ORGANSKE MATERIJE U VODI

Jelena Todorovi 54/08

Veba 10

Sadraj

Uvod

Analize organskih materija

Metode za odreivanje ukupnih organskih materija

Laboratorijska vezba

Uvod

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

Vode se zagauju isputanjem komunalnih i industrijskih otpadnih voda, voda iz domainstava i objekata za uzgoj stoke, povrinskih voda koje otiu sa zemljita gradskih povrina, saobraajnica, neureenih deponija itd.

Organske materije su velika grupa jedinjenja koja se sastoje od C i H, a mnoga sadre i O, N, S, P i druge elemente.

Sa aspekta uticaja na vodene ekosisteme postoje dve klase organskih supstanci:

1. Jedinstvene2. Nejedinstvene (refraktujue)

Supstance sa molekulima jedinstvenih osobina

Imaju definisanu strukturnu formulu Imaju odreenu boju, taku topljenja,

kljuanja, rastvorljivost Mnoge su hranljive ili toksine Sadraj ovih supstanci u vodi je ogranien

Pravilnikom

Refraktujue supstance

Nemaju definisanu strukturnu formulu

Boja im je od svetlo ute do tamno braon

Prije svega su hranljive ili toksine

Koncentracija ovih materija nije jednoznana, ve zavisi od metode analize

Analize organskih materija

Analize organskih materija se mogu podeliti na analizu:

ukupne (sumarne) koliina organske materije

pojedinanih organskih jedinjenja ili grupa jedinjenja

jedinjenja koja se mogu ekstrahovati

Analiza ukupne koliine organskih materija

Analiza ukupne koliine organskih materija detektovane preko potronje oksidacionog sredstva, koje obuhvataju:

bioloku potronju kiseonika (BPK) hemijsku potronju kiseonika (HPK) ukupni organski ugljenik (UOU)

Sadraja ulja i masti Ugljovodonika poreklom iz nafte Povrinski aktivnih materija Tanina i lignina Ukupnih organohalogenih jedinjenja

Analiza pojedinanih organskih jedinjenja ili grupe jedinjenja

isparljiva jedinjenja isparljivi halogeni ugljovodonici isparljiva aromatina jedinjenja akrolein i akrilonitril

Analiza jedinjenja kao to su:

Analiza jedinjenja koja se mogu ekstrahovati

fenoli, benzidini, ftalatni estri nitrozamini, pesticidi i herbicidi polihlorovani bifenili nitroaromati, izoforon, nitrozamini policiklini aromatini ugljovodonici dioksini, etielendibromid

Analiza jedinjenja kao to su:

Metode za odreivanje ukupnih organskih materija

Parametri karakterizacije optereenja vode organskim materijama su:

potronja kalijum-permanganata KMnO4 bioloka potronja kiseonika (BPK) hemijska potronja kiseonika (HPK) ukupni organski ugljenik (TOC) spektralni apsorbcioni koeficijent (SAK)

Odreivanje utroka KMnO4

Potronja KMnO4 pri standardizovanim uslovima predstavlja merilo sadraja organskih materija u vodi. Voda koja sadri organske materijeutroie odreenu koliinu KMnO4 za njihovu oksidaciju.

Odredjivanje ukupnih organskih materija u vodi ovom metodom se izvodi u kiseloj (H2SO4) i baznoj (NaOH) sredini.

Ocena kvaliteta vode prema utroku KMnO4

Prema Pravilniku o sanitarnoj ispravnosti vode za pie utroak KMnO4 do 8mg/L

Podela povrinskih voda na klase po kvalitetu: I klasa, do 10 mg O2/L II klasa, do 12 mg O2/L III klasa, do 20 mg O2/L IV klasa, do 40 mg O2/L

Odreivanje BPK

Bioloka potronja kiseonika je koliina kiseonika koja je potrebna da se izvri bioloka oksidacija prisutnih bioloki razgradljivih sastojaka vode.

BPK predstavlja koliinu kiseonika koju potroe mikroorganizmi pri prirodnom aerobnomsamopreiavanju u vodi.

U praksi se odreuje ili potpuna BPK ili za period od 21 dan (BPK21), ali kako je proces najintenzivniji prvih pet dana, najee se odreuje vrednost za 5 dana (BPK5).

Metode za odreivanje BPK: metoda razblaivanja manometarska metoda kulometrijska metoda

Zavisnost BPK od vremena

1 - maksimalna vrednost BPK koja se dobija pri biolokoj oksidaciji svih prisutnih materija u vodi;

2 - potreba kiseonika za proces nitrifikacije;3 - potreba kiseonika za bioloku oksidaciju organskih materija.

Zavisnost BPK od vremena prema Phelpsu:

BPKt = BPKukupno ( 1 10-kt )

t vreme;

k konstanta brzine biohemijske potronje kiseonika

Ocena kvaliteta vode prema BPK

Na osnovu odnosa BPK5/BPKukupno dobija se informacija o BPK; to je ta vrednost blia 1, zagaenje je lake mikrobioloki razgradljivo.

Po naim propisima, kvalitet povrinskih voda prema BPK je:

I klasa < 2 mg O2/L II klasa < 4 mg O2/L III klasa < 7 mg O2/L IV klasa < 20mg O2/L

Odreivanje HPK

Hemijska potronja kiseonika je koliina kiseonika potrebna da se izvri oksidacija svih oksidacionih materija u vodi hemijskim putem.

HPK je, prema JUS-u, masena koncentracija kiseonika ekvivalentna koliini dihromata koji utroi rastvorena i suspendovana materija kada se uzorci vode obrauju oksidantom pod utvrenim uslovima.

HPK se moe meriti po: otvorenoj titrimetriskoj refluks metodi zatvorenoj titrimetriskoj refluks metodi otvorenoj kolorimetrijskoj refluks metodi

HPK je uvek vee ili jednako BPK

Na osnovu HPK, BPK5 i BPKukupno moe se

zakljuiti:

BPKukupno=(0-93%)HPK i BPK5= (0-100%) BPKukupno

Organske materije u vodi, kod kojih sevrednost za BPKukupno malo razlikuju odvrednosti za HPK, a BPK5 od BPKukupno su materije koje su bioloki degradabilne.

Odnos BPK i HPK

Odreivanje TOC

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

TOC se odreuje merenjem koliine CO2 nastalog oksidacijom organskog ugljenika.

Odreivanje TOC-a je znaajno zbog:

TOC je mera kontaminacije uzorka organskih materija i stepena biodegradacije organskih materija prisutnih na povrini vode.

Nivo TOC-a je veoma koristan za odreivanje efikasnosti tretmana istih i otpadnih voda.

prenosivi laboratorijski statini

Aparati za merenje TOC-a

Meusobni odnos TOC, HPK, BPK5 ipermanganatnog broja

Spektralni apsorbcioni koeficijentSAK

Primenom odgovarajue spetroskopske metode mogue je odreivanje ukupnog sadraja UV apsorbujuih komponenata vode (UV/VIS spektrofotometrija), ukupnih masti, ulja, ugljovodonika poreklom iz nafte (IR spektroskopija), povrinski aktivnih supstanci kao i dr. komponenti koje apsorbuju zraenje u datom delu spektra.

UV/VIS spektrofotometrija

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

UV/VIS spektrofotometrijskom tehnikom mogue je odrediti iroku paletu organskih jedinjenja i to: alifatine, aromatine i poliaromatine ugljovodonike, fenole, anjonske i katjonske povrinski aktivne komponente, zasiene alifatine halogene komponente, huminske, fulivinske kiseline, odnosno sve organske komponente koje izraeno apsorbuju zraenje u ovom delu spektra.

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

U praksi je veoma rasprostranjenjo merenje intenziteta apsorbcije zraenja na 254 nm.

esto se primenjuje i specifina apsobcija koja predstavlja vrednost UV apsorbcije po mg/L TOC.

Laboratorijska vezba 10

Odreivanje utroka KMnO4 u kiseloj sredini

Odreivanje HPK na spektrofotometru

HVALA NA PANJI