- •Тема. Хімічний склад об'єктів довкілля та підходи до виконання хімічного аналізу
- •1.Поняття про «хімічний склад» об’єктів довкілля.
- •2. Форми елементів у об'єктах довкілля. Забруднюючі речовини у повітрі.
- •2. Аміак у викидах, крім взаємодії з кислотами, окиснюється до n і n0; дигідроген сульфід - до s02.
- •3. Форми елементів у водних об'єктах.
- •4. Хімічний склад ґрунтів.
2. Аміак у викидах, крім взаємодії з кислотами, окиснюється до n і n0; дигідроген сульфід - до s02.
З.Якщо
в атмосферу потрапляють аерозольні
частинки сажі, оксидів металів, то вони
за участю оксидів карбону, сульфуру
та інших сполук перетворюються в солі:
Викиди у повітря складаються на:
90 % з газів (оксиди карбону, нітрогену, сульфуру, органічні речовини),
на -10 % з твердих речовин (розпилені метали, пил, радіоактивні речовини, органічні сполуки)
на 1 % з рідин.
Тверді речовини і рідини утворюють аерозолі, тривалість існування яких у повітрі залежить:
від дисперсності частинок
переміщень повітря.
Аерозолі є центрами конденсації вологи у повітрі.
Найбільша кількість аерозолів є над сушею промислових районів, а найменше - у гірських районах. Основна маса речовин, які випадають з дощами, міститься в аерозолях, причому у нормі кислотність опадів має рН 5-6, а в кислотних дощах знижується до 4,5.
Отже, речовини у повітрі переважно є в молекулярній формі.
Аерозольні частинки можуть містити:
йонні асоціати ( ),
гідратовані молекули ( )
атомарно розпилені часточки (важкі метали).
3. Форми елементів у водних об'єктах.
У водах та ґрунтах розрізняють такі форми існування інгредієнтів – мікро-
макро-
та біогенних елементів:
зв 'язані форми (дуже важко розчинні у ґрунті, мулі). Це нерозчинні сполуки (оксиди, силікати, фосфати, гідроксиди);
зависи та колоїдні частинки (у водах, ґрунтовому розчині) часто містять гідроксиди з адсорбованими мікроелементами;
розчинені форми - молекули, вільні йони, іонні асоціати, аквакомплекси, комплексні йони, гідроксокомплекси.
Колоїд – речовина , яка складається з часток матерії (дисперсна фаза) в іншому матеріалі (дисперсне середовище). До колоїдів відносять:
аерозолі – рідина чи тверда реч. в газі – дим, туман;
піни – диперсів газу в рідині;
емульсії – 2 комплекси рідини;
золі – тв.. реч. в рідині. Гелі – золі желеподібні (желатин, крохмаль у воді).
Співвідношення головних іонів у водах залежить від вмісту солей:
мала мінералізація (ріки, озера)
середня мінералізація (озера)
висока мінералізація (моря)
У водах є:
органічні речовини;
гази.
Органічні речовини у водах є:
природного походження або автохтонні,
ті, які надходять у водойму з виробництва - алох тонні.
Від надміру автохтонних речовин водойма здатна поступово самостійно очиститися, тому їх не вважають небезпечними.
Алохтонні речовини переважно дуже токсичні, не піддаються біодеградації (розкладу складних речовин внаслідок життєдіяльності живих організмів).
Більшість органічних речовин утворює комплекси з важкими металами.
Особливість органічних речовин та, що більшість із них дуже лабільні – у водоймі перетворюються, вступаючи в реакції окиснення, відновлення, конденсації, полімеризації, які часто відбуваються за участю мікроелементів як каталізаторів та ін.
Вміст окремих органічних речовин та їхніх груп значно відрізняється. Це ускладнює аналіз органічних речовин у воді, а також те, що їх доводиться аналізувати на фоні достатньо високих концентрацій неорганічних речовин - головних іонів та мікроелементів. Сумарний вміст органічних речовин у воді визначають за окиснюваністю води (мг/л О) .
Органічні речовини характеризують трьома групами показників:
Інтегральні показники сумарного вмісту:
карбону органічних сполук (переважно у поверхневій воді суші його вміст становить від 1-2 до 30-50 мг/л);
нітрогену органічних сполук,
фосфору органічних сполук,
хімічне споживання кисню або ХСК - це:
кiлькiсть кисню, що видiляється при електролiзi 1 дм3 води;
кiлькiсть кисню, що поглинається 1 дм3 води за 1 годину;
кiлькiсть кисню у мг/дм3 (або іншого окисника у розрахунку на кисень) яка необхiдна для повного окислення органiчних речовин, що мiстяться в пробi води;Такі елементи як, С, H, S, P та інші (крім азоту), які присутні в органічній речовині, окиснюються до CO2, H2O, P2O5, SO3.
Вода вважається придатною для господарсько-питних цілей, якщо ХСК менше 0,3 мг О/л.
концентрація кисню, розчиненого у воді у мг/дм3.,
сумарний вміст органічних речовин.
Загальний вміст природних гуміновнх речовин - гумінові та фульвокислоти; фрагменти білків, амінів; кислот-, естерів; вуглеводнів. Основна маса припадає на карбонові кислоти, гумусові кислоти, карбонільні сполуки, етери чи естери, причому все перераховують на вміст карбону (С мг/л або моль/л).
Речовини антропогенного походження. Аналіз проводять як на деякі групи речовин, так і на окремі токсичні речовини. Основні групи речовин, для яких розроблені ГДК
ароматичні вуглеводні (бензол, стирол; нафталін), галогенорганічні (хлороформ, дихлоретан, дихлофос), нітрогеновмісні (аміни, піридинові основи, поліакриламід, капролактам, сечовина), органічні кислоти, метанол, бензиловий спирт, бензацетат, мастила, нафтопродукти, барвники, поверхнево активні речовини, пестициди.
Деякі інгредієнти змінюють форму залежно від кислотності середовища (у кислому середовищі переважає С02, Ме +; у лужному - С032 нерозчинний Ме(ОН ) ); від пори року (влітку у воді переважає С03 2-- , а взимку - НС03 ). Отже, змінюється і їхня розчинність.
Розчинені гази у водах. У природній воді завжди містяться:
ті гази, яких багато у повітрі,
та продукти розпаду залишків органічних речовин переважно біологічного походження.
О2. З підвищенням температури та мінералізації розчинність кисню у воді зменшується. Найвища його розчинність за ~0 °С у дистильованій воді (15 мг/л).
Кисень потрапляє у воду з атмосфери та внаслідок фотосинтезу (залежить від температури та освітлення), тому його вміст зростає в літній період.
Зменшується вміст кисню в разі окиснення речовин у воді. На поверхні води вміст кисню вищий, а в глибині водойми - менший. Особливо відмінність помітна у стоячій глибокій воді. Добове коливання вмісту кисню сягає 2-3 мг/л. Це важливо для правильного відбору проби на вміст кисню.
Зниження вмісту кисню веде до:
ліпшої сприйнятливості водними організмами токсичних речовин,
послаблюється здатність води до самоочищення,
сповільнюється розклад нафтопродуктів.
С02. Джерело надходження - біохімічне окиснення органічних речовин. Його вміст знижується внаслідок фотосинтезу (протилежно до вмісту 02), однак у разі забруднення води токсичними для живих організмів речовинами ця залежність порушується.
Н2S у природних водах або нема, або він є лише в придонній частині, особливо в зимовий період.
Утворюється гідрогенсульфід, як і інші органічні сульфіди, внаслідок гниття відмерлих організмів. Тому наявність його, а також сульфідів у водоймі свідчить про забруднення..
Така вода не придатна для пиття та рибного господарства.
