной сфере окружающей среды и уровнем заболеваемости населения, рассчитанного по информации, отражающей соответствующие показатели на совокупности территорий. Корреляционный анализ, например, подтверждает существование прямых взаимосвязей между концентрацией СО в атмосфере и частотой заболеваний астмой, концентрацией свинца в атмосфере, воде и заболеваниями крови, концентрацией азотсодержащих и хлорсодержащих соединений в воде и заболеваниями желудка и почек, уровнем бактериального загрязнения вод и кишечными заболеваниями и т.д.[ ...]