Пдк уксусной кислоты в воде. Пдк в водной среде

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (ПДК) ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.

В атмосферу поступает множество примесей от различных промышленных производств и автотранспорта. Для контроля их содержания в воздухе нужны вполне определенные стандартизированные экологические нормативы, поэтому и было введено понятие о предельно допустимой концентрации. Величины ПДК для воздуха измеряются в мг/м 3 . Разработаны ПДК не только для воздуха, но и для пищевых продуктов, воды (питьевая вода, вода водоемов, сточные воды), почвы.

Предельной концентрацией для рабочей зоны считают такую концентрацию вредного вещества, которая при ежедневной работе в течение всего рабочего периода не может вызвать заболевания в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Предельные концентрации для атмосферного воздуха измеряются в населенных пунктах и относятся к определенному периоду времени. Для воздуха различают максимальную разовую дозу и среднесуточную.

В зависимости от значения ПДК химические вещества в воздухе классифицируют по степени опасности. Для чрезвычайно опасных веществ (пары ртути, сероводород, хлор) ПДК в воздухе рабочей зоны не должна превышать 0,1 мг/м 3 . Если ПДК составляет более 10 мг/м 3 , то вещество считается малоопасным. К таким веществам относят, например, аммиак.

ПДК устанавливаются для среднестатистического человека, однако ослабленные болезнью и другими факторами люди могут почувствовать себя дискомфортно при концентрациях вредных веществ, меньших ПДК. Это, например, относится к заядлым курильщикам.

Величины предельно допустимых концентраций некоторых веществ в ряде стран существенно различаются. Так, ПДК сероводорода в атмосферном воздухе при 24-часовом воздействии в Испании составляет 0,004 мг/м 3 , а в Венгрии – 0,15 мг/м 3 (в России – 0,008 мг/м 3).

В нашей стране нормативы предельно допустимой концентрации разрабатываются и утверждаются органами санитарно-эпидемиологической службы и государственными органами в области охраны окружающей среды. Нормативы качества окружающей среды являются едиными для всей территории РФ. С учетом природноклиматических особенностей, а также повышенной социальной ценности отдельных территорий для них могут быть установлены нормативы предельно допустимой концентрации, отражающие особые условия.

При одновременном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений их концентраций к ПДК не должна превышать единицу, однако это выполняется далеко не всегда. По некоторым оценкам, 67% населения России живут в регионах, где содержание вредных веществ в воздухе выше установленной предельно допустимой концентрации. В 2000 содержание вредных веществ в атмосфере в 40 городах с суммарным населением около 23 млн. человек время от времени превышало предельно допустимую концентрацию более чем в десять раз.

При оценке опасности загрязнения в качестве образца сравнения служат исследования, проводимые в биосферных заповедниках. А вот в крупных городах природная среда далека от идеальной. Так, по содержанию вредных веществ Москву-реку в пределах города считают «грязной рекой» и «очень грязной рекой». На выходе Москвы-реки из Москвы содержание нефтепродуктов в 20 раз больше предельно допустимых концентраций, железа – в 5 раз, фосфатов – в 6 раз, меди – в 40 раз, аммонийного азота – в 10 раз. Содержание серебра, цинка, висмута, ванадия, никеля, бора, ртути и мышьяка в донных отложениях Москвы-реки превышает норму в 10–100 раз. Тяжелые металлы и другие ядовитые вещества из воды попадают в почву (например, при половодьях), растения, рыбу, сельскохозяйственную продукцию, питьевую воду, как в Москве, так и ниже по ее течению в Подмосковье.

Химические методы оценки качества окружающей среды очень важны, однако они не дают прямой информации о биологической опасности загрязняющих веществ – это задача биологических методов. Предельно допустимые концентрации являются определенными нормами щадящего воздействия загрязняющих веществ на здоровье человека и природную среду.

Елена Савинкина

В Российской Федерации качество питьевой воды должно удовлетворять определенным требованиям, установленным СанПиН 2.1.4.10749-01 «Питьевая вода». В Европейском Союзе (ЕС) нормы определяет директива «По качеству питьевой воды, предназначенной для потребления человеком» 98/83/ЕС. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) устанавливает требования к качеству воды в «Руководстве по контролю качества питьевой воды 1992 г». Также существуют нормы Агентства по охране окружающей среды США (U.S.EPA). В нормах присутствуют незначительных отличия по различным показателям, но лишь вода соответствующего химического состава обеспечивает здоровье человека. Присутствие неорганических, органических, биологических загрязнений, а также повышенное содержание нетоксичных солей в количествах, превышающих указанные в представленных требованиях, приводит к развитию различных заболеваний.
Основные требования к питьевой воде заключаются в том, что она должна иметь благоприятные органолептические показатели, быть безвредной по своему химическому составу и безопасной в эпидемиологическом и радиационном отношении. Перед подачей воды в распределительные сети, в точках водозабора, наружной и внутренней водопроводных сетях качество питьевой воды должно соответствовать гигиеническим нормативам.

Таблица 1. Требования к качеству питьевой воды

с.-т. – санитарно-токсикологический; орг. –органолептический.

Вредных элементов являются установленным государственными актами правил. Несоблюдение указанных в нем предельных значений является правонарушением, за которое на нарушителей возлагается ответственность в соответствии с законом. Норматив ПДК в воде дает указания о тех предельных значениях загрязняющих веществ, содержание которых не влечет за собой нанесение ущерба для здоровья или жизни человека.

Основными источниками токсичных элементов являются многочисленные функционирующие предприятия промышленного комплекса. Их выбросы достаточно сильно почву и воду. Химические элементы, которые оказывают отрицательное влияние на окружающую нас среду, принято делить на группы в зависимости от степени их опасности для человека. К ним относят вещества, обладающие опасностью:

Чрезвычайной;

Высокой;

Умеренной.

Существует также группа опасных элементов.

ПДК в воде различных отражены в специально разработанных таблицах. Также существуют различные формулы, использование которых позволяет произвести расчет предельного допуска токсинов. Их применяют специалисты для осуществления контрольных мероприятий за используемой человеком водой. Такие действия может осуществить и любой из нас. Для этого достаточно проанализировать состояние питьевой воды в вашем доме и сравнить его с допустимыми нормами нахождения в ней различных элементов. Например, содержание в миллиграммах на литр не должно быть выше:

Сухого остатка - 1000;

Сульфатов - 500;

Хлоридов - 350;

Цинка - 5;

Железа - 0,3;

Марганца - 0,1;

Остаточных полифосфатов - 3,5.

Общая не должна превышать семи миллиграмм на литр.

Большое значение имеет и контроль над состоянием почвы. Именно земля служит аккумулятором и фильтром различных соединений. ПДК которые постоянно сбрасываются в почву, должна также соответствовать нормативам, так как постоянная миграция в ее верхних слоях достаточно сильно загрязняет всю окружающую среду.

Согласно санитарно-гигиеническим нормам, в почве может находиться не более:

0,02 мг/кг бензапирена;

3 мг/кг меди;

130 мг/кг нитратов;

0,3 мг/кг толуола;

23 мг/кг цинка.

При превышении ПДК в воде, органы, занимающиеся контролем состояния окружающей среды, будут определять причину этого явления. Довольно часто на увеличение в природе количества химических веществ оказывают влияние обычные бытовые отходы. В настоящее время особенно острой является проблема очистки водоемов от соединений фосфата и азота. Для того чтобы решить эту задачу, можно использовать три различных подхода:

Химический;

Биологический;

Совокупность первых двух методов.

Доведение до нормативного значения ПДК в воде с использованием химической очистки предполагает образование металфосфатов, которые, будучи нерастворимыми, оседают на дне специальной емкости. Данный процесс происходит при помощи реагентов. Использование метода химической очистки находит широкое применение на промышленных предприятиях. Проведение данных работ возможно только специально обученными сотрудниками.

Если при очистке воды используются фосфорные или Р-бактерии, то этот метод является биологическим. Это современный натуральный подход к недопущению превышения ПДК. Специальные зоны очистных емкостей снабжаются поочередно аэробными и анаэробными бактериями. Такой метод применяется в биофильтрах, септиках и аэротенках.

Совокупность биологического и химического способов используется в очистных системах, где возникает необходимость ускорения и усиления реакций разложения нечистот.

Существенные количества сульфатов рассеиваются на поверхности Байкала и бассейнов рек, впадающих в Байкал, воздушными выбросами промышленных предприятий, ТЭЦ, котельных. На локальных участках вдоль побережья сульфат-ион может быть информативным индикатором антропогенного загрязнения, привносимого реками, подземными водами и прямым сбросом в Байкал недостаточно очищенных промышленных (с использованием серной кислоты и ее производных), сельскохозяйственных и бытовых стоков (от отходов органических веществ, содержащих серу).

Санитарная норма содержания сульфатов в питьевой воде (предельно допустимые концентрации) - не более 500 мг/дм 3 по СанПиН 2.1.4.1074-01 (М.:Госкомсанэпиднадзор,2001), ПДК для рыбохозяйственного производства - 100 мг/дм 3 , ПДК для вод Байкала - 10 мг/дм 3 , фоновые значения для Байкала - 5,5 мг/дм 3 . Степень вредности сульфатов по СанПиН - 4-й класс опасности (умеренно опасны по органолептическому признаку).

Предельно допустимые концентрации хлоридов в питьевой воде по СанПиН 2.1.4.1074-01 - не более 350 мг/дм 3 , ПДК для рыбохозяйственного производства - 300 мг/дм 3 , ПДК для вод Байкала - 30 мг/дм 3 , фоновые значения для Байкала - 0,4 мг/дм 3 . Степень вредности хлоридов по СанПиН - 4-й класс опасности (умеренно опасны по органолептическому признаку).

В природных водах встречается в очень незначительных концентрациях, зачастую недоступных существующим массовым методам анализа (сотые доли мг/дм 3). Увеличение концентрации ионов аммония и аммиака может наблюдаться в осенне-зимние периоды отмирания водных организмов, особенно в зонах их скопления. Уменьшение концентрации этих веществ происходит весной и летом в результате интенсивного их усвоения растениями при фотосинтезе. Прогрессирующее повышение концентрации аммоний-иона в воде указывает на ухудшение санитарного состояния водоема.

Норма содержания аммиака в воде (предельно допустимые концентрации) - не более 2 мг/дм 3 по азоту (ПДК и ориентировочные безопасные уровни воздействия вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, Минздрав, 1983г.), ПДК аммоний-иона для рыбохозяйственного производства - 0,5 мг/дм 3 , ПДК для вод Байкала - 0,04 мг/дм 3 , фоновые значения для Байкала - 0,02 мг/дм 3 .

Нитраты по классификации СанПиН 2.1.4.1074-01 относятся к 3-му классу опасности (опасны по органолептическому признаку).

Санитарная норма содержания нитратов в питьевой воде (ПДК) - не более 45 мг/дм 3 по СанПиН 2.1.4.1074-01, ПДК для вод Байкала - 5 мг/дм 3 , фоновые значения для Байкала - 0,1 мг/дм 3 .

Фосфат-ион, как и сульфат-ион, является информативным индикатором антропогенного загрязнения, которому способствует широкое применение фосфорных удобрений (суперфосфат и др.) и полифосфатов (как моющих средств). Соединения фосфора поступают в водоем при биологической очистке сточных вод.

Фосфаты по СанПиН 2.1.4.1074-01 отнесены к 3-му классу опасности (опасны по органолептическому признаку). Санитарная норма содержания фосфатов в питьевой воде (ПДК) - не более 3,5 мг/дм 3 , ПДК для рыбохозяйственного производства - 0,2 мг/дм 3 , ПДК для вод Байкала - 0,04 мг/дм 3 , фоновые значения для Байкала - 0,015 мг/дм 3 .

Примечание: ПДК для вод Байкала приведены по документу "Нормы допустимых воздействий на экологическую систему озера Байкал (на период 1987-1995гг.). Основные требования", который в настоящее время юридической силы не имеет.
Данный документ был утвержден Президентом Академии наук СССР, академиком Г.И.Марчуком, Министром мелиорации и водного хозяйства СССР Н.Ф.Васильевым, Министром здравоохранения СССР, академиком Е.И.Чазовым, Председателем Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды, чл.-корр. АН СССР Ю.А.Израэлем, Министром рыбного хозяйства СССР Н.И.Котляром.

Владимир Хомутко

Время на чтение: 5 минут

А А

Проблема наличия нефтепродуктов в воде и как с ней бороться

К наиболее распространенным и токсически опасным веществам, которые служат источниками загрязнения природной водной среды, специалисты относят нефтепродукты (НП).

Нефть и её производные являются непостоянными смесями углеводородов предельной и непредельной группы, а также их производных разного вида. Гидрохимия условно трактует понятие «нефтепродукты», ограничиваясь только их углеводородными алифатическими, ароматическими и ациклическими фракциями, которые составляют основную и наиболее распространенную часть нефти и её компонентов, выделяемых в процессе нефтепереработки. Для обозначения содержания нефтепродуктов в воде, в международной практике существует термин Нydrocarbon Оil Index («углеводородный нефтяной индекс»).

Предельная допустимая концентрация (ПДК) в воде нефти и нефтепродуктов для культурно-бытовых и хозяйственно-питьевых объектов водопользования находится на отметке 0,3 миллиграмма на кубический дециметр, а для объектов рыбохозяйственного водопользования – 0,05 миллиграмма на кубический дециметр.

Определение нефтепродуктов, содержащихся в воде, возможно с помощью различных приборов и методов, о которых мы кратко расскажем в этой статье.

На сегодняшний момент существуют четыре основных методики определения концентрации нефти и её производных в воде, которые основаны на разных физических свойствах определяемых нефтепродуктов:

• метод гравиметрии;
• ИК-спектрофотометрия;
• флуориметрический метод;
• методика газовой хроматографии.

Методика применения того или иного способа измерения содержания нефтей и нефтепродуктов в воде, а также нормы ПДК для различных видов нефтепродуктов, регламентируется природоохранными нормативными документами федерального значения (сокращенно – ПНД Ф).

Гравиметрический метод

Его применение регулируется ПНД Ф за номером 14.1:2.116-97.

Суть его – извлечение (обезвоживание) нефтепродуктов из предоставленных для анализа проб с помощью органического растворителя, с последующим отделением от полярных соединений с помощью колоночной хроматографии на оксиде алюминия других классов соединений, после чего производится количественное определение содержания вещества в воде.

В исследованиях сточных вод этот способ применяется при концентрациях, диапазон которых составляет от 0,30 до 50,0 миллиграмм на кубический дециметр, что не позволяет определить соответствие воды нормам ПДК на объектах рыбохозяйственного водопользования.

Еще одним существенным недостатком этого способа является длительный период времени, который требуется для проведения измерений. Поэтому его не применяют при текущем технологическом контроле на производстве, а также в других случаях, когда скорость получения результатов имеет первостепенное значение.

К достоинствам этой методики специалисты относят отсутствие стандартных градуировок по образцам, которые характерны для прочих методов анализа.

Погрешность при использовании этого способа при показателе Р равном 0,95 (±δ, %) при анализе природных вод варьируется от 25-ти до 28-ми процентов, а при анализе сточных вод – от 10-ти до 35-ти.

ИК-спектрофотометрия

Применение этой методики регламентируется ПНД Ф за номером 14.1:2:4.168, а также методическими указаниями МУК 4.1.1013-01.

Суть этой методики определения содержания нефтепродуктов в воде – выделение растворенных и эмульгированных нефтяных загрязнений путем экстракции их с помощью четыреххлористого углерода, с последующим хроматографическим отделением нефтепродукта от прочих соединений органической группы, на заполненной оксидом алюминия колонке. После этого определение количества НП в воде производится по показателям интенсивности поглощения в инфракрасной области спектра C-H связей.

Инфракрасная спектроскопия на сегодняшний момент является одной из наиболее мощных аналитических методик, и широко применяется в исследованиях как прикладного, так и фундаментального характера. Её применение также возможно для нужд текущего контроля производственного процесса.

Самой популярной на сегодняшний момент методикой такого спектрального ИК-анализа является Фурье-ИК. Спектрометры, действие которых основано на этой методике, даже находящиеся в нижней и средней ценовой нише, по своим параметрам уже составляют конкуренцию таким традиционным приборам, как дифракционные спектрометры. В настоящее время их широко используют в многочисленных аналитических лабораториях.

Помимо оптики, в стандартную комплектацию таких приборов обязательно входит управляющий компьютер, который не только выполняет функцию по управлению процессом получения необходимого спектра, но и служит для оперативной обработки получаемых данных. С помощью таких ИК-спектрометров достаточно легко получить колебательный спектр соединения, представленного для анализа.

Основными преимуществами данной методики являются:

• малые количества исходных проб анализируемой воды (от 200-т до 250-ти миллилитров);
• высокая чувствительность методики (шаг определения – 0,02 миллиграмма на кубический дециметр, что позволяет определять соответствие результатов нормам ПДК для рыбохозяйственных водоемов).

Самым главным недостатком этого способа анализа (особенно при использовании фотоколориметрического окончания), специалисты называют высокую степень его зависимости от вида анализируемого нефтепродукта. Определение с помощью фотоколориметра требует построения отдельных калибровочных графиков для каждого типа нефтепродукта. Это связано с тем, что несоответствие эталона и анализируемого нефтепродукта значительно искажает получаемые результаты.

Этот способ применяется при концентрациях НП от 0,02 до 10 миллиграмм на кубический дециметр. Погрешность измерений при Р равном 0,95 (±δ, %) составляет от 25-ти до 50-ти процентов.

Регламентируется ПНД Ф за номером 14.1:2:4.128-98.

Суть этой методики заключается в обезвоживании нефтепродуктов с последующим их извлечение из воды с помощью гексана, затем очистки получаемого экстракта (в случае необходимости) и последующего измерения флуоресцентной интенсивности экстракта, которая возникает от оптического возбуждения. Для измерения интенсивности флуоресценции применяется анализатор жидкости марки «Флюорат-2».

К несомненным достоинствам этого метода относятся:

Ароматическим углеводородам для возбуждения и последующей регистрации флуоресцентного излучения необходимы различные условия. Специалисты отмечают зависимость спектральных изменений флуоресценции от длины волны, которой обладает возбуждающий свет. Если возбуждение происходит ближней части ультрафиолетового спектра, и уж тем более – в его видимой области, то флуоресценция проявляется только у полиядерных углеводородов.

Так как их доля – достаточно мала, и напрямую зависит от природы исследуемого нефтепродукта, возникает высокая степень зависимости получаемого аналитического сигнала от конкретного вида НП. При воздействии ультрафиолетового излучения люминесцируют только некоторые углеводороды, в основном – высокомолекулярные ароматические из группы полициклических. Причем интенсивность их излучение сильно разнится.

В связи с этим, чтобы получить достоверные результаты, нужно обязательно иметь в наличие стандартный раствор, который содержит те же люминесцирующие компоненты (причем – в таких же относительных пропорциях), что наличествуют в анализируемой пробе. Это чаще всего труднодостижимо, поэтому флуориметрический способ определения содержания в воде нефтепродуктов, который основан на регистрации интенсивности флуоресцентного излучения в видимой части спектра, для массовых анализов является непригодным.

Этот метод можно применять при концентрациях нефтепродуктов в пределах от 0,005 до 50,0 миллиграммов на кубический дециметр.

Погрешность получаемых результатов (при Р равном 0,95, (±δ, %)) составляет от 25-ти до 50-ти процентов.

Применение этой методики регулируется ГОСТ-ом за номером 31953-2012.

Эту методику применяют для определения массовой концентрации различных нефтепродуктов как в питьевой (включая расфасованную в емкости), так и в природной (как поверхностной, так и подземной) воде, а также в воде, содержащейся в источниках хозяйственно-питьевого назначения. Эффективен этот способ и при анализе сточной воды. Главное, чтобы массовая концентрация нефтепродуктов была не меньше, чем 0,02 миллиграмма на кубический дециметр.

Суть метода газовой хроматографии заключается в экстракционном извлечении НП из анализируемой пробы воды с помощью экстрагента, последующей его очистке от полярных соединений при помощи сорбента, и заключительном анализе полученного вещества на газовом хроматографе.

Результат получается после суммирования площадей хроматографических пиков выделяемых углеводородов и путем последующего расчета содержания НП в анализируемой пробе воды с помощью заранее установленной градуировочной зависимости.

С помощью газовой хроматографии не только определяют общую концентрацию нефтепродуктов в воде, но и проводят идентификацию их конкретного состава.

Газовая хроматография вообще представляет собой методику, основанную на разделении термостабильных летучих соединений. Таким требованиям соответствует примерно пять процентов от общего числа известных науке органических соединений. Однако именно они занимают 70-80 процентов от общего числа используемых человеком в производстве и быту соединений.

Роль подвижной фазы в этой методике исполняет газ-носитель (обычно инертной группы), который протекает через неподвижную фазу с гораздо большей площадью поверхности. В качестве газа-носителя подвижной фазы применяют:

• водород;
• азот;
• углекислый газ;
• гелий;
• аргон.

Чаще всего используется наиболее доступный и недорогой азот.

Именно с помощью газа-носителя обеспечивается перенос по хроматографической колонке разделяемых компонентов. При этом этот газ не вступает во взаимодействие ни с самими разделяемыми компонентами, ни с ни с веществом неподвижной фазы.

Основные достоинства газовой хроматографии:

• относительная простота используемого оборудования;
• достаточно широкое поле применения;
• возможность высокоточного определения достаточно малых концентраций газов в органических соединениях;
• быстрота получения результатов анализа;
• широкая палитра как используемых сорбентов, так и веществ для неподвижных фаз;
• высокий уровень гибкости, позволяющий менять условия разделения;
• возможность проведения химических реакций в хроматографическом детекторе или в хроматографической колонке, что значительно увеличивает охват химических соединений, подвергаемых анализу;
• повышенная информативность в случае применения с другими инструментальными методами анализа (например, с масс-спектрометрией и Фурье-ИК-спектрометрией).

Погрешность результатов этой методики (Р равно 0,95 (±δ, %)) составляет от 25-ти до 50-ти процентов.

Стоит отметить, что только способ измерения содержания нефтепродуктов в воде с помощью газовой хроматографии стандартизован в международной организации по стандартизации, которую все мы знаем под аббревиатурой ИСО, поскольку только он дает возможность идентифицировать виды нефтяных и нефтепродуктовых загрязнений.

Вне зависимости от применяемой методики, постоянный контроль за водами, применяемыми на производстве и в бытовой сфере, жизненно необходим. По данным специалистов-экологов, в некоторых российских регионах более половины всех заболеваний так или иначе связано с качеством питьевой воды.

Большая концентрация нефтепродуктов в воде

Более того, по оценкам тех же ученых, одно только повышение качества воды для питья способно продлить жизнь на срок от пяти до семи лет. Все эти факторы говорят о значимости постоянного мониторинга состояния воды вблизи предприятий нефтяной промышленности, которые являются основными источниками загрязнений окружающей среды нефтью и её производными.

Своевременное обнаружение превышения ПДК нефтепродуктов в воде позволит избежать масштабных нарушений экосистемы, и своевременно принять необходимые меры по устранению сложившейся ситуации.

Однако, для эффективной работы ученым-экологам необходима государственная поддержка. Причем не столько в виде денежных дотаций, сколько в создании нормативной базы, регулирующей ответственность предприятий народного хозяйства за нарушение экологических норм, а также в жестком контроле за исполнением принятых нормативов.