19. Kolik metod ředění vzorku vody existuje při měření BSK5? Jaká jsou provozní opatření?
Při měření BSK5 se metody ředění vzorku vody dělí na dva typy: metodu obecného ředění a metodu přímého ředění. Metoda obecného ředění vyžaduje větší množství ředicí vody nebo ředicí vody pro inokulaci.
Obecná metoda ředění spočívá v přidání asi 500 ml ředicí vody nebo inokulační ředicí vody do odměrného válce o objemu 1 l nebo 2 l, poté přidání vypočítaného objemu vzorku vody, přidání další ředicí vody nebo inokulační ředicí vody po plnou stupnici a použití gumy na konci. Kulatá skleněná tyčinka se pomalu zahřívá nahoru nebo dolů pod hladinou vody. Nakonec se pomocí sifonu rovnoměrně promíchaný roztok vzorku vody vnese do kultivační lahvičky, naplní se trochou přepadu, opatrně se uzavře zátkou lahvičky a utěsní se vodou. U vzorků vody s druhým nebo třetím ředicím poměrem lze použít zbývající smíchaný roztok. Po výpočtu lze přidat určité množství ředicí vody nebo inokulované ředicí vody, promíchat a stejným způsobem vnést do kultivační lahvičky.
Metoda přímého ředění spočívá v tom, že se nejprve do kultivační lahvičky o známém objemu nasátím zavede přibližně polovina objemu ředicí vody nebo inokulační ředicí vody a poté se vstříkne objem vzorku vody, který by měl být přidán do každé kultivační lahvičky, vypočítaný na základě faktoru ředění podél stěny lahvičky. Poté se do hrdla lahvičky zavede ředicí voda nebo inokulační ředicí voda, opatrně se uzavře zátka lahvičky a hrdlo lahvičky se utěsní vodou.
Při použití metody přímého ředění je třeba věnovat zvláštní pozornost tomu, aby se ředicí voda nezaváděla nebo aby se na konci příliš rychle neočkovala. Zároveň je nutné prozkoumat provozní pravidla pro zavádění optimálního objemu, aby se předešlo chybám způsobeným nadměrným přetečením.
Bez ohledu na použitou metodu musí být při zavádění vzorku vody do kultivační lahvičky postup jemný, aby se zabránilo vzniku bublin, rozpouštění vzduchu ve vodě nebo úniku kyslíku z vody. Zároveň dbejte na to, aby lahvička byla pevně uzavřena, aby v lahvičky nezůstaly vzduchové bubliny, které by mohly ovlivnit výsledky měření. Při kultivaci v inkubátoru je třeba každý den kontrolovat vodní uzávěr a včas jej doplňovat vodou, aby se zabránilo odpařování těsnicí vody a vniknutí vzduchu do lahvičky. Objemy obou kultivačních lahviček použitých před a po 5 dnech musí být stejné, aby se snížily chyby.
20. Jaké mohou nastat problémy při měření BSK5?
Pokud se BSK5 měří na odtoku z čistírny odpadních vod s nitrifikací, zahrnují výsledky měření spotřebu kyslíku u látek obsahujících dusík, jako je amoniakální dusík, a jelikož obsahuje mnoho nitrifikačních bakterií. Pokud je nutné ve vzorcích vody rozlišit spotřebu kyslíku u látek obsahujících uhlík a spotřebu kyslíku u látek obsahujících dusík, lze k eliminaci nitrifikace během stanovení BSK5 použít metodu přidání inhibitorů nitrifikace do ředicí vody. Například přidání 10 mg 2-chlor-6-(trichlormethyl)pyridinu nebo 10 mg propenylthiomočoviny atd.
BSK5/CHSKCr se blíží 1 nebo je dokonce větší než 1, což často naznačuje chybu v procesu testování. Každý článek testování musí být přezkoumán a zvláštní pozornost je třeba věnovat tomu, zda je vzorek vody odebírán rovnoměrně. Může být normální, že BSK5/CHSKMn se blíží 1 nebo je dokonce větší než 1, protože stupeň oxidace organických složek ve vzorcích vody manganistanem draselným je mnohem nižší než u dvojchromanu draselného. Hodnota CHSKMn stejného vzorku vody je někdy nižší než hodnota CHSKCr. hodně.
Pokud se pravidelně vyskytuje jev, že čím vyšší je faktor ředění, tím vyšší je hodnota BSK5, důvodem je obvykle to, že vzorek vody obsahuje látky, které inhibují růst a reprodukci mikroorganismů. Pokud je faktor ředění nízký, podíl inhibičních látek obsažených ve vzorku vody je vyšší, což bakteriím znemožňuje účinný biodegradační proces, což vede k nízkým výsledkům měření BSK5. V tomto případě je třeba zjistit specifické složky nebo příčiny antibakteriálních látek a provést účinnou předběžnou úpravu, aby se před měřením odstranily nebo maskovaly.
Pokud je hodnota BSK5/CHSKCr nízká, například pod 0,2 nebo dokonce pod 0,1, a měřený vzorek vody je průmyslová odpadní voda, může to být způsobeno špatnou biologickou rozložitelností organické hmoty ve vzorku vody. Pokud je však měřený vzorek vody městská odpadní voda nebo je smíšena s určitými průmyslovými odpadními vodami, které tvoří podíl domácích odpadních vod, není to jen proto, že vzorek vody obsahuje chemické toxické látky nebo antibiotika, ale častějšími důvody jsou neutrální hodnota pH a přítomnost zbytkového chloru jako fungicidů. Aby se předešlo chybám, musí být během měření BSK5 hodnoty pH vzorku vody a ředicí vody upraveny na 7, respektive 7,2. U vzorků vody, které mohou obsahovat oxidační látky, jako je zbytkový chlor, musí být prováděny rutinní kontroly.
21. Jaké jsou indikátory indikující rostlinné živiny v odpadních vodách?
Mezi rostlinné živiny patří dusík, fosfor a další látky, které jsou nezbytné pro růst a vývoj rostlin. Mírné množství živin může podporovat růst organismů a mikroorganismů. Nadměrné množství rostlinných živin vstupujících do vodních toků způsobí množení řas ve vodních tocích, což povede k tzv. „eutrofizaci“, která dále zhorší kvalitu vody, ovlivní produkci rybolovu a poškodí lidské zdraví. Silná eutrofizace mělkých jezer může vést k zaplavování a úhynu jezer.
Zároveň jsou rostlinné živiny nezbytnými složkami pro růst a reprodukci mikroorganismů v aktivovaném kalu a klíčovým faktorem souvisejícím s normálním chodem biologického procesu čištění. Proto se indikátory rostlinných živin ve vodě používají jako důležitý kontrolní ukazatel v konvenčních čistírnách odpadních vod.
Ukazatele kvality vody, které indikují živiny pro rostliny v odpadních vodách, jsou především sloučeniny dusíku (jako je organický dusík, amoniakální dusík, dusitany a dusičnany atd.) a sloučeniny fosforu (jako je celkový fosfor, fosfát atd.). V konvenčních čistírnách odpadních vod se obvykle monitoruje amoniakální dusík a fosfát v přítokové a odtokové vodě. Jednak je to pro udržení normálního provozu biologického čištění a jednak pro zjištění, zda odpadní voda splňuje národní normy pro vypouštění.
22. Jaké jsou ukazatele kvality vody běžně používaných sloučenin dusíku? Jak spolu souvisí?
Mezi běžně používané ukazatele kvality vody, které reprezentují sloučeniny dusíku ve vodě, patří celkový dusík, Kjeldahlův dusík, amoniakální dusík, dusitany a dusičnany.
Amoniakální dusík je dusík, který se ve vodě vyskytuje ve formě NH3 a NH4+. Je to první krok oxidačního rozkladu organických sloučenin dusíku a je známkou znečištění vody. Amoniakální dusík může být oxidován na dusitany (vyjádřené jako NO2-) působením dusitanových bakterií a dusitany mohou být oxidovány na dusičnany (vyjádřené jako NO3-) působením dusičnanových bakterií. Dusičnany mohou být také redukovány na dusitany působením mikroorganismů v prostředí bez kyslíku. Pokud je dusík ve vodě převážně ve formě dusičnanů, může to znamenat, že obsah organických látek obsahujících dusík ve vodě je velmi malý a vodní útvar dosáhl samočištění.
Součet organického dusíku a amoniakálního dusíku lze měřit Kjeldahlovou metodou (GB 11891–89). Obsah dusíku ve vzorcích vody měřený Kjeldahlovou metodou se také nazývá Kjeldahlův dusík, takže běžně známý Kjeldahlův dusík je amoniakální dusík. a organický dusík. Po odstranění amoniakálního dusíku ze vzorku vody se tento měří Kjeldahlovou metodou. Naměřená hodnota je organický dusík. Pokud se Kjeldahlův dusík a amoniakální dusík měří ve vzorcích vody odděleně, rozdíl je také organický dusík. Kjeldahlův dusík lze použít jako kontrolní indikátor obsahu dusíku ve vodě vstupující do čistírny odpadních vod a lze jej také použít jako referenční indikátor pro kontrolu eutrofizace přírodních vodních útvarů, jako jsou řeky, jezera a moře.
Celkový dusík je součet organického dusíku, amoniakálního dusíku, dusitanového dusíku a dusičnanového dusíku ve vodě, což je součet Kjeldahlového dusíku a celkového oxidového dusíku. Celkový dusík, dusitanový dusík a dusičnanový dusík lze měřit spektrofotometrií. Metoda analýzy dusitanového dusíku je uvedena v GB7493-87, metoda analýzy dusičnanového dusíku je uvedena v GB7480-87 a metoda analýzy celkového dusíku je uvedena v GB 11894-89. Celkový dusík představuje součet sloučenin dusíku ve vodě. Je důležitým ukazatelem kontroly znečištění přirozené vody a důležitým kontrolním parametrem v procesu čištění odpadních vod.
23. Jaká jsou opatření pro měření amoniakálního dusíku?
Běžně používané metody pro stanovení amoniakálního dusíku jsou kolorimetrické metody, a to kolorimetrická metoda s Nesslerovým činidlem (GB 7479–87) a metoda s kyselinou salicylovou a chlornanem (GB 7481–87). Vzorky vody lze konzervovat okyselením koncentrovanou kyselinou sírovou. Specifická metoda spočívá v použití koncentrované kyseliny sírové k úpravě hodnoty pH vzorku vody na hodnotu mezi 1,5 a 2 a jeho skladování při teplotě 4 °C. Minimální detekční koncentrace kolorimetrické metody s Nesslerovým činidlem a metody s kyselinou salicylovou a chlornanem jsou 0,05 mg/l a 0,01 mg/l (vypočteno v N). Při měření vzorků vody s koncentrací nad 0,2 mg/l lze použít volumetrickou metodu (CJ/T75–1999). Aby bylo možné dosáhnout přesných výsledků, bez ohledu na použitou analytickou metodu musí být vzorek vody před měřením amoniakálního dusíku předdestilován.
Hodnota pH vzorků vody má velký vliv na stanovení amoniaku. Pokud je hodnota pH příliš vysoká, některé organické sloučeniny obsahující dusík se přemění na amoniak. Pokud je hodnota pH příliš nízká, část amoniaku zůstane ve vodě během zahřívání a destilace. Pro dosažení přesných výsledků by měl být vzorek vody před analýzou upraven na neutrální hodnotu. Pokud je vzorek vody příliš kyselý nebo zásaditý, lze hodnotu pH upravit na neutrální hodnotu pomocí 1mol/l roztoku hydroxidu sodného nebo 1mol/l roztoku kyseliny sírové. Poté se přidá fosfátový pufrovací roztok, aby se hodnota pH udržela na 7,4, a poté se provede destilace. Po zahřátí se amoniak z vody odpaří v plynném stavu. V tomto okamžiku se k jeho absorpci použije 0,01~0,02mol/l zředěná kyselina sírová (metoda s fenol-chlornanem) nebo 2% zředěná kyselina boritá (metoda s Nesslerovým činidlem).
U některých vzorků vody s vysokým obsahem Ca2+ se po přidání fosfátového pufrovacího roztoku Ca2+ a PO43- vytvoří nerozpustná sraženina Ca3(PO43-)2 a uvolní se H+ ve fosfátu, což snižuje hodnotu pH. Je zřejmé, že i další ionty, které se mohou srážet s fosfátem, mohou ovlivnit hodnotu pH vzorků vody během destilace za tepla. Jinými slovy, u takového vzorku vody, i když se hodnota pH upraví na neutrální hodnotu a přidá se fosfátový pufrovací roztok, bude hodnota pH stále mnohem nižší než očekávaná hodnota. Proto u neznámých vzorků vody po destilaci změřte hodnotu pH znovu. Pokud hodnota pH není mezi 7,2 a 7,6, je třeba zvýšit množství pufrovacího roztoku. Obecně by se mělo na každých 250 mg vápníku přidat 10 ml fosfátového pufrovacího roztoku.
24. Jaké ukazatele kvality vody odrážejí obsah sloučenin obsahujících fosfor ve vodě? Jak spolu souvisí?
Fosfor je jedním z prvků nezbytných pro růst vodních organismů. Většina fosforu ve vodě existuje v různých formách fosfátů a malé množství existuje ve formě organických sloučenin fosforu. Fosforečnany ve vodě lze rozdělit do dvou kategorií: ortofosfát a kondenzovaný fosfát. Ortofosfát označuje fosfáty, které existují ve formě PO43-, HPO42-, H2PO4- atd., zatímco kondenzovaný fosfát zahrnuje pyrofosfát a kyselinu metafosforečnou. Soli a polymerní fosfáty, jako například P2O74-, P3O105-, HP3O92-, (PO3)63- atd. Organofosfátové sloučeniny zahrnují především fosfáty, fosfity, pyrofosfáty, hypofosfity a aminfosfáty. Součet fosfátů a organického fosforu se nazývá celkový fosfor a je také důležitým ukazatelem kvality vody.
Metoda analýzy celkového fosforu (specifické metody viz GB 11893–89) se skládá ze dvou základních kroků. Prvním krokem je použití oxidačních činidel k přeměně různých forem fosforu ve vzorku vody na fosfáty. Druhým krokem je měření ortofosfátu a následný zpětný výpočet celkového obsahu fosforu. Během běžných čistíren odpadních vod je nutné monitorovat a měřit obsah fosfátů v odpadních vodách vstupujících do biochemického čisticího zařízení a v odpadních vodách odtékajících ze sekundární sedimentační nádrže. Pokud je obsah fosfátů v přitékající vodě nedostatečný, je nutné přidat určité množství fosfátového hnojiva, které ho doplní; pokud obsah fosfátů v odpadních vodách odtékajících ze sekundární sedimentační nádrže překročí národní normu pro vypouštění první úrovně 0,5 mg/l, je nutné zvážit opatření k odstranění fosforu.
25. Jaká jsou opatření pro stanovení fosfátů?
Metoda měření fosfátů spočívá v tom, že za kyselých podmínek fosfát a molybdenan amonný generují fosfomolybdenovou heteropolykyselinu, která se redukuje na modrý komplex (označovaný jako molybdenová modř) za použití redukčního činidla chloridu cínatého nebo kyseliny askorbové. Metoda CJ/T78–1999) umožňuje také použití alkalického paliva k vytvoření vícesložkových barevných komplexů pro přímé spektrofotometrické měření.
Vzorky vody obsahující fosfor jsou nestabilní a je nejlepší je analyzovat ihned po odběru. Pokud analýzu nelze provést ihned, přidejte do každého litru vzorku vody 40 mg chloridu rtuťnatého nebo 1 ml koncentrované kyseliny sírové pro konzervaci a poté jej uložte do hnědé skleněné lahve a umístěte do chladničky při teplotě 4 °C. Pokud se vzorek vody použije pouze pro analýzu celkového fosforu, není nutné žádné konzervační ošetření.
Protože se fosfáty mohou adsorbovat na stěnách plastových lahví, nelze plastové lahve používat k uchovávání vzorků vody. Všechny použité skleněné lahve musí být opláchnuty zředěnou horkou kyselinou chlorovodíkovou nebo zředěnou kyselinou dusičnou a poté několikrát opláchnuty destilovanou vodou.
26. Jaké jsou různé ukazatele, které odrážejí obsah pevných látek ve vodě?
Pevné látky v odpadních vodách zahrnují plovoucí látky na hladině vody, suspendované látky ve vodě, sedimentovatelné látky klesající ke dnu a pevné látky rozpuštěné ve vodě. Plovoucí objekty jsou velké kusy nebo velké částice nečistot, které plavou na hladině vody a mají hustotu menší než voda. Suspendované látky jsou malé částice nečistot suspendované ve vodě. Sedimentovatelné látky jsou nečistoty, které se mohou po určité době usadit na dně vodního útvaru. Téměř všechny odpadní vody obsahují sedimentovatelné látky se složitým složením. Sedimentovatelné látky složené převážně z organické hmoty se nazývají kal a sedimentovatelné látky složené převážně z anorganické hmoty se nazývají zbytky. Plovoucí objekty je obecně obtížné kvantifikovat, ale několik dalších pevných látek lze měřit pomocí následujících indikátorů.
Ukazatelem, který odráží celkový obsah pevných látek ve vodě, jsou celkové pevné látky neboli celkové pevné látky. Podle rozpustnosti pevných látek ve vodě lze celkové pevné látky rozdělit na rozpuštěné pevné látky (Dissolved Solid, zkráceně DS) a suspendované pevné látky (Suspend Solid, zkráceně SS). Podle těkavých vlastností pevných látek ve vodě lze celkové pevné látky rozdělit na těkavé pevné látky (VS) a fixní pevné látky (FS, nazývané také popel). Mezi nimi lze rozpuštěné pevné látky (DS) a suspendované pevné látky (SS) dále rozdělit na těkavé rozpuštěné pevné látky, netěkavé rozpuštěné pevné látky, těkavé suspendované pevné látky, netěkavé suspendované pevné látky a další ukazatele.
Čas zveřejnění: 28. září 2023
