Экологический мониторинг. Учебное пособие

Министерство образования Российской Федерации Восточно-Сибирский государственный технологический университет

ББК Рецензент: Цыцыктуева Л.А. к.х.н., зав отделом МУП «Водоканал» Авторы: Хараев Г.И. Ямпилов С.С. Танганов Б.Б. Хантургаев А.Г. Методическое пособие по дисциплине «Экологический мониторинг»: Учебное пособие/ Под ред. Г.И. Хараева. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2004. – 77 с.

Методическое пособие по дисциплине «Экологический мониторинг»

ISBN 5- 89230 – В учебном пособии изложен материал по нормированию содержания неорганических и органических веществ в водных системах, классификации водных объектов, общие показатели качества воды. Учебное пособие рассчитано на студентов специальностей: «Инженерная защита окружающей среды» и «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов». Ключевые слова: Экология, мониторинг, воздушная среда, воздушные системы, качество воды, водные объекты, сточные воды, инженерная защита.

Улан-Удэ, 2004

ISBN 5- 89230 –

© Хараев Г.И. с соавт., 2004 г.

Оглавление Введение ………………………………………………..4 Неорганические вещества ……………………………..5 1. Кальций …………………………………………5 2. Магний ………………………………………….7 3. Кремний …………………………………………7 4. Углерод ……….………………………………..10 5. Карбонаты ……………………………………...12 6. Азот …………………………………………….13 7. Аммиак …………………………………………14 8. Аммоний …………………………………….….15 9. Нитраты ……………………………….………..17 10. Нитриты ………………………………………...21 11. Фосфор ………………………………….………23 12. Соединения серы …………………….…………29 13. Натрий …………………………………………...36 14. Калий ………………………………….…………37 15. Фтор ………………………………….………….38 Органические вещества………………………………..39 18. Органический углерод ……………………………40 19. Углеводороды (нефтепродукты)………………….41 20. Фенолы………………………………………………48 21. Спирты …………………………………………..…..52 22. Органические кислоты ……………….…………….54 23. Летучие кислоты ……………………………………56 24. Азот органический ………………………….……...64 25. Сера органическая …………………………………69 26. Карбонильные соединения ………………………..71 27. Жиры ……………………………………………….73 28. Пестициды …………………………………….……74 Литература………………………………………….…. 76

Введение Одну из центральных позиций в учебных планах специальности «Инженерная защита окружающей среды» занимают дисциплины, посвященные изучению химии окружающей

среды

и

экологического

мониторинга.

Вопросам химии природных и сточных вод, мониторинга водных систем уделяется значительное внимание и при выполнении дипломных работ. Справочные

материалы

по

гидрохимии

подготовлены с тем, чтобы дать студентам возможность ознакомиться с достаточно обширными сведениями о нормировании качества вод, о классификации водных объектов, об общих и суммарных показателях качества, об источниках

поступления,

формах

миграции

и

трансформации, а также о принципах нормирования содержания неорганических и органических веществ в водных системах. При составлении данного пособия были учтены справочные материалы полученные преподавателями и сотрудниками кафедр промышленной экологии и проблем устойчивого

развития РХТУ

им.

Д.И.Менделеева

особенно Н.Е.Кручининой и Я.П. Молчановой.

и

Неорганические вещества

органическими веществами, содержащимися в воде. В

Кальций

некоторых маломинерализованных окрашенных водах до

Главными источниками поступления кальция в

90-100% ионов кальция могут быть связаны гумусовыми

поверхностные воды являются процессы химического

кислотами.

выветривания и растворения минералов, прежде всего известняков,

доломитов,

гипса,

кальцийсодержащих

силикатов и других осадочных и метаморфических пород.

В превышает

процессы

органических

веществ,

сточными

количества

водами

кальция

силикатной,

выносятся

Обычно

же

кальция

его

со

металлургической,

концентрации

понижения

минерализации

(весной)

преобладающая

роль,

ионам что

сельскохозяйственных

Довольно

использовании

кальцийсодержащих

при

минеральных

связано

с

поверхностного слоя почв и пород. ПДКвр кальция составляет 180 мг/дм3.

особенно

кальция

легкостью выщелачивания растворимых солей кальция из

стекольной, химической промышленности и со стоками угодий,

редко

подвержена заметным сезонным колебаниям. В период принадлежит

сопровождающиеся понижением рН. Большие

г/дм3.

1

содержание

Концентрация кальция в поверхностных водах

способствуют микробиологические

разложения

водах

значительно ниже.

СаСО3+СО2+Н2О↔Са(РСО3)2↔Са2++2НСО3 Растворению

речных

жесткие

требования

к

содержанию

кальция предъявляются к водам, питающим паросиловые установки, поскольку в присутствии карбонатов, сульфатов

удобрений. является

и ряда других анионов кальция образует прочную накипь.

склонность образовывать в поверхностных водах довольно

Данные о содержании кальция в водах необходимы также

устойчивые пересыщенные растворы СаСО3. Ионная

при решении вопросов, связанных с формированием

Характерной

форма

особенностью

(Са2+)

маломинерализованных

характерна природных

кальция

только вод.

для Известны

довольно устойчивые комплексные соединения кальция с

химического состава природных вод, их происхождением, а

также

равновесия.

при

исследовании

карбонатно-кальциевого

Главным

Магний В

поверхностные

воды

магний

поступает

в

природных

источником

водах

являются

процессы

основном за счет процессов химического выветривания и

выветривания

растворения доломитов, мергелей и других минералов.

минералов, например алюмосиликатов:

со

сточными

водами

металлургических,

речных

колеблется

водах

от

содержание

нескольких

подвержено

химического

кремнийсодержащих

Значительные количества кремния поступают в

магния

обычно

природные воды в процессе отмирания наземных и водных

до

десятков

растительных организмов, с атмосферными осадками, а

единиц

миллиграммов в 1 дм3. Содержание

в

HCO3+2H4SiO4+1/2Al2Si2O5(OH)4.

силикатных, текстильных и других предприятий. В

растворения

кремния

КMg2AlSi3O10(OH)2+7H2CO3+1/2H2O⇒K++3Mg2++7

Значительные количества магния могут поступать в водные объекты

и

соединений

также со сточными водами предприятий, производящих

магния

заметным

в

поверхностных

колебаниям:

как

водах

керамические, цементные, стекольные изделия, силикатные

правило,

краски, вяжущие материалы, кремнийорганический каучук

максимальные концентрации наблюдаются в меженный период, минимальные – в период половодья.

и т.д. Формы соединений, в которых находится кремний в

ПДКвр ионов Мg2+ составляет 40 мг/дм3.

растворе, весьма многообразны и меняются в зависимости

Кремний

от минерализации, состава воды и значений рН. Часть

Кремний

является

постоянным

компонентом

химического состава природных вод. Этому способствует в отличие

от

других

распространенность породах,

и

только

компонентов

соединений малая

повсеместная

кремния

растворимость

объясняет малое содержание кремния в воде.

в

горных

последних

кремния находится в истинно растворенном состоянии в виде кремниевой кислоты и поликремниевых кислот: Н4SiO4⇔H++H3SiO4-. Поликремниевые

кислоты

имеют

переменный

состав типа mSiO2· nH2O, где m и n – целые числа. Кроме того, кремний содержится в природных водах в виде коллоидов типа хSiO2 · yH2O.

Таблица 1. Соотношение

форм

производных

кремниевой

кислоты в воде в зависимости от значений рН, %

Неустойчивости кремния в растворе способствует и склонность

Режим

7 99,9 0,1

8 98,6 1,4

при

определенных

кремния

в

поверхностных

водах

до

некоторой степени сходен с режимом соединений азота и

рН

[Н4SiO4] [Н3SiO4]

кислоты

условиях переходить в гель.

количества вещества эквивалентов (К1=1.41·10-10) Форма

кремниевой

9 87,7 12,3

10 41,5 58,5

фосфора, однако кремний никогда не лимитирует развитие растительности. ПДКв кремния равна 10 мг/дм3.

Концентрация кремния в речных водах колеблется

Углерод

3

обычно от 1 до 20 мг/дм ; в подземных водах его

Диоксид углерода

3

концентрация возрастает от 20 до 30 мг/дм , а в горячих

Диоксид углерода содержится в воде в основном в

термальных водах содержание кремния может достигать

виде растворенных молекул СО2, и лишь малая часть его

3

сотен миллиграммов в 1 дм . Сравнительно поверхностных

(около 1%) при взаимодействии с водой образует угольную

малое содержание кремния в

водах,

уступающее 3

кислоту:

растворимости

о

СО2+Н2О⇔Н2СО3.

3

диоксида кремния (125 мг/дм при 26 С, 170 мг/дм при о

38 С),

указывает

на

наличие

в

воде

процессов,

уменьшающих его концентрацию. К ним надо отнести потребление кремния водными организмами, многие из

Диоксид

и

карбонатной системы. В растворе между ними существует подвижное равновесие: Н2СО3⇔Н++НСО3-⇔2Н++СО32-.

скелет из кремния. Кроме того, кремниевая кислота как Na4SiO4+4CO2+4H2O=H4SiO4+4NaHCO3.

гидрокарбонатные

карбонатные ионы являются основными компонентами

которых, например диатомовые водоросли, строят свой более слабая вытесняется из раствора угольной кислотой:

углерода,

Соотношение между компонентами в значительной мере определяется величиной рН. При рН= 4,5 и ниже из всех

компонентов

карбонатного

равновесия

в

воде

присутствует только свободная углекислота. В интервале

увеличивается, достигая максимума в конце зимы. Диоксид

рН = 6…10 гидрокарбонатные ионы являются основной

углерода имеет исключительно важное значение для

формой производных угольной кислоты (максимальное их

растительных организмов (как источник углерода). В то же

содержание при рН= 8,3…8,4). При рН более 10,5 главной

время

формой

действуют на животные организмы.

существования

угольной

кислоты

являются

карбонатные ионы.

повышенные Некоторая

концентрации

часть

СО2

угнетающе

гидрокарбонатных

ионов

Главным источником поступления оксида углерода

поступает с атмосферными осадками и грунтовыми

в природные воды являются процессы биохимического

водами. Гидрокарбонатные и карбонатные ионы выносятся

распада органических остатков, окисления органических

в водоемы со сточными водами предприятий химической,

веществ, дыхания водных организмов.

силикатной, содовой промышленности и т.д.

Одновременно

с

процессами

поступления

значительная часть диоксида углерода потребляется при фотосинтезе,

а

также

расходуется

на

растворение

карбонатов и химическое выветривание алюмосиликатов: СаСО3+СО2+Н2О⇔Са(НСО3)2 -

По мере накопления гидрокарбонатных и особенно карбонатных ионов последние могут выпадать в осадок: Са(НСО3)2⇒СаСО3+Н2О+СО2; Са2++СО32-⇒СаСО3. В речных водах содержание гидрокарбонатных и

-

HSiO3 +CO2+H2O⇔ H2SiO3+HCO3 .

карбонатных ионов колеблется от 30 до 400 мг НСО3-/дм3,

Уменьшение содержания диоксида углерода в воде

в озерах – от 1 до 500 мг НСО3-/дм3, в морской воде – от

происходит также в результате его выделения в атмосферу.

100 до 200 мг/дм3, в атмосферных осадках – от 30 до 100

Концентрация диоксида углерода в природных

мг/дм3, в грунтовых водах – от 150 до 300 мг/дм3, в

водах колеблется от нескольких десятых долей до 3…4 мг/дм3, изредка достигая величины 10…20 мг/дм3. Обычно весной и летом содержание диоксида углерода в водоеме понижается, а в осенне-зимний период

подземных водах – от 150 до 900 мг/дм3. Азот общий Под общим азотом понимают сумму минерального и органического азота в природных водах.

Азотосодержащие

соединения

находятся

в

поверхностных водах в растворенном, коллоидном и

аммония. О содержании аммиака в поверхностных водах см. раздел «Аммоний». ПДКв аммиака составляет 2,0 мг/дм3, ПДКвр – 0,05

взвешенном состоянии и могут под влиянием многих физико-химических и биохимических факторов переходить

мг/дм3

из одного состояния в другое.

токсикологический).

Средняя концентрация общего азота в природных

(лимитирующий

показатель

вредности

–

Аммоний

водах колеблется в значительных пределах и зависит от

Содержание ионов аммония в природных водах

трофности водного объекта: для олиготрофных изменяется

варьирует в интервале от 10 до 200 мкг/дм3 в пересчете на

обычно в пределах 0,3…0,7 мг/дм3, для мезотрофных –

азот. Присутствие в незагрязненных поверхностных водах

0,7…1,3 мг/дм3, для эвтрофных – 0,8…2,0 мг/дм3.

ионов аммония связано главным образом с процессами биохимической

Сумма минерального азота Сумма

минерального

азота

–

это

сумма

аммонийного, нитритного и нитритного азота. Повышение

концентрации

ионов

деградации

белковых

веществ,

дезаминирования аминокислот, разложения мочевины под действием уреазы. Основными источниками поступления

аммония

и

ионов

аммония

в

водные

объекты

являются

нитритов обычно указывает на свежее загрязнение, в то

животноводческие фермы, хозяйственно-бытовые сточные

время

на

воды, поверхностный сток с сельхозугодий в случае

загрязнение в предшествующее время. Все формы азота,

использования аммонийных удобрений, а также сточные

включая

воды

как

увеличение

и

содержания

газообразную,

нитратов

способны

к

–

взаимным

превращениям. природной

разложении

пищевой,

коксохимической,

лесохимической и химической промышленности. В стоках промышленных предприятий содержится до 1 мг/дм3

Аммиак В

предприятий

воде

азотсодержащих

аммиак

при

аммония, в бытовых стоках – 2…7 мг/дм3; с хозяйственно-

веществ.

бытовыми сточными водами в канализационные системы

образуется

органических

Хорошо растворим в воде с образованием гидроксида

ежесуточно поступает до 10 г аммонийного азота (на одного жителя). При

переходе

эвтрофным

от

водоемам

олиготрофных возрастает

как

к

мезо-

и

абсолютная

концентрация ионов аммония, так и их доля в общем балансе связанного азота.

Очень чистые 0,05 Чистые 0,1 Умеренно загрязненные 0,2-0,3 Загрязненные 0,4-1,0 Грязные 1,1-3,0 Очень грязные >3,0 Повышенная концентрация ионов аммония может быть использована в качестве индикаторного показателя,

Концентрация аммония в питьевой воде не должна 3

превышать 2 мг/дм по азоту. ПДКвр солевого аммония 3

отражающего ухудшение санитарного состояния водного объекта, процесса загрязнения поверхностных и подземных

составляет 0,5 мг/дм по азоту (лимитирующий показатель

вод,

вредности – токсикологический).

сельскохозяйственными стоками.

в

первую

очередь,

бытовыми

и

Присутствие аммония в концентрациях порядка 1 мг/дм3 снижает способность гемоглобина рыб связывать кислород.

Признаки

интоксикации

–

возбуждение,

судороги, рыба мечется по воде и выпрыгивает на поверхность.

Механизм

токсического

действия

–

возбуждение центральной нервной системы, поражает жаберного

эпителия,

гемолиз

(разрыв)

эритроцитов.

Токсичность аммония возрастает с повышением рН среды. Таблица 2.

Содержание аммония в водоемах с различной степенью загрязненности Степень загрязнения (классы водоемов)

Аммонийный азот, мг/дм3

Нитраты Присутствие нитратных ионов в природных водах связано с: -

внутриводоемными процессами нитрификации

аммонийных

ионов

в

присутствии

кислорода

под

действием нитрифицирующих бактерий; -

атмосферными осадками, которые поглощают

образующиеся при атмосферных электрических разрядах оксиды азота (концентрация нитратов в атмосферных осадках достигает 0,9…1 мг/дм3);

-

промышленными

и

хозяйственно-бытовыми

сточными водами, особенно после биологической очистки,

порядка десятков микрограммов в 1 дм3 (в пересчете на азот).

С

нарастанием

эвтрофикации

абсолютная

3

концентрация нитратного азота и его доля в сумме

с сельскохозяйственных угодий и со

минерального азота возрастают, достигая n·10-1 мг/дм3. В

сбросными водами с орошаемых полей, на которых

незагрязненных подземных водах содержание нитратных

применяются азотные удобрения.

ионов обычно выражается сотыми,

когда концентрация достигает 50 мг/дм ; -

стоком

десятыми долями

на

миллиграмма и реже единицами миллиграммов в 1 дм3.

понижение концентрации нитратов, являются потребление

Подземные водоносные горизонты в большей степени

их фитопланктоном и денитрофицирующими бактериями,

подвержены нитратному загрязнению, чем поверхностные

которые при недостатке кислорода используют кислород

водоемы (т.к. отсутствует потребитель нитратов).

Главными

процессами,

направленными

нитратов на окисление органических веществ. В поверхностных водах нитраты находятся в растворенной

форме.

Концентрация

нитратов

в

поверхностных водах подвержена заметным сезонным колебаниям: минимальная в вегетационный период, она увеличивается осенью и достигает максимума зимой, когда при

минимальном

потреблении

азота

происходит

разложение органических веществ и переход азота из органических форм в минеральные. Амплитуда сезонных колебаний

может

служить

одним

из

показателей

эвтрофирования водного объекта. В

незагрязненных

концентрация

нитрат-ионов

поверхностных не

превышает

водах величины

Таблица 3. Значения предельно допустимых концентраций нитратов для овощей и фруктов, мг/кг Культура Листовые овощи Перед сладкий Кабачки Дыни Арбузы Виноград столовый Яблоки Груши Картофель Капуста ранняя Морковь Томаты

ПДКпр. 2000 200 400 90 60 60 60 60 250 900 250 150

Огурцы Свекла столовая Лук репчатый Лук перо

составляют величины порядка сотен миллиграммов в 1 дм3

150 1400 80 600

воды. В воздействии на человека различают первичную токсичность

При длительном употреблении питьевой воды и пищевых продуктов, содержащих значительные количества 3

собственно

связанную с образованием обусловленную

нитрат-иона;

вторичную,

нитрит-иона, и третичную,

образованием из нитритов и аминов

нитратов (от 25 до 100 мг/дм по азоту), резко возрастает

нитрозаминов. Смертельная доза нитратов для человека

концентрация метгемоглобина в крови. Крайне тяжело

составляет 8…15 г; допустимое суточное потребление по

протекают метгемоглобинемии у грудных детей (прежде

рекомендациям ФАО/ВОЗ – 5 мг/кг массы тела.

всего, искусственно вскармливаемых молочными смесями,

Наряду с описанными эффектами воздействия

приготовленными на воде с повышенным – порядка 200

немаловажную роль играет тот факт, что азот – это один из

3

мг/дм – содержанием нитратов) и у людей, страдающих

первостепенных биогенных (необходимых для жизни)

сердечно-сосудистыми заболеваниями. Особенно в этом

элементов.

случае опасны грунтовые воды и питаемые ими колодцы,

соединений азота в качестве удобрений, но, с другой

поскольку

стороны,

в

открытых

водоемах

нитраты

частично

потребляются водными растениями. Присутствие нитрата аммония в концентрациях 3

Именно с

этим

этим связан

обусловлено вклад

применение

вынесенного

с

сельскохозяйственных земель азота в развитие процессов эвтрофикации

(неконтролируемого

роста

биомассы)

порядка 2 мг/дм не вызывает нарушения биохимических

водоемов. Так, с одного гектара орошаемых земель

процессов в водоеме; подпороговая концентрация этого

выносится в водные системы 8…10 кг азота.

вещества, не влияющая на санитарный режим водоема- 10

ПДКв нитратов составляет 45 мг/дм3 (по NO3-)

мг/дм3. Повреждающие концентрации соединений азота (в

(тождественно равен стандарту США для питьевой воды),

первую очередь, аммония) для различных видов рыб

ПДКвр – 40 мг/дм3 (по NO3-) или 9,1 мг/дм3 (по азоту).

лета, их присутствие связано с активностью фитопланктона

Нитриты Нитриты

представляют

собой

промежуточную

(установлена

способность

диатомовых

и

зеленых

ступень в бактериальных процессах окисления аммония до

водорослей восстанавливать нитраты до нитритов). Осенью

нитратов (нитрификация – только в аэробных условиях) и,

содержание нитритов уменьшается.

напротив, восстановления нитратов до азота и аммиака

Одной из особенностей распределения нитритов по

(денитрификация – при недостатке кислорода). Подобные

глубине водного объекта являются хорошо выраженные

окислительно-восстановительные реакции характерны для

максимумы, обычно вблизи нижней границы термоклина и

станций аэрации, систем водоснабжения и собственно

в гиполимнионе, где концентрация кислорода снижается

природных

вод.

Повышенное

наиболее резко.

указывает

на

усиление

содержание процессов

нитритов разложения

Для нитритов

установлена в размере 3,3

ПДКв

органических веществ в условиях более медленного

мг/дм3 в виде иона NO2- или 1 мг/дм3 в пересчете на азот.

окисления NO2- в NO3-, что указывает на загрязнение

ПДКвр – 0,08 мг/дм3 в виде иона NO2- или 0,02 мг/дм3 в

водного объекта, т.е. является важным

пересчете на азот.

санитарным

показателем.

В соответствии с требованиями глобальной системы

Концентрация нитритов в поверхностных водах составляет

сотые

(иногда

даже

тысячные)

доли

мониторинга

состояния

(ГСМОС/GEMS)

нитрит-

окружающей и

нитрат-ионы

среды входят

в

миллиграмма в 1 дм3; в подземных водах концентрация

программы

нитритов обычно выше, особенно в верхних водоносных

питьевой воды и являются важными показателями степени

горизонтах (сотые, десятые доли миллиграмма в 1 дм3).

загрязнения и трофического статуса природных водоемов.

Сезонные

колебания

содержания

нитритов

характеризуются отсутствием их зимой и появлением весной при разложении неживого органического вещества. Наибольшая концентрация нитритов наблюдается в конце

обязательных

наблюдений

за

составом

Фосфор общий Под

общим

фосфором

понимают

минерального и органического фосфора.

сумму

Так же, как и для азота, обмен фосфором между его минеральными

и

органическими

формами

с

одной

процессов (и, соответственно, возрастанию мутности, солености, концентрации бактерий).

стороны, и живыми организмами – с другой, является фактором, определяющим его концентрацию. Концентрация (минерального

и

Один из вероятных аспектов процесса эвтофикации – рост сине-зеленых водорослей (цианобактерий), многие

общего растворенного фосфора

из которых токсичны. Выделяемые этими организмами

органического) в незагрязненных

вещества относятся к группе фосфор- и серосодержащих

природных водах изменяется от 5 до 200 мкг/дм3.

органических соединений (нервно-паралитических ядов).

Фосфор – важнейший биогенный элемент, чаще

Действие

токсинов

сине-зеленых

водорослей

может

всего лимитирующий развитие продуктивности водоемов.

проявляться в возникновении дерматозов, желудочно-

Поэтому поступление избытка соединений фосфора с

кишечных заболеваний; в особенно тяжелых случаях – при

водосбора

попадании большой массы водорослей внутрь организма –

в

виде

минеральных

удобрений

с

поверхностным стоком с полей (с гектара орошаемых

может развиваться паралич.

земель выносятся 0,4-0,6 кг фосфора), со стоками с ферм

В

(0,01-0,05 кг/сут. на одно животное), с недоочищенными

системы

или неочищенными бытовыми сточными водами (0,003-

(ГСМОС/GEMS) в программы обязательных наблюдений

0,006 кг/сут.на одного жителя), а также с некоторыми

за

производственными

отходами

содержания

неконтролируемому

приросту

водного

(это

объекта

приводит растительной

особенно

к

резкому биомассы

характерно

для

непроточных и малопроточных водоемов). Происходит так называемое изменение трофического статуса водоема, сопровождающееся

перестройкой

всего

водного

сообщества и ведущее к преобладанию гнилостных

соответствии мониторинга

составом

взвешенного,

ас

состояния

природных общего

требованиями

вод

окружающей

включено

фосфора

глобальной среды

определение

(растворенного

и

в виде органических и минеральных

соединений). Фосфор является важнейшим показателем трофического статуса природных водоемов.

Фосфор органический В

этом

синтезированные

разделе в

не

рассматриваются

промышленности

фосфоро-

органические соединения. Таблица 4. Форма фосфора в природных водах Хими ческие фор мы Р

Общий

Фильтруемый (растворенный)

Частицы

Общий

Общий растворенный и взвешенный фосфор

Общий Общий растворенный фосфор фосфор в частицах Орто Общий Растворенные Ортофо фосрастворенный и ортофосфаты сфаты фаты взвешенный фосфор в частицах Гидро Общие растворенные Растворенные Гидролизии взвешенные гидролизируе лизиру руегидролизируемые мые кислотой емые мые кислотой фосфаты фосфаты кислокисло той той фосфафосты в фаты частицах ОргаОбщий Растворенный Органи ничес растворенный и органический ческий кий взвешенный фосфор фосфор фосорганический в фор фосфор частицах Природные соединения органического фосфора поступают в природные воды в результате процессов жизнедеятельности

и

посмертного

распада

организмов, обмена с донными отложениями.

водных

Органические соединения фосфора присутствуют в

фосфора в 1 дм3, в загрязненных водах она может

поверхностных водах в растворенном, взвешенном и

достигать нескольких миллиграммов в 1 дм3. Подземные

коллоидном состоянии.

воды содержат обычно не более 100 мкг/дм3 фосфатов;

Фосфор минеральный

исключение

Соединения минерального фосфора поступают в

фосфорсодержащих пород.

природные воды в результате выветривания и растворения

составляют

Содержание

воды

соединений

районах

фосфора

подвержено

значительным

поступления с поверхности водосбора в виде орто-, мета-,

зависит

пиро- и полифосфат-ионов (удобрения, синтетические

фотосинтеза и биохимического окисления

органических

моющие средства, добавки предупреждающие образование

веществ.

фосфатов

накипи в котлах, и т.п.), а также образуются при

поверхностных водах наблюдаются обычно весной и

биологической

летом, максимальные – осенью и зимой, в морских водах –

растительных

переработке организмов.

остатков

животных

Избыточное

и

содержание

фосфатов в 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 рН водоема больше 6,5 является ион НРО42(около 90%). В кислых водах неорганический фосфор присутствует преимущественно в виде Н2РО4-. Концентрация фосфатов в природных водах обычно очень мала – сотые, редко десятые доли миллиграммов

колебаниям,

залегания

пород, содержащих ортофосфаты (апатиты и фосфориты) и

от

сезонным

в

соотношения

Минимальные

поскольку

интенсивности концентрации

оно

процессов в

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. В

методике

оценки

экологической

ситуации,

принятой Госкомэкологией РФ, рекомендован норматив содержания растворимых фосфатов в воде – 50 мкг/дм3. Без

предварительной

колориметрически

определяются

растворенные и взвешенные фосфаты.

подготовки

проб

неорганические

придонных слоях водоемов и в летнее время в периоды

Полифосфаты Полифосфаты

можно

описать

следующими

химическими формулами:

интенсивного биохимического окисления органических веществ.

Наличие

сероводорода

в

водах

служит

Меn(PO3)n, Меn+2PnO3n+1, МеnH2)PnO3n+1.

показателем сильного загрязнения водоема органическими

Полифосфаты применяются для умягчения воды,

веществами.

обезжиривания

волокна,

стиральных

Сероводород в природных водах находится в виде

порошков и мыла, ингибитор коррозии, катализатор в

недиссоциированных молекул Н2S, ионов гидросульфида

пищевой промышленности.

НS- и весьма редко – ионов сульфида S2-. Соотношение

Полифосфаты полифосфатов

как

компонент

малотоксичны.

объясняется

их

Токсичность

способностью

между

концентрациями

этих

форм

определяется

к

значениями рН воды: при рН