Chemische Indikatoren für Wasserverschmutzung durch organische Stoffe. Wasserverschmutzung durch organische Stoffe. Trinkwasserqualität

Zur Beurteilung der epidemiologischen Gefährlichkeit von Wasser werden bakteriologische und chemische Verschmutzungsindikatoren herangezogen.

Bakteriologische Indikatoren der Wasserverschmutzung. Aus epidemiologischer Sicht sind bei der Wasserbeurteilung überwiegend pathogene Mikroorganismen von Bedeutung. Doch selbst mit modernen Fortschritten in der mikrobiologischen Technologie ist die Untersuchung von Wasser auf das Vorhandensein pathogener Mikroorganismen und noch mehr Viren ein ziemlich arbeitsintensiver Prozess. Sie wird daher bei Massenwassertests nicht durchgeführt und nur bei Vorliegen epidemiologischer Indikationen durchgeführt, beispielsweise bei Ausbrüchen von Infektionskrankheiten, bei denen der Verdacht auf eine Wasserübertragung besteht.

Bei der Beurteilung der Wasserqualität in der Sanitärpraxis werden häufig indirekte bakteriologische Indikatoren der Wasserverschmutzung verwendet. Man geht davon aus, dass das Wasser aus epidemiologischer Sicht umso weniger gefährlich ist, je weniger es mit Saprophyten belastet ist.

Einer der Indikatoren für die Wasserverschmutzung durch saprophytische Mikroflora ist die sogenannte Keimzahl.

Die Mikrobenzahl ist die Anzahl der Kolonien, die wachsen, wenn 1 ml Wasser auf Fleisch-Pepton-Agar nach 24-stündiger Kultivierung bei einer Temperatur von 37 °C inokuliert wird.

Die Keimzahl charakterisiert die Gesamtkeimbelastung des Wassers. Bei der Beurteilung der Wasserqualität nach diesem Indikator verwenden sie Beobachtungsdaten, dass im Wasser unverschmutzter und gut ausgestatteter artesischer Brunnen die Mikrobenzahl 10-30 pro 1 ml nicht überschreitet, im Wasser unverschmutzter Minenbrunnen - 300- 400 pro 1 ml, im Wasser relativ sauberer offener Behälter - 1000-1500 pro 1 ml. Bei wirksamer Reinigung und Desinfektion von Leitungswasser überschreitet die Zahl 100 in 1 ml nicht.

Von noch größerer Bedeutung ist die Bestimmung des Vorkommens von E. coli im Wasser, das mit den Exkrementen von Menschen und Tieren ausgeschieden wird. Daher weist das Vorhandensein von E. coli im Wasser auf eine fäkale Kontamination und damit auf eine mögliche Kontamination des Wassers mit pathogenen Mikroorganismen der Darmgruppe (Typhus, Paratyphus, Ruhr usw.) hin.

Durch die Untersuchung des Wassergehalts auf E. coli können wir die Möglichkeit einer zukünftigen Kontamination des Wassers mit pathogener Mikroflora vorhersehen und somit die Möglichkeit schaffen, dies durch rechtzeitige Umsetzung der erforderlichen Maßnahmen zu verhindern.

Der Grad der Verunreinigung des Wassers mit E. coli wird durch den Wert des Coli-Titers bzw. Coli-Index ausgedrückt.

Der Coli-Titer ist die kleinste Menge an Testwasser, in der mit der entsprechenden Technik E. coli nachgewiesen (gezüchtet) wird. Je niedriger der Coli-Titer, desto größer ist die fäkale Belastung des Wassers.

Coli-Index – die Anzahl von E. coli in 1 Liter Wasser.

In sauberem Wasser aus artesischen Brunnen liegt der Coli-Titer in der Regel über 500 (Coli-Index kleiner als 2), in unbelasteten und gut ausgestatteten Brunnen liegt der Coli-Titer nicht unter 100 (Coli-Index nicht mehr als 10).

Eine Reihe experimenteller Studien hat gezeigt, dass E. coli resistenter gegen Desinfektionsmittel ist als die Erreger von Darminfektionen, Tularämie, Leptospirose und Brucellose und daher nicht nur als Indikator für Wasserverschmutzung, sondern auch als Indikator für die Wasserverschmutzung dienen kann Zuverlässigkeit seiner Desinfektion, beispielsweise in einem Wasserversorgungssystem.

Wenn nach der Wasserdesinfektion der Titer von E. coli auf 300 ansteigt (Coli-Index nicht mehr als 3), kann dieses Wasser als sicher gegen die Haupterreger von durch Wasser übertragenen Krankheiten angesehen werden.

Chemische Indikatoren für Wasserverschmutzung. Zu den chemischen Indikatoren für Wasserverschmutzung zählen organische Stoffe und deren Abbauprodukte: Ammoniumsalze, Nitrite und Nitrate. Abgesehen von Nitraten haben diese Verbindungen selbst in den Mengen, in denen sie normalerweise in natürlichen Gewässern vorkommen, keine Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit. Ihr Vorhandensein kann nur darauf hindeuten, dass der Boden, durch den das Wasser fließt und die Wasserquelle speist, verunreinigt ist und dass zusammen mit diesen Substanzen pathogene Mikroorganismen in das Wasser gelangt sein könnten.

In einigen Fällen kann jeder der chemischen Indikatoren unterschiedlicher Natur sein, beispielsweise sind organische Substanzen pflanzlichen Ursprungs. Daher kann eine Wasserquelle nur dann als verschmutzt erkannt werden, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind: 1) Das Wasser enthält nicht einen, sondern mehrere chemische Indikatoren für Verschmutzung; 2) gleichzeitig wurden im Wasser bakterielle Kontaminationsindikatoren wie E. coli nachgewiesen; 3) Die Möglichkeit einer Kontamination wird durch eine Hygieneinspektion der Wasserquelle bestätigt.

Ein Indikator für das Vorhandensein organischer Substanzen im Wasser ist die Oxidationsfähigkeit, ausgedrückt in Milligramm Sauerstoff, der für die Oxidation organischer Substanzen in 1 Liter Wasser aufgewendet wird. Artesisches Wasser hat die geringste Oxidationsfähigkeit – bis zu 2 mg O2 pro 1 Liter; im Wasser von Bergwerksbrunnen erreicht die Oxidationsfähigkeit 3-4 mg O2 pro 1 Liter und nimmt mit zunehmender Farbe des Wassers zu. In Wasser aus offenen Reservoirs kann die Oxidation sogar noch höher sein.

Ein Anstieg der Wasseroxidation über die oben genannten Werte weist auf eine mögliche Kontamination der Wasserquelle hin.

Die Hauptquelle für Ammoniak, Stickstoff und Nitrite in natürlichen Gewässern ist die Zersetzung von Proteinrückständen, Tierkadavern, Urin und Kot.

Bei erneuter Verschmutzung durch Abfälle steigt der Gehalt an Ammoniumsalzen im Wasser (über 0,1 mg/l). Als Produkt der weiteren chemischen Oxidation von Ammoniumsalzen dienen Nitrite in Mengen über 0,002 mg/l auch als wichtiger Indikator für die Verunreinigung einer Wasserquelle. Es muss berücksichtigt werden, dass in tiefen Grundgewässern bei Reduktionsprozessen die Bildung von Nitriten und Ammoniumsalzen aus Nitraten möglich ist. Nitrate sind das Endprodukt der Oxidation von Ammoniumsalzen. Ihr Vorhandensein im Wasser ohne Ammoniak und Nitrite weist darauf hin, dass stickstoffhaltige Stoffe, die bereits mineralisiert sind, erst vor relativ kurzer Zeit in das Wasser gelangt sind.

Chloride sind ein Indikator für die Verunreinigung einer Wasserquelle, da sie im Urin und in verschiedenen Abfällen enthalten sind. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass das Vorhandensein großer Mengen Chloride im Wasser (mehr als 30-50 mg/l) der Fall sein kann auch durch die Auswaschung von Chloridsalzen aus salzhaltigen Böden verursacht werden.

Um die Herkunft von Chloriden richtig beurteilen zu können, müssen die Art der Wasserquelle, das Vorhandensein von Chloriden im Wasser benachbarter Wasserquellen desselben Typs sowie das Vorhandensein anderer Indikatoren für Wasserverschmutzung berücksichtigt werden.

DIREKTER ZYKLUS DER ZERSETZUNG STICKSTOFFHALTIGER ORGANISCHER VERBINDUNGEN

Es besteht aus unzersetzten Eiweißstoffen, oft tierischen Ursprungs, sowie Stickstoff, der Bestandteil von Mikroorganismen, niedrigen Pflanzen und unzersetzten Überresten höherer Pflanzen ist.

Zu Beginn der Zersetzung entsteht Ammoniak, dann wird Ammoniak unter Einwirkung nitrifizierender Bakterien in Gegenwart einer ausreichenden Menge Sauerstoff zu salpetriger Säure (NO 2 -) oxidiert ( Nitrite) und dann oxidieren Enzyme einer anderen Mikrobenfamilie salpetrige Säure zu Salpetersäure (NO 3 -) (Nitrate).

Bei erneuter Verschmutzung durch Abfälle steigt der Wassergehalt. AMMONIUMSALZE, das heißt, das Ammoniumion ist 1. Ein Indikator jüngste Verschmutzung Wasser mit organischen Substanzen mit Proteincharakter. 2. Ammoniumion kommen in sauberen, huminhaltigen Gewässern und in Gewässern tiefgründigen Ursprungs vor.

Nachweis von NITRITEN im Wasser weist auf eine kürzliche Verunreinigung der Wasserquelle mit organischem Material hin (der Nitritgehalt im Wasser sollte nicht mehr als 0,002 mg/l betragen).

NITRATE- Dies ist das Endprodukt der Oxidation von Ammoniumverbindungen; das Vorhandensein von Ammonium- und Nitritionen im Wasser in Abwesenheit zeigt dies an langjährige Verschmutzung Wasserquelle. Der Nitratgehalt im Grubenbrunnenwasser sollte 10 mg/l betragen, im Trinkwasser aus zentraler Wasserversorgung bis zu 45 mg/l.

Der Nachweis des gleichzeitigen Vorhandenseins von Ammoniumsalzen, Nitriten und Nitraten im Wasser weist auf eine ständige und langfristige organische Belastung des Wassers hin.

CHLORIDE- sind in der Natur äußerst weit verbreitet und kommen in allen natürlichen Gewässern vor. Eine große Menge davon im Wasser macht es aufgrund seines salzigen Geschmacks ungenießbar. Darüber hinaus können Chloride als Indikator für eine mögliche Verunreinigung einer Wasserquelle mit Abwasser dienen. Daher können Chloride als sanitäre Indikatorsubstanzen wichtig sein, wenn ihr Gehalt über einen mehr oder weniger langen Zeitraum wiederholt überprüft wird. (GOST „Trinkwasser nicht >> 350 mg/l).

SULFATE- sind ebenfalls wichtige Indikatoren für organische Wasserbelastungen, da sie stets im häuslichen Abwasser enthalten sind. (GOST „Trinkwasser“ nicht >> 500 mg/l).

OXIDIERBARKEIT- Dies ist die Sauerstoffmenge in mg, die für die Oxidation organischer Substanzen in 1 Liter Wasser verbraucht wird.

GELÖSTER SAUERSTOFF

Aufgrund des fehlenden Luftkontakts enthält Grundwasser sehr oft keinen Sauerstoff. Der Sättigungsgrad von Oberflächengewässern variiert stark. Wasser gilt als sauber, wenn es bei einer bestimmten Temperatur 90 % des maximal möglichen Sauerstoffgehalts enthält, mittlere Reinheit - bei 75-80 %; Zweifelhaft - bei 50-75 %; Kontaminiert – weniger als 50 %.

Gemäß den „Regeln zum Schutz von Oberflächengewässern vor Verschmutzung“ muss der Sauerstoffgehalt im Wasser zu jeder Jahreszeit in einer vor 12 Uhr mittags entnommenen Probe mindestens 4 mg/l betragen.

Aufgrund erheblicher Schwankungen des absoluten Sauerstoffgehalts in natürlichen Gewässern ist ein wertvollerer Indikator die Menge des Sauerstoffverbrauchs während einer bestimmten Speicherdauer von Wasser bei einer bestimmten Temperatur (BIOCHEMISCHER SAUERSTOFFBEDARF für 5 oder 20 Tage – BSB 5 – BSB 20).

Zur Bestimmung wird das Prüfwasser durch kräftiges Schütteln mit Luftsauerstoff gesättigt, der darin enthaltene Anfangssauerstoffgehalt bestimmt und 5 bzw. 20 Tage bei einer Temperatur von 20 0 C belassen. Anschließend wird der Sauerstoffgehalt erneut bestimmt. Meistens der Indikator BSB 5 Wird verwendet, um die Prozesse der Selbstreinigung von Gewässern vor Verschmutzung durch industrielles und häusliches Abwasser zu charakterisieren.

HAUPTQUELLEN DER RESERVOIRVERSCHMUTZUNG, FOLGEN DER RESERVOIRVERSCHMUTZUNG

Die Hauptquellen der Wasserverschmutzung sind:

1. Industrielles und häusliches Abwasser (Hauswasser weist eine hohe bakterielle und organische Belastung auf)

2. Abwasser aus bewässerten Flächen

3. Abwasser aus Tierhaltungsanlagen (kann pathogene Bakterien und Wurmeier enthalten)

4. organisierter (Sturmentwässerung) und unorganisierter Oberflächenabfluss aus dem Gebiet von Siedlungen, landwirtschaftlichen Feldern (Einsatz verschiedener Chemikalien – Mineraldünger, Pestizide usw.)

5. Mole Holzflößerei;

6. Wassertransport (3 Arten von Abwasser: Fäkalien, Brauchwasser und Wasser aus Maschinenräumen).

Darüber hinaus können weitere Quellen der Wasserverschmutzung durch Erreger von Darminfektionen sein: Krankenhausabwasser; Massenbaden; Wäsche waschen in einem kleinen Teich.

Verschmutzung in Gewässer:

1. die normalen Lebensbedingungen der Biozönose des Stausees verletzen;

2. zu Veränderungen der organoleptischen Parameter des Wassers (Farbe, Geschmack, Geruch, Transparenz) beitragen;

3. Erhöhung der bakteriellen Kontamination von Gewässern. Der menschliche Konsum von Wasser, das keinen Reinigungs- und Desinfektionsmethoden unterzogen wurde, führt zur Entwicklung von: Infektionskrankheiten, nämlich Bakterien, Ruhr, Cholera, Viren (Virushepatitis), Zoonosen (Leptospirose, Tularämie), Helminthiasis sowie menschlichen Infektionen mit Protozoen (Amöbe, Ciliatenschuh);

4. Erhöhen Sie die Menge an Chemikalien, deren Überschuss im Trinkwasser zur Entwicklung chronischer Krankheiten beiträgt (z. B. Anreicherung von Blei, Beryllium im Körper).

An die Qualität des Trinkwassers werden daher folgende hygienische Anforderungen gestellt:

1. Wasser muss epidemiologisch sicher gegen akute Infektionskrankheiten sein;

2. muss in seiner chemischen Zusammensetzung harmlos sein;

3. Das Wasser muss günstige organoleptische Eigenschaften haben, angenehm im Geschmack sein und darf keine ästhetischen Bedenken hervorrufen.

Um die mit der Übertragung durch Wasser verbundene Morbidität beim Menschen zu verringern, ist Folgendes erforderlich:

Umsetzung eines Umweltmaßnahmenkomplexes (Unternehmen sind Verschmutzungsquellen) und Kontrolle über dessen Umsetzung (Kontrollorgane des Ministeriums für Naturwirtschaft, FS Rospotrebnadzor);

Anwendung von Methoden zur Verbesserung der Trinkwasserqualität (Vodokanal);

Kontrolle der Trinkwasserqualität.

Natürliches Wasser reagiert leicht alkalisch (6,0-9,0). Ein Anstieg der Alkalität weist auf eine Verschmutzung oder ein Ausblühen des Stausees hin. Bei Anwesenheit von Huminstoffen oder dem Eindringen von Industrieabwässern wird eine saure Reaktion des Wassers beobachtet.

Steifigkeit. Die Wasserhärte hängt von der chemischen Zusammensetzung des Bodens, durch den das Wasser fließt, vom Kohlenmonoxidgehalt und vom Grad der Verunreinigung mit organischer Substanz ab. Sie wird entweder in mEq/L oder in Grad gemessen. Je nach Härtegrad kann Wasser sein: weich (bis zu 3 mg-Äq/l); mittlere Härte (7 mg = eq/L); hart (14 mg=eq/l); sehr hart (über 14 mg-eq/L). Sehr hartes Wasser hat einen unangenehmen Geschmack und kann den Verlauf von Nierensteinen verschlimmern.

Die Oxidationsfähigkeit von Wasser ist die Menge an Sauerstoff in Milligramm, die für die chemische Oxidation der in 1 Liter Wasser enthaltenen organischen und anorganischen Stoffe verbraucht wird. Eine erhöhte Oxidation kann auf eine Wasserverunreinigung hinweisen.

Sulfate in Mengen über 500 mg/l verleihen dem Wasser einen bitter-salzigen Geschmack, bei einer Konzentration von 1000-1500 mg/l beeinträchtigen sie die Magensekretion und können Dyspepsie verursachen. Sulfate können ein Indikator für die Verunreinigung von Oberflächengewässern durch tierische Abfälle sein.

Ein erhöhter Eisengehalt verursacht Färbung, Trübung, verleiht dem Wasser einen Schwefelwasserstoffgeruch, einen unangenehmen Tintengeschmack und in Kombination mit Huminverbindungen einen sumpfigen Geschmack.

Ammoniak im Wasser gilt als Indikator für epidemiologisch gefährliche Süßwasserbelastungen mit organischen Stoffen tierischen Ursprungs. Ein Indikator für eine neuere Kontamination sind Salze der salpetrigen Säure – Nitrate, die Produkte der Ammoniakoxidation unter dem Einfluss von Mikroorganismen während des Nitrifikationsprozesses sind. Das Vorhandensein von Nitraten im Wasser ohne Ammoniak und Salze der salpetrigen Säure weist auf den Abschluss der Mineralisierung hin Prozess und weisen bei einem hohen Gehalt davon im Wasser auf eine langjährige Kontamination des Wassers hin. Der Gehalt aller drei Bestandteile im Wasser – Ammoniak, Nitrite und Nitrate – weist jedoch auf die Unvollständigkeit des Mineralisierungsprozesses und eine epidemiologisch gefährliche Wasserverschmutzung hin.

52. Methoden zur Verbesserung der Wasserqualität .

I.Grundlegende Methoden

1. Klärung und Entfärbung (Reinigung): Absetzen, Filtrieren, Koagulieren.

2. Desinfektion: Kochen, Chlorierung, Ozonierung, Bestrahlung mit UV-Strahlen, Nutzung der oligodynamischen Wirkung von Silber, Einsatz von Ultraschall, Einsatz von Gammastrahlen.

II.Spezielle Verarbeitungsmethoden: Desodorierung, Entgasung, Enteisenung, Enthärtung, Entsalzung, Defluoridierung, Fluoridierung, Dekontamination.

In der ersten Stufe der Wasserreinigung aus einer offenen Wasserquelle wird es geklärt und verfärbt. Unter Klärung und Entfärbung versteht man die Entfernung von Schwebstoffen und Farbkolloiden (hauptsächlich Huminstoffe) aus Wasser und wird durch Absetzen und Filtrieren erreicht. Diese Prozesse sind langsam und die Bleicheffizienz ist gering. Der Wunsch, die Sedimentation suspendierter Partikel zu beschleunigen und den Filtrationsprozess zu beschleunigen, führte zur vorläufigen Koagulation von Wasser mit Chemikalien (Koagulanzien), die mit schnell absetzenden Flocken Hydroxide bilden und die Sedimentation suspendierter Partikel beschleunigen.

Als Koagulationsmittel wird Aluminiumsulfat – Al2(SO4)3 – verwendet; Eisenchlorid – FeCl3; Eisensulfat – FeSO4 usw. Gerinnungsmittel sind bei richtiger Behandlung für den Körper ungefährlich, da die Restmengen an Aluminium und Eisen sehr gering sind (Aluminium – 1,5 mg/l, Eisen – 0,5 – 1,0 mg/l).

Nach dem Koagulieren und Absetzen wird das Wasser mit schnellen oder langsamen Filtern gefiltert.

Bei jedem Schema sollte die Desinfektion die letzte Stufe der Wasseraufbereitung in einer Wasseraufbereitungsanlage sein. Seine Aufgabe ist es, pathogene Mikroorganismen zu zerstören, d.h. Gewährleistung der epidemischen Wassersicherheit. Die Desinfektion kann durch chemische und physikalische (reagenzienfreie) Methoden erfolgen.

Kochen ist eine einfache und zuverlässige Methode. Vegetative Mikroorganismen sterben beim Erhitzen auf 800 °C innerhalb von 20–40 Sekunden ab, sodass das Wasser im Moment des Kochens tatsächlich desinfiziert wird.

Ultraschall wird zur Desinfektion von häuslichem Abwasser eingesetzt. Es ist wirksam gegen alle Mikroorganismen, einschließlich Sporenformen, und seine Verwendung führt bei der Desinfektion von Haushaltsabwässern nicht zu Schaumbildung.

Gammastrahlung ist eine sehr zuverlässige und effektive Methode, die alle Arten von Mikroorganismen sofort zerstört.

Zu den Reagenzien, die die chemische Zusammensetzung des Wassers während der Desinfektion nicht verändern, gehört Ozon.

Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen ist derzeit die Chlorierung die wichtigste Methode zur Wasserdesinfektion an Wasserversorgungsstationen.

Die Wirksamkeit der Wasserdesinfektion hängt von der gewählten Chlordosis, der Kontaktzeit des Aktivchlors mit dem Wasser, der Wassertemperatur und vielen anderen Faktoren ab.

Zu den Modifikationen der Chlorierung gehören: Doppelchlorierung, Chlorierung mit Ammoniak, Nachchlorung.

Die Aufbereitung der mineralischen Zusammensetzung des Wassers kann unterteilt werden in die Entfernung überschüssiger Salze oder Gase aus dem Wasser (Enthärtung, Entsalzung und Entsalzung, Enteisenung, Entfluoridierung, Entgasung, Dekontamination usw.) und die Zugabe von Mineralien zur Verbesserung der organoleptischen und physiologischen Eigenschaften Eigenschaften des Wassers (Fluoridierung, teilweise Mineralisierung nach der Entsalzung usw.).

Zur Desinfektion einzelner Wasserversorgungen werden chlorhaltige Tablettenformen verwendet. Aquasept, Tabletten mit 4 mg aktivem Chlormononatriumsalz der Dichlorisocyanursäure. Pantozid ist ein Arzneimittel aus der Gruppe der organischen Chloramine, die Löslichkeit beträgt 15-30 Minuten. Setzt 3 mg Aktivchlor frei.

22.12.2016

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Heute erzählen wir Ihnen alles, was Sie über organische Wasserschadstoffe wissen wollten.

Organische Wasserschadstoffe

Wasser enthält neben anorganischen Stoffen (Eisen, Mangan, Fluoride) auch organische Stoffe. In unserem Blog erfahren Sie, welche Arten organischer Schadstoffe es gibt und wie Sie deren Überschuss erkennen können.

Quellen der Wasserverschmutzung:

Es gibt drei Hauptarten von Wasserverschmutzungsquellen:

• Siedlungen. In diesem Fall sind Abwasserkanäle der Hauptort der Ansammlung von Hausmüll. Tag für Tag verbrauchen die Menschen große Mengen Wasser für den Konsum, das Kochen, die Hygiene und die Reinigung. Anschließend landet dieses Wasser zusammen mit Reinigungsmitteln und Lebensmittelabfällen in der Kanalisation. Anschließend wird das Wasser durch kommunale Einrichtungen gereinigt und der Wiederverwendung zugeführt.
• Industrie. In entwickelten Ländern mit einer großen Anzahl von Unternehmen ist es ein großer Schadstoff. Die Menge an Abwasser, die sie ausstoßen, ist dreimal höher als die der kommunalen Abwässer.
• Landwirtschaft. In diesem Gebiet belastet der Pflanzenbau die Gewässer durch den Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden intensiv. Etwa ein Viertel der Stickstoffdünger, ein Drittel der Kaliumdünger und 4 % der Phosphordünger gelangen in Gewässer.

Auswirkungen organischer Schadstoffe auf die menschliche Gesundheit

Es gibt viele Krankheiten, die durch Wasserverschmutzung verursacht werden. Wenn Sie beispielsweise Ihr Gesicht mit verunreinigtem Wasser waschen, kann dies zu einer Bindehautentzündung führen. Im Wasser lebende Schalentiere und Algen können Bilharziose (Fieber, Leberschmerzen) verursachen.

So bestimmen Sie die Menge an organischer Substanz im Wasser

Der Wert, der den Gehalt an organischen und mineralischen Stoffen im Wasser charakterisiert, wird als Oxidationsfähigkeit bezeichnet. Zur Abschätzung des chemischen Sauerstoffbedarfs, d.h. Zur Bestimmung der Wasseroxidierbarkeit kommen die Dichromat- und Permanganat-Methoden zum Einsatz. Die Bestimmung der Bichromat-Oxidierbarkeit erfordert viel Zeit und ist daher für die Massenüberwachung des Betriebs von Aufbereitungsanlagen nicht geeignet. Es ist die Permanganatoxidation, die laut SanPiN die Qualität des Trinkwassers reguliert.

Was ist Permanganatoxidation?

Die Permanganat-Oxidierbarkeit ist ein Indikator zur Bewertung des CSB mit der Permanganat-Methode, mit anderen Worten, sie ist ein Indikator für die Gesamtmenge an organischen Substanzen im Wasser. Die Oxidationsfähigkeit von Permanganat wird in Milligramm Sauerstoff ausgedrückt, der zur Oxidation dieser in 1 dm3 Wasser enthaltenen Stoffe verwendet wird. Dieser Indikator zeigt nicht die im Wasser enthaltenen organischen Stoffe an, sondern nur deren Überschussmenge.

Anzeichen einer übermäßigen Permaganoxidation

→ Abwasserbehandlung

Sanitäre und chemische Indikatoren für die Abwasserverschmutzung

Die Zusammensetzung des Abwassers und seine Eigenschaften werden auf der Grundlage der Ergebnisse der sanitärchemischen Analyse beurteilt, die neben den üblichen chemischen Tests eine Reihe physikalischer, physikalisch-chemischer und sanitär-bakteriologischer Untersuchungen umfasst.

Die Komplexität der Zusammensetzung des Abwassers und die Unmöglichkeit, jeden Schadstoff zu bestimmen, führt dazu, dass Indikatoren ausgewählt werden müssen, die bestimmte Eigenschaften des Wassers charakterisieren, ohne einzelne Stoffe zu identifizieren. Solche Indikatoren werden als Gruppe oder Gesamtindikator bezeichnet. Durch die Bestimmung organoleptischer Indikatoren (Geruch, Farbe) kann beispielsweise die quantitative Bestimmung aller geruchs- oder farbgebenden Stoffe im Wasser vermieden werden.

Eine vollständige sanitärchemische Analyse umfasst die Bestimmung folgender Indikatoren: Temperatur, Farbe, Geruch, Transparenz, pH-Wert, Trockenrückstand, dichter Rückstand und Glühverluste, Schwebstoffe, absetzende Stoffe nach Volumen und Masse, Permanganatoxidation, Chemikalienbedarf für Sauerstoffbedarf (CSB), biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB), Stickstoff (gesamt, Ammonium, Nitrit, Nitrat), Phosphate, Chloride, Sulfate, Schwermetalle und andere toxische Elemente, Tenside, Erdölprodukte, gelöster Sauerstoff, Keimzahl, Coli Bakterien (Kolibakterien), Wurmeier. Zusätzlich zu den aufgeführten Indikatoren können die obligatorischen Tests einer vollständigen sanitärchemischen Analyse in kommunalen Kläranlagen die Bestimmung spezifischer Verunreinigungen umfassen, die von Industrieunternehmen in das Entwässerungsnetz von Siedlungen gelangen.

Die Temperatur ist einer der wichtigen technologischen Indikatoren; eine Funktion der Temperatur ist die Viskosität der Flüssigkeit und damit die Widerstandskraft gegenüber sich absetzenden Partikeln. Daher ist die Temperatur einer der bestimmenden Faktoren im Sedimentationsprozess. Die Temperatur ist für biologische Reinigungsprozesse von größter Bedeutung, da von ihr die Geschwindigkeit biochemischer Reaktionen und die Löslichkeit von Sauerstoff im Wasser abhängt.

Die Farbe ist einer der organoleptischen Indikatoren für die Abwasserqualität. Häusliche Fäkalienabwässer sind meist leicht gefärbt und weisen einen gelblich-bräunlichen oder grauen Farbton auf. Das Vorhandensein intensiver Färbungen in verschiedenen Farbtönen weist auf das Vorhandensein von Industrieabwässern hin. Bei farbigem Abwasser wird die Farbintensität durch Verdünnung auf farblos, beispielsweise 1:400, bestimmt; 1:250 usw.

Geruch ist ein organoleptischer Indikator, der das Vorhandensein riechender flüchtiger Substanzen im Wasser charakterisiert. Normalerweise wird der Geruch qualitativ bei einer Probentemperatur von 20 °C bestimmt und als fäkal, faulig, kerosinisch, phenolisch usw. beschrieben. Bei unklarem Geruch wird die Bestimmung durch Erhitzen der Probe auf 65 °C wiederholt. Manchmal ist es notwendig, den Schwellenwert zu kennen – die kleinste Verdünnung, bei der der Geruch verschwindet.

Die Konzentration der Wasserstoffionen wird durch den pH-Wert ausgedrückt. Dieser Indikator ist äußerst wichtig für biochemische Prozesse, deren Geschwindigkeit bei einer starken Änderung der Reaktion der Umwelt erheblich abnehmen kann. Es wurde festgestellt, dass Abwasser, das biologischen Kläranlagen zugeführt wird, einen pH-Wert im Bereich von 6,5 bis 8,5 haben muss. Industrieabwässer (sauer oder alkalisch) müssen vor der Einleitung in das Abwassernetz neutralisiert werden, um ihre Zerstörung zu verhindern. Kommunales Abwasser reagiert meist leicht alkalisch (pH = 7,2-7,8).

Transparenz charakterisiert die allgemeine Verunreinigung von Abwasser mit ungelösten und kolloidalen Verunreinigungen, ohne die Art der Verunreinigung anzugeben. Die Transparenz von kommunalem Abwasser beträgt normalerweise 1-3 cm und steigt nach der Behandlung auf 15 cm.

Der Trockenrückstand charakterisiert die Gesamtbelastung des Abwassers mit organischen und mineralischen Verunreinigungen in verschiedenen Aggregatzuständen (in mg/l). Dieser Indikator wird nach Eindampfen und weiterer Trocknung der Abwasserprobe bei t = 105 °C ermittelt. Nach der Kalzinierung (bei t = 600°C) wird der Aschegehalt des Trockenrückstandes bestimmt. Anhand dieser beiden Indikatoren kann man das Verhältnis der organischen und mineralischen Schadstoffanteile im Trockenrückstand beurteilen.

Als fester Rückstand bezeichnet man die Gesamtmenge an organischen und mineralischen Stoffen in einer gefilterten Abwasserprobe (in mg/l). Bestimmt unter den gleichen Bedingungen wie der Trockenrückstand. Nach der Kalzinierung des dichten Rückstands bei t = 600 °C ist es möglich, das Verhältnis der organischen und mineralischen Anteile löslicher Abwasserschadstoffe grob abzuschätzen. Beim Vergleich von kalzinierten trockenen und dichten kommunalen Abwasserrückständen wurde festgestellt, dass die meisten organischen Schadstoffe in ungelöstem Zustand vorliegen. In diesem Fall liegen mineralische Verunreinigungen meist in gelöster Form vor.

Schwebstoffe sind ein Indikator, der die Menge an Verunreinigungen charakterisiert, die beim Filtern einer Probe auf einem Papierfilter zurückgehalten werden. Dies ist einer der wichtigsten technologischen Indikatoren für die Wasserqualität und ermöglicht die Abschätzung der bei der Abwasseraufbereitung entstehenden Sedimentmenge. Darüber hinaus wird dieser Indikator als Entwurfsparameter bei der Auslegung von Vorklärbecken verwendet. Die Menge an Schwebstoffen ist einer der Hauptmaßstäbe bei der Berechnung des erforderlichen Abwasserreinigungsgrades. Glühverluste von Schwebstoffen werden auf die gleiche Weise wie bei trockenen und dichten Rückständen ermittelt, jedoch üblicherweise nicht in mg/l, sondern als Prozentsatz des mineralischen Anteils der Schwebstoffe im Verhältnis zu ihrer Gesamtmenge in der Trockenmasse ausgedrückt. Dieser Indikator wird als Aschegehalt bezeichnet. Die Konzentration an Schwebstoffen im kommunalen Abwasser beträgt üblicherweise 100 – 500 mg/l.

Absetzstoffe sind Teil der Schwebstoffe, die sich nach 2 Stunden Ruhezeit am Boden des Absetzzylinders absetzen. Dieser Indikator charakterisiert die Absetzfähigkeit suspendierter Partikel und ermöglicht die Bewertung des maximalen Absetzeffekts und des maximal möglichen Sedimentvolumens, das unter Ruhebedingungen erhalten werden kann. Im kommunalen Abwasser machen absetzende Stoffe durchschnittlich 50–75 % der Gesamtkonzentration an Schwebstoffen aus.

Unter Oxidationsfähigkeit versteht man den Gesamtgehalt an organischen und anorganischen Reduktionsmitteln im Wasser. In städtischen Abwässern handelt es sich bei der überwiegenden Mehrheit der Reduktionsmittel um organische Substanzen, daher wird angenommen, dass der Oxidationswert vollständig mit organischen Verunreinigungen zusammenhängt. Die Oxidationsfähigkeit ist ein Gruppenindikator. Abhängig von der Art des verwendeten Oxidationsmittels unterscheidet man zwischen chemischer Oxidation, wenn bei der Bestimmung ein chemisches Oxidationsmittel verwendet wird, und biochemischer Oxidation, wenn aerobe Bakterien die Rolle eines Oxidationsmittels spielen – dieser Indikator ist der biochemische Sauerstoffbedarf – BSB. Die chemische Oxidation kann wiederum Permanganat (Oxidationsmittel KMn04), Dichromat (Oxidationsmittel K2Cr207) und Jodat (Oxidationsmittel KJ03) sein. Die Ergebnisse der Bestimmung der Oxidationsfähigkeit werden unabhängig von der Art des Oxidationsmittels in mg/l 02 ausgedrückt. Die Oxidationsfähigkeit von Dichromat und Jodat wird als chemischer Sauerstoffbedarf oder CSB bezeichnet.

Die Oxidationsfähigkeit von Permanganat ist das Sauerstoffäquivalent leicht oxidierbarer Verunreinigungen. Der Hauptwert dieses Indikators ist die Geschwindigkeit und einfache Bestimmung. Um Vergleichsdaten zu erhalten, wird die Permanganatoxidation verwendet. Es gibt jedoch Stoffe, die von KMp04 nicht oxidiert werden. Durch die Bestimmung des CSB ist es möglich, den Grad der Wasserbelastung mit organischen Stoffen einigermaßen vollständig einzuschätzen.

Der BSB ist das Sauerstoffäquivalent des Verschmutzungsgrades von Abwasser mit biochemisch oxidierbaren organischen Stoffen. Der BSB bestimmt die Menge an Sauerstoff, die für das Leben von Mikroorganismen erforderlich ist, die an der Oxidation organischer Verbindungen beteiligt sind. Der BSB charakterisiert den biochemisch oxidierbaren Anteil organischer Schadstoffe im Abwasser, der überwiegend in gelöstem und kolloidalem Zustand sowie in Form einer Suspension vorliegt.
Um den Prozess des biochemischen Sauerstoffverbrauchs mathematisch zu beschreiben, wird am häufigsten die kinetische Gleichung erster Ordnung verwendet. Um die Gleichung abzuleiten, führen wir eine Reihe von Notationen ein: La – die Menge an Sauerstoff, die für die Oxidation aller organischen Stoffe erforderlich ist, d. h. BSBgesamt mg/l; Lt – das Gleiche, das zum Zeitpunkt t verbraucht wird, d. h. BSB mg/l; La – Lt – dasselbe bleibt zum Zeitpunkt t in Lösung, mg/l.

Stickstoff kommt im Abwasser in Form organischer und anorganischer Verbindungen vor. Im städtischen Abwasser besteht der Hauptteil der organischen stickstoffhaltigen Verbindungen aus Eiweißstoffen – Fäkalien, Lebensmittelabfälle. Anorganische Stickstoffverbindungen werden durch reduzierte – NH4+ und NH3 oxidierte Formen N02“ und N03“ dargestellt. Ammoniumstickstoff entsteht in großen Mengen bei der Hydrolyse von Harnstoff, einem menschlichen Abfallprodukt. Darüber hinaus führt der Prozess der Ammonifizierung von Proteinverbindungen auch zur Bildung von Ammoniumverbindungen.

Im städtischen Abwasser ist vor seiner Behandlung normalerweise kein Stickstoff in oxidierter Form (in Form von Nitriten und Nitraten) vorhanden. Nitrite und Nitrate werden durch eine Gruppe denitrifizierender Bakterien zu molekularem Stickstoff reduziert. Oxidierte Formen von Stickstoff können im Abwasser nur nach einer biologischen Behandlung auftreten.

Die Quelle für Phosphorverbindungen im Abwasser sind physiologische Ausscheidungen von Menschen, Abfälle aus menschlichen Wirtschaftstätigkeiten und einige Arten von Industrieabwässern. Die Konzentrationen von Stickstoff und Phosphor im Abwasser sind die wichtigsten Indikatoren | Werkzeuge für die sanitärchemische Analyse, die für die biologische Behandlung wichtig sind. Stickstoff und Phosphor sind notwendige Bestandteile der Zusammensetzung von Bakterienzellen. Sie werden biogene Elemente genannt. Ohne Stickstoff und Phosphor ist die biologische Reinigung nicht möglich.

Chloride und Sulfate sind Indikatoren, deren Konzentration Einfluss auf den Gesamtsalzgehalt hat.

Die Gruppe der Schwermetalle und anderer toxischer Elemente umfasst eine Vielzahl von Elementen, die mit zunehmendem Wissen über Reinigungsverfahren immer größer wird. Zu den giftigen Schwermetallen gehören Eisen, Nickel, Kupfer, Blei, Zink, Kobalt, Cadmium, Chrom, Quecksilber; giftige Elemente, die keine Schwermetalle sind – Arsen, Antimon, Bor, Aluminium usw.

Die Quelle von Schwermetallen sind Industrieabwässer aus Maschinenbau, Elektronik, Instrumentenbau und anderen Industrien. Im Abwasser sind Schwermetalle in Form von Ionen und Komplexen mit anorganischen und organischen Stoffen enthalten.

Synthetische Tenside (Tenside) sind organische Verbindungen, die aus hydrophoben und hydrophilen Teilen bestehen und die Auflösung dieser Stoffe in Ölen und Wasser bewirken. Etwa 75 % der Gesamtproduktion an Tensiden entfallen auf anionische Wirkstoffe, den zweiten Platz in Produktion und Anwendung nehmen nichtionische Verbindungen ein. Tenside dieser beiden Typen werden im kommunalen Abwasser bestimmt.

Erdölprodukte sind unpolare und niedrigpolare Verbindungen, die mit Hexan extrahiert werden. Die Konzentration von Erdölprodukten in Stauseen ist streng standardisiert, und da der Rückhaltegrad in städtischen Kläranlagen 85 % nicht überschreitet, ist auch der Gehalt an Erdölprodukten im Abwasser, das in die Station gelangt, begrenzt.

Das Abwasser, das in die Kläranlage gelangt, enthält keinen gelösten Sauerstoff. Bei aeroben Prozessen muss die Sauerstoffkonzentration mindestens 2 mg/l betragen.

Zu den hygienischen und bakteriologischen Indikatoren gehören: Bestimmung der Gesamtzahl aerober Saprophyten (Mikrobenzahl), coliformer Bakterien und Analyse auf Wurmeier.

Die Keimzahl beurteilt die Gesamtbelastung des Abwassers mit Mikroorganismen und charakterisiert indirekt den Grad der Wasserbelastung mit organischen Stoffen – Nahrungsquellen für aerobe Saprophyten. Dieser Indikator für kommunales Abwasser liegt zwischen 106 und 108.