Organske materije u vodi

Tamara Plećević 119/07

Građeviski fakultet 2

Sadržaj

• Uvod• Analiza organskih materija• Metode za određivanje ukupnih

organskih materija– Potrošnja KMnO4

– BPK– HPK– Organski ugljenik TOC– Spektralni adsorbcioni koeficijent

Građeviski fakultet 3

Uvod

• Pojava organskih materija u vodi posledica antropogenih i/ili prirodnih procesa.

• Vode se zagađuju ispuštanjem komunalnih i industrijskih otpadnih voda, voda iz domaćinstava i objekata za uzgoj stoke, površinskih voda koje otiču sa zemljišta gradskih površina, saobraćajnica, neuređenih deponija itd.

Građeviski fakultet 4

• Sva organska jedinjenja su sastavljena iz C i H, a u svom sastavu mogu imati i O, N, S,P i dr.

• Sa aspekta uticaja na vodene ekosisteme, postoje dve klase org. supstanci:

1. Jedinstvene supstance2. Nejedinstvene - refraktujuće

Građeviski fakultet 5

Analize organskih materija

• Mogu se klasifikovati u sledeće opšte tipove:

• Ukupna količina organskih materija• Pojedinačna organska jedinjenja ili

grupe jedinjenja• Jedinjenja koja se mogu

ekstrahovati

Građeviski fakultet 6

Ukupna količina organskih materija

– Ukupna količina organskih materija detektovana preko potrošnje oksidacionog sredstva:

–– BioloBiološška potroka potroššnja kiseonika (BPK)nja kiseonika (BPK)–– Hemijska potroHemijska potroššnja kiseonika (HPK)nja kiseonika (HPK)–– Ukupni organski ugljenik (TOC)Ukupni organski ugljenik (TOC)

– Ukupna ulja i masti– Ugljovodonici poreklom iz nafte– Površinski aktivne materija– Tanin i lignin– Ukupna organohalogena jedinjenja

Građeviski fakultet 7

Pojedinačna organska jedinjenja

– Isparljiva jedinjenja– Isparljivi halogeni ugljovodonici– Isparljiva aromatična jedinjenja– Akrolein i akrilonitrit

Građeviski fakultet 8

Jedinjenja koja se mogu ekstrahovati

– Fenoli, benzidini, ftalatni estri– Nitrozamini, pesticidi i herbicidi– Polihlorovani bifenili– Nitroaromati, izoforon, nitrozamini– Policikličmi aromatični ugljovodonici– Dioksin, etilendibromid

Građeviski fakultet 9

Metode za određivanje ukupnih organskih materija• Parametri:

• Potrošnja KMnO4

• BPK• HPK• TOC• Spektralni adsorbcioni koeficient

Građeviski fakultet 10

Određivanje utroška KMnO4

• Potrošnja KMnO4 pri standardi-zovanim uslovima predstavlja merilo sadržaja organskih materija u vodi.

• Voda koja sadrži organske materije utrošiće određenu količinu KMnO4 za njihovu oksidaciju.

Građeviski fakultet 11

Ocena kvaliteta (KMnO4)

• Prema pravilniku o sanitarnoj ispravnosti vode za piće utrošak KMnO4 do 8mg/L

• Kod nas se kvalitet vrednuje na osnovu vrednosti HPK koji je izračunat iz utroška KMnO4, a prema klasama:

I klasa, do 10 mg O2/LII klasa, do 12 mg O2/LIII klasa, do 20 mg O2/LIV klasa, do 40 mg O2/L

Građeviski fakultet 12

Određivanje BPK

• Biološka potrošnja kiseonika je količina kiseonika koja je potrebna da se izvrši biološka oksidacija prisutnih, biološki razgradljivih, sastojaka vode.

• BPK, predstavlja količinu kiseonika koju potroše mikroorganizmi pri prirodnom aerobnom samoprečišćavanju u vodi.

Građeviski fakultet 13

• Vrednost BPK se određuje za period od 21 dan, ali kako je proces najintenzivniji prvih pet dana, određuje se i vrednost za 5 dana, BPK5

• Metode za određivanje BPK:• Metoda razblaživanja• Manometarska metoda• Kulometrijska metoda

Građeviski fakultet 14

Promena BPK u zavisnosti od vreiena

Građeviski fakultet 15

BPK za period 1976-2000

Građeviski fakultet 16

Ocena kvaliteta (BPK)• Na osnovu odnosa BPK5/BPKukupno dobija

se informacija o BPK; što je ta vrednost bliža 1, zagađenje je lakše mikrobiološki razgradljivo.

• Po našim propisima, kvalitet površinskih voda prema BPK je:

I klasa <2 mg O2/LII klasa <4 mg O2/LIII klasa <7 mg O2/LIV klasa < 20mg O2/L

Građeviski fakultet 17

Određivanje HPK

• HPK je količina kiseonika potrebna da se izvrši oksidacija svih oksidacionih materija u vodi hemijskim putem.

• Prema JUS-u HPK se definiše kao:

“Masena koncentracija ekvivalentna količini dihromata koji utroši rastvorena i suspendovana materija kada se uzorci vode obrađuju oksidantom pod određenim uslovima”.

Građeviski fakultet 18

• HPK se može meriti po:• Otvorenoj titrametriskoj refluks

metodi• Zatvorenoj titrametriskoj refluks

metodi• Zatvorenoj kolorimetrijskoj refluks

metodi

• HPK je uvek veća ili jednaka vrednosti BPK

Građeviski fakultet 19

Ocena kvaliteta (HPK)

• Vrednost HPK služi kao sigurna veličina prisustva u vodi nekih supstanci. Tako 1 mg nekih supstanci ima vrednost HPK koja je navedenau tabeli.

Supstance HPKOksalna kis. 0.18

Cijanovodoni-čna kis.

0.59

Glicerin 0.64

Glukoza 1.07

Sirćetna kis. 1.07

Saharoza 1.12

Pepton 1.20

Albumin 1.32

Građeviski fakultet 20

Na osnovu HPK, BPK5 i BPKukupno može se zaključiti:

- BPKukupno=(0:93%)HPK, a BPK5= (0:100%) BPKukupno

-Organske materije u vodi, kod kojih se vrednost za BPKukupno malo razlikuju od vrednosti za HPK, a BPK5 od BPKukupno su materije koje su biološki degradabilne

-Materije sa izrazito razlišitim vrednostima BPK i HPK, a naročito BPK5i BPKukupno, su teško biološki degradabilne.

Građeviski fakultet 21

• Odnos HPK i BPK:

Građeviski fakultet 22

Određivanje TOC

• Ukupni organski ugljenik (TOC) je mera sadržaja vezanog ugljenika u otpadnoj vodi.

• TOC se određuje merenjem količine CO2 nastalog oksidacijom organskog ugljenika.

Građeviski fakultet 23

• Određivanje TOC-a je značajno zbog:

• TOC je mera kontaminacije uzorka organskih materija i stepena biodegradacije organskih materija prisutnih na površini vode

• Nivo TOC-a je veoma koristan za određivanje efikasnosti tretmana čistih i otpadnih voda

Građeviski fakultet 24

• Međusobni odnos TOC, HPK, BPK5 i permanganatnog broja

Građeviski fakultet 25

Spektralni adsorbcioni koeficijent• Primenom odgovarajuće spetroskopske

metode moguće je određivanje ukupnog sadržaja UV apsorbujućih komponenata vode (UV/VIS spektrofotometrija), ukupnih masti, ulja, ugljovodonika poreklom iz nafte (IR spektroskopija), površinski aktivnih supstanci kao i dr. komponenti koje apsorbuju zračenje u datom delu spektra.

Građeviski fakultet 26

UV/VIS spektrofotormetrija

• Predstavlja jednu od metoda koja se zasniva na osobini molekula da apsorbuje elektromagnetno zračenje.

• UV/VIS spektrofotometrijskom tehnikom moguće je odrediti široku paletu organskih jedinjenja i to: alifatične, aromatične i poliaromatične ugljovodonike, fenole, anjonske i katjonske površinski aktivne komponente, zasićene alifatične halogene komponente, huminske, fulivinske kiseline, odnosno sve organske komponente koje izraženo apsorbuju zračenje u ovom delu spektra.

Građeviski fakultet 27

• UV/VIS spektrofotometrija ima značajnu primenu u cilju karakterizacije u okviru analize vode.

• U praksi je veoma rasprostranjenjo merenje intenziteta apsorbcije zračenja na 254 nm

• Često se primenjuje i specifična apsobcija koja predstavlja vrednost UV apsorbcije po mg/L TOC

Građeviski fakultet 28

Aparati za merenje TOC-aPrenosivi, laboratorijski, statični

Građeviski fakultet 29

Građeviski fakultet 30

HVALA NA PAŽNJI