Полифосфаты в воде

Полифосфаты в воде

Сумма минерального и органического фосфора. Так же, как и для азота, обмен фосфором между его минеральными и органическими формами с одной стороны, и живыми организмами — с другой, является основным фактором, определяющим его концентрацию. Концентрация общего растворенного фосфора (минерального и органического) в незагрязненных природных водах изменяется от 5 до 200 мкг/дм 3 .

Формы фосфора в природных водах [41]

Химические формы фосфора Общий Фильтруемый (растворенный) Частицы
Общий Общий растворенный и взвешенный фосфор Общий растворенный фосфор Общий фосфор в частицах
Ортофосфаты Общий растворенный и взвешенный фосфор Растворенные ортофосфаты Ортофосфаты в частицах
Гидролизируемые кислотой фосфаты Общие растворенные и взвешенные гидролизируемые кислотой фосфаты Растворенные гидролизируемые кислотой фосфаты Гидролизируемые кислотой фосфаты в частицах
Органический фосфор Общий растворенный и взвешенный органический фосфор Растворенный органический фосфор Органический фосфор в частицах

Фосфор — важнейший биогенный элемент, чаще всего лимитирующий развитие продуктивности водоемов. Поэтому поступление избытка соединений фосфора с водосбора (в виде минеральных удобрений с поверхностным стоком с полей (с гектара орошаемых земель выносится 0,4-0,6 кг фосфора), со стоками с ферм (0,01-0,05 кг/сут. на одно животное), с недоочищенными или неочищенными бытовыми сточными водами (0,003-0,006 кг/сут. на одного жителя), а также с некоторыми производственными отходами приводит к резкому неконтролируемому приросту растительной биомассы водного объекта (это особенно характерно для непроточных и малопроточных водоемов). Происходит так называемое изменение трофического статуса водоема, сопровождающееся перестройкой всего водного сообщества и ведущее к преобладанию гнилостных процессов (и, соответственно, возрастанию мутности, солености, концентрации бактерий) [35]. Один из вероятных аспектов процесса эвтрофикации — рост сине-зеленых водорослей (цианобактерий), многие из которых токсичны. Выделяемые этими организмами вещества относятся к группе фосфор- и серосодержащих органических соединений (нервно-паралитических ядов). Действие токсинов сине-зеленых водорослей может проявляться в возникновении дерматозов, желудочно-кишечных заболеваний; в особенно тяжелых случаях — при попадании большой массы водорослей внутрь организма может развиваться паралич. В соответствии с требованиями глобальной системы мониторинга состояния окружающей среды (ГСМОС/GEMS) в программы обязательных наблюдений за составом природных вод включено определение содержания общего фосфора (растворенного и взвешенного, в виде органических и минеральных соединений). Фосфор является важнейшим показателем трофического статуса природных водоемов.

Фосфор органический

В этом разделе не рассматриваются синтезированные в промышленности фосфорорганические соединения. Природные соединения органического фосфора поступают в природные воды в результате процессов жизнедеятельности и посмертного распада водных организмов, обмена с донными отложениями. Органические соединения фосфора присутствуют в поверхностных водах в растворенном, взвешенном и коллоидном состоянии.

Фосфор минеральный

Соединения минерального фосфора поступают в природные воды в результате выветривания и растворения пород, содержащих ортофосфаты (апатиты и фосфориты) и поступления с поверхности водосбора в виде орто-, мета-, пиро- и полифосфат-ионов (удобрения, синтетические моющие средства, добавки, предупреждающие образование накипи в котлах и т.п.), а также образуются при биологической переработке остатков животных и растительных организмов. Избыточное содержание фосфатов воде, особенно в грунтовой, может быть отражением присутствия в водном объекте примесей удобрений, компонентов хозяйственно-бытовых сточных вод, разлагающейся биомассы. Основной формой неорганического фосфора при значениях pH водоема больше 6,5 является ион HPO4 2- (около 90%). В кислых водах неорганический фосфор присутствует преимущественно в виде H2PO4 — . Концентрация фосфатов в природных водах обычно очень мала — сотые, редко десятые доли милиграммов фосфора в литре, в загрязненных водах она может достигать нескольких миллиграммов в 1 дм 3 . Подземные воды содержат обычно не более 100 мкг/дм 3 фосфатов; исключение составляют воды в районах залегания фосфорсодержащих пород. Содержание соединений фосфора подвержено значительным сезонным колебаниям, поскольку оно зависит от соотношения интенсивности процессов фотосинтеза и биохимического окисления органических веществ. Минимальные концентрации фосфатов в поверхностных водах наблюдается обычно весной и летом, максимальные — осенью и зимой, в морских водах — соответственно весной и осенью, летом и зимой. Общее токсическое действие солей фосфорной кислоты возможно лишь при весьма высоких дозах и чаще всего обусловлено примесями фтора [9]. В методике оценки экологической ситуации, принятой Госкомэкологией РФ, рекомендован норматив содержания растворимых фосфатов в воде — 50 мкг/дм 3 . Без предварительной подготовки проб колориметрически определяются неорганические растворенные и взвешенные фосфаты.

Читайте также:  Преддиабетное состояние лечение

Полифосфаты

Применяются для умягчения воды, обезжиривания волокна, как компонент стиральных порошков и мыла, ингибитор коррозии, катализатор, в пищевой промышленности. Малотоксичны. Токсичность объясняется способностью полифосфатов к образованию комплексов с биологически важными ионами, особенно с кальцием [53]. Установленное допустимое остаточное количество полифосфатов в воде хозяйственно-питьевого назначения составляет 3,5 мг/дм 3 (лимитирующий показатель вредности — органолептический).

Соединения серы

Сероводород и сульфиды.

Обычно в водах сероводород не содержится или же присутствует в незначительных количествах в придонных слоях, главным образом в зимний период, когда затруднена аэрация и ветровое перемешивание водных масс. Иногда сероводород появляется в заметных количествах в придонных слоях водоемов и в летнее время в периоды интенсивного биохимического окисления органических веществ. Наличие сероводорода в водах служит показателем сильного загрязнения водоема органическими веществами. Сероводород в природных водах находится в виде недиссоциированных молекул H2S, ионов гидросульфида HS — и весьма редко — ионов сульфида S 2- . Соотношение между концентрациями этих форм определяется значениями рН воды: при рН — примерно одинаково, при рН=4 сероводород почти полностью (99,8%) находится в виде H2S. Главным источником сероводорода и сульфидов в поверхностных водах являются восстановительные процессы, протекающие при бактериальном разложении и биохимическом окислении органических веществ естественного происхождения и веществ, поступающих в водоем со сточными водами (хозяйственно-бытовыми, предприятий пищевой, металлургической, химической промышленности, производства сульфатной целлюлозы (0,01-0,014 мг/дм 3 ) и др.). Особенно интенсивно процессы восстановления происходят в подземных водах и придонных слоях водоемов в условиях слабого перемешивания и дефицита кислорода. Значительные количества сероводорода и сульфидов могут поступать со сточными водами нефтеперерабатывающих заводов, с городскими сточными водами, водами производств минеральных удобрений. Концентрация сероводорода в водах быстро уменьшается за счет окисления кислородом, растворенным в воде, и микробактериологических процессов (тионовыми, бесцветными и окрашенными серными бактериями). В процессе окисления сероводорода образуются сера и сульфаты. Интенсивность процессов окисления сероводорода может достигать 0,5 грамм сероводорода на литр в сутки. Причиной ограничения концентраций в воде является высокая токсичность сероводорода, а также неприятный запах, который резко ухудшает органолептические свойства воды, делая ее непригодной для питьевого водоснабжения и других технических и хозяйственных целей. Появление сероводорода в придонных слоях служит признаком острого дефицита кислорода и развития заморных явлений [9], [31]. Для водоемов санитарно-бытового и рыбохозяйственного пользования наличие сероводорода и сульфидов недопустимо (ПДК — полное отсутствие) [33].

Сульфаты

Присутствуют практически во всех поверхностных водах и являются одним из важнейших анионов. Главным источником сульфатов в поверхностных водах являются процессы химического выветривания и растворения серосодержащих минералов, в основном гипса, а также окисления сульфидов и серы:

Значительные количества сульфатов поступают в водоемы в процессе отмирания организмов и окисления наземных и водных веществ растительного и животного происхождения и с подземным стоком. В больших количествах сульфаты содержатся в шахтных водах и в промышленных стоках производств, в которых используется серная кислота, например, окисление пирита. Сульфаты выносятся также со сточными водами коммунального хозяйства и сельскохозяйственного производства. Ионная форма SO4 2- характерна только для маломинерализованных вод. При увеличении минерализации сульфатные ионы склонны к образованию устойчивых ассоциированных нейтральных пар типа CaSO4, MgSO4. Содержание сульфатных ионов в растворе ограничивается сравнительно малой растворимостью сульфата кальция (произведение растворимости сульфата кальция L=6,1·10 -5 ). При низких концентрациях кальция, а также в присутствии посторонних солей концентрация сульфатов может значительно повышаться. Сульфаты активно участвуют в сложном круговороте серы. При отсутствии кислорода под действием сульфатредуцирующих бактерий они восстанавливаются до сероводорода и сульфидов, которые при появлении в природной воде кислорода снова окисляются до сульфатов. Растения и другие автотрофные организмы извлекают растворенные в воде сульфаты для построения белкового вещества. После отмирания живых клеток гетеротрофные бактерии освобождают серу протеинов в виде сероводорода, легко окисляемого до сульфатов в присутствии кислорода. Концентрация сульфатов в природной воде лежит в широких пределах. В речных водах и в водах пресных озер содержание сульфатов часто колеблется от 5-10 до 60 мг/дм 3 , в дождевых водах — от 1 до 10 мг/дм 3 . В подземных водах содержание сульфатов нередко достигает значительно больших величин. Концентрация сульфатов в поверхностных водах подвержена заметным сезонным колебаниям и обычно коррелирует с изменением общей минерализации воды. Важнейшим фактором, определяющим режим сульфатов, являются меняющиеся соотношения между поверхностным и подземным стоком. Заметное влияние оказывают окислительно-восстановительные процессы, биологическая обстановка в водном объекте и хозяйственная деятельность человека [14]. Повышенные содержания сульфатов ухудшают органолептические свойства воды и оказывают физиологическое воздействие на организм человека. Поскольку сульфат обладает слабительными свойствами, его предельно допустимая концентрация строго регламентируется нормативными актами. Весьма жесткие требования по содержанию сульфатов предъявляются к водам, питающим паросиловые установки, поскольку в присутствии кальция сульфаты образуют прочную накипь. Вкусовой порог сульфата магния лежит в пределах от 400 до 600 мг/дм 3 , для сульфата кальция — от 250 до 800 мг/дм 3 . Наличие сульфата в промышленной и питьевой воде может быть как полезным, так и вредным [31]. ПДКв сульфатов составляет 500 мг/дм 3 , ПДКвр — 100 мг/дм 3 [33]. Не замечено, чтобы сульфат в питьевой воде влиял на процессы коррозии, но если используются свинцовые трубы, то концентрация сульфатов выше 200 мг/дм 3 может привести к вымыванию в воду свинца.

Читайте также:  Нарушение кровообращения малого круга кровообращения

Сероуглерод

Прозрачная летучая жидкость с резким запахом. Может в больших количествах попадать в открытые водоемы со сточными водами комбинатов вискозного шелка, заводов искусственной кожи и ряда других производств. При содержании сероуглерода в количестве 30-40 мг/дм 3 наблюдается угнетающее влияние на развитие сапрофитной микрофлоры. Максимальная концентрация, не оказывающая токсического действия на рыб — 100 мг/дм 3 . Сероуглерод является политропным ядом, вызывающим острые и хронические интоксикации. Поражает центральную и периферическую нервную систему, вызывает нарушения сердечно-сосудистой системы. Оказывает поражающее действие на органы желудочно-кишечного тракта. Нарушает обмен витамина В6 и никотиновой кислоты. ПДКв — 1,0 мг/дм 3 (лимитирующий показатель вредности — органолептический), ПДКвр — 1,0 мг/дм 3 (лимитирующий показатель вредности — токсикологический) [12], [33].

Назначение пропорциональных порошковых дозаторов полифосфата

Подавление образования накипи и коррозии в гидравлических системах, водонагревателях, настенных котлах и теплообменниках.

Вода в сетях водоснабжения всегда содержит некоторое количество солей кальция и магния, определяющих ее жесткость. При нагреве воды происходит химическая реакция, в результате которой образуется карбонат кальция (накипь) и углекислый газ. Поскольку карбонат кальция нерастворим в воде, он выпадает в осадок, образуя отложения на стенках трубопроводов и теплообменников; углекислый газ приводит к коррозии. Поэтому жесткую воду перед подачей в систему рекомендуется пропускать через специальные устройства для подавления накипи и коррозии — пропорциональные дозаторы полифосфата. Пропорциональные дозаторы добавляют в воду составы на основе полифосфатов пропорционально ее расходу. Это не ухудшает качества воды; в то же время соли, которые могут выпадать в осадок и образовывать отложения, остаются в растворенном виде, а трубопроводы предохраняются от коррозии, что сберегает энергию и снижает затраты на эксплуатацию. Эти устройства очень просты в установке и обычно ставятся на входе в сеть водоснабжения, перед котлами, бойлерами, стиральными и посудомоечными машинами.

Читайте также:  Обследование кишечника без колоноскопии способы

Области применения порошковых дозаторов полифосфата

Пропорциональные порошковые дозаторы — эффективное средство предотвращения накипи и коррозии в котлах, бойлерах, стиральных и посудомоечных машинах.

Принцип действия порошковых дозаторов полифосфата

Добавляют в воду составы на основе полифосфатов пропорционально ее расходу. При этом полифосфаты способны:

  • предотвращать отложения карбоната кальция, накипи;
  • создавать внутри трубопроводов защитную пленку, защищающую их от коррозии.

Полифосфатная соль, растворяемая в воде при помощи порошкового дозатора, связывает ионы кальция и магния, препятствуя отложению нерастворимого осадка (накипи). Кроме того, полифосфатная соль удаляет уже образовавшуюся накипь. Войдя в контакт с поверхностью, чистой от накипи, полифосфатная соль покрывает ее защитной пленкой, которая препятствует образованию коррозии и накипи на нагревательных элементах бойлеров, радиаторов и прочего оборудования.

Конструкция порошковых дозаторов полифосфата

Существует множество вариантов исполнения порошковых дозаторов полифосфата от разных производителей, но принцип их работы одинаков. Различные модели порошковых дозаторов отличаются друг от друга наличием дополнительных устройств и опций, в зависимости от условий применения дозирующего оборудования.

Некоторые модели пропорциональных дозаторов могут отличаться наличием встроенного байпаса, позволяющего без установки дополнительного шунтирующего контура производить процедуру перезарядки дозатора не требуя при этом перекрытия потока воды.

Дозатор может иметь специальный соединительный фланец, позволяющий установить его в любом положении. Это дает возможность при необходимости смонтировать дозирующее устройство в ограниченном пространстве между стеной и котлом.

Отдельные модели пропорциональных дозаторов предназначены для использования в питьевых магистралях, другие — исключительно для воды, имеющей технологическое назначение. В зависимости от назначения воды используются соответствующие реагенты.

Полифосфаты — это полимеры фосфорной кислоты, которые играют значительную роль в биоэнергетике живых клеток. Как пищевая добавка, полифосфаты известны под обозначением Е452. Фосфаты имеют широкое применение в пищевой промышленности и принадлежат к специальной группе добавок, назначением которых является формирование и сохранение консистенции и формы продуктов питания. Их применяют для смягчения воды, обезжиривания волокна, как компонент стиральных порошков и мыла, ингибитор коррозии, катализатор, в пищевой промышленности.

Исследования по этому направлению:

Токсичность полифосфатов состоит в способности полифосфатов образовывать комплексы с биологически важными элементами, особенно с кальцием. В настоящее время применение фосфатов в производстве, медицине и потреблении является широко распространенным. Фосфорные удобрения, основным компонентом которых являются фосфаты, это незаменимый компонент современных технологий растениеводства. Фосфаты натрия и калия, которые широко используются в синтетических моющих средствах, связывают ионы кальция и магния, чем смягчают воду и улучшают эффективность моющих средств. Фосфаты применяют в производстве некоторых лекарственных веществ. Также, фосфаты официально разрешено употреблять как добавку в пищевой промышленности для улучшения консистенции и товарного вида мясных, молочных и рыбных изделий.

Другие материалы по этому направлению:

Неупорядоченное использование фосфатов приводит к ряду медицинских и экологических проблем. Так, избыточное поступление фосфора в организм человека нежелательно и вредно. При этом наблюдаются негативные обменные явления, которые могут привести к болезни, поскольку эти вещества нарушают кислотно-щелочной баланс клеток кожного покрова, ответственных за их защиту. Результатом этого могут стать дерматологические заболевания.
Но кроме воздействия на кожу, фосфаты имеют опасное влияние на организм человека в целом из-за того, что они могут проникать в кровь, меняя процентное содержание гемоглобина. Также они меняют плотность сыворотки крови и количество белка. Все перечисленное может привести к нарушению функции почек и печени, а также повреждения скелетных мышц. А это, в свою очередь, становится причиной тяжелых отравлений, нарушения обменных процессов и обострения различных хронических заболеваний. Если фосфаты в воде содержатся в умеренных количествах, то это не представляет какой-либо опасности.

Ссылка на основную публикацию
Полинейропатия что это такое симптомы лечение
• ЧТО ТАКОЕ ПЕРИФЕРИЧЕСКАЯ НЕВРОПАТИЯ? • ЧТО ВЫЗЫВАЕТ НЕВРОПАТИЮ? • КАК ДИАГНОСТИРУЮТ НЕВРОПАТИЮ? • КАК ЛЕЧАТ НЕВРОПАТИЮ? • ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ...
Полезна ли кефирная диета
Кефир — чрезвычайно полезный кисломолочный напиток, его часто назначают при проблемах с желудочно-кишечным трактом (ЖКТ), он быстро восстанавливает баланс микрофлоры...
Полезна ли рыба в консервах
Рыба является полезной альтернативой мясу. Можно ли то же самое сказать о рыбных консервах? По данным Ассоциации по вопросам питания...
Полиоксидоний для детей 1 года
Полиоксидоний для детей — лекарственный препарат для восстановления энергии и защитной силы иммунной системы. Улучшает иммунитет, помогает организму защититься от...
Adblock detector