temat 25, chemia wody-w-
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
25. Uboczne produkty dezynfekcji
Dezynfekcja wody metodami chemicznymi polega na dawkowaniu do niej silnych utleniaczy, takich jak chlor,
podchloryn sodu, dwutlenek chloru, chloraminy, ozon, brom i jod. Środki chemiczne stosowane do dezynfekcji
mają silne właściwości dezynfekcyjne oraz utleniające, dlatego podczas dezynfekcji wód zawierających subst.
organiczne i nieorganiczne równolegle przebiegają procesy niszczenia mikroorganizmów patogennych oraz
przemiany związków org. i nieorg. Większość produktów utleniania nieorganicznych składników wody najczę-
ściej nie pogarsza jakości zdrowotnej wody, natomiast bardzo dużo produktów reakcji zw. org. z dezynfektan-
tami ma właściwości toksyczne, mutagenne i teratogenne.Do oznaczania związków ubocznych stosuje się meto-
dy chromatograficzne.
CHLOROWANIE. Powstające produkty uboczne: trihalometany, kwasy halogenooctowe, halogenoketony, ha-
logenonitryle, trichlorobenzeny, trichlorofenole, hydroksyfurany
Powstające halogenowe związki organiczne można podzielić na lotne (np. dichlorometan, chloroform, dichloro-
bromometan, bromoform, tetrachlorometan) i nielotne (np. haloketony, haloacetonitryle, halopochodne kwasów
karboksylowych – najczęściej kw.octowego, haloaldehydy, ftalany, aminy).
Do zw. o bardzo dużej toksyczności należy 3-chloro-4(dichlorometylo)-5-hydroksy- 2(5H0-furanon, zwany MX.
W celu obniżenia stężenia ubocznych produktów chlorowania stosuje się:
- inne utleniacze, takie jak ozon dwutlenek chloru,
- usuwanie z wody substancji organicznych (prekursorów) przed procesem utleniania,
- modyfikowanie procesu chlorowania przez dodatek amoniaku (chloraminowanie),
- adsorbowanie powstałych halogenów na filtrach węglowych.
* TRIHALOMETANY (THM)
- najlepiej poznana grupa ubocznych produktów chlorowania
- znacznie pogarszają właściwości organoleptyczne wody
- główne zidentyfikowane związki tego typu to: chloroform
(CHCl
3
), bromodichlorometan (CHBrCl
3
), dibromochlorometan
(CHBr
2
Cl) i bromoform (CHBr
3
). W największych stężeniach
występuje chloroform.
- prekursorami są głównie: kwasy humusowe, chlorofil a, metabo-
lity organizmów wodnych, alifatyczne hydroksykwasy, kwasy
mono-, di- i trikarboksylowe oraz aromatyczne kwasy karboksy-
lowe
- na wydajność reakcji wpływają: czas kontaktu z chlorem, pH,
temp., dawka chloru, stężenie i rodzaj prekursorów
Im gorsza jakość wody poddawanej chlorowaniu, tym więcej powstaje szkodliwych THM.
Na początku lat 90. stężenie THM w Polsce wynosiło ok. 100 mg/m
3
. Obecnie stężenie jest mniejsze - ok. 30
mg/m
3
(zmiany w technologii dezynfekcji wody).
Trihalometany zawierają głównie CHCl
3
(83,7%), CHCl
2
Br (15,4%) i CHClBr
2
(0,9%), bormoform, jeśli wystę-
puje, to w ilościach bliskich granicy wykrywalności.
* KWASY HALOGENOOCTOWE (HAA)
- druga istotna grupa związków powstających w czasie chlorowania
- niektóre z nich są rakotwórcze (kw. dichlorooctowy i trichlorooctowy)
- główni przedstawiciele tej grupy to kwasy: chlorooctowy (CH
2
ClCOOH – MCAA), bromooctowy
(CH
2
BrCOOH – MBAA), dichlorooctowy (CHCl
2
COOH – DCAA), trichlorooctowy (CCl
3
COOH – TCAA),
dibromooctowy (CHBr
2
COOH – DBAA). W wodzie występują też inne kwasy tego rodzaju.
- ich obecność stwierdzono w wodach uzyskanych z ujęć powierzchniowych, nie występują w wodach z ujęć
podziemnych; stężenia wynosiły od 0 do 14,7 mg/m
3
OZONOWANIE. Ozon stosowany jest do ozonowania wstępnego przed koagulacją, która ma na celu:
- obniżenie intensywności barwy wody,
- utlenienie związków nieorganicznych, np. cyjanków, siarczków, azotynów, związków żelaza i manganu,
- poprawę smaku i zapachu wody,
- ułatwienie mikroflokulacji,
- obniżenie potencjału tworzenia THM i innych związków chloroorganicznych,
- zaspokojenie niezwłocznego zapotrzebowania na ozon,
- obniżenie liczebności glonów.
Zwykle stosuje się dawkę ok. 1gO
3
/m
3
wody przy czasie kontaktu 1-2 min.
Ozonowanie końcowe ma na celu:
- dezynfekcję wody,
- utlenienie związków organicznych, np. detergentów, fenoli, pestycydów, związków kompleksowych
- przemianę zanieczyszczeń do postaci biodegradowalnej,
Obniżenie dawek reagentów wymaganych do ochrony sieci wodociągowej. Dawki ozonu nie przekraczają zwy-
kle 4 gO
3
/m
3
wody, przy czasie kontaktu 4 min. Ozon reaguje z zanieczyszczeniami wody albo poprzez ich bez-
pośrednie utlenienie, albo poprzez reakcję reaktywnych rodników powstałych z rozkładu O
3
.
Ozon reaguje z wieloma związkami organicznymi, które ulegają niemal całkowitemu rozkładowi, przekształca-
jąc się w szereg innych związków. Reagują z ozonem: wielopierścieniowe węglowodory alifatyczne, detergenty,
fenole, pestycydy fosforo- i azotoorganiczne. Ozon utlenia też cyjanki, siarkowodór, azotyny.
CHLOROWANIE DWUTLENKIEM CHLORU. Wytwarza niewielkie ilości produktów ubocznych, nie tworzy
trihalometanów. ClO
2
ma właściwości wybuchowe. Uzyskiwany z chlorynu sodu i kwasów solnego lub siarko-
wego. Stosowany do:
- obniżenia intensywności barwy wody,
- poprawy jej smaku i zapachu,
- obniżenia liczebności glonów, co ułatwia koagulację,
- utlenienia wielu związków organicznych i nieorganicznych.
Dotychczas nie zidentyfikowano wszystkich produktów ubocznych, jakie tworzą ozon i dwutlenek chloru w
wodzie oraz ich właściwości toksycznych.
(Na podst. E. Zbieć, J.R. Dojlido,
Uboczne produkty dezynfekcji wody
, „Ochrona środowiska” nr 3, 1999, s. 37 - 44)
[ Pobierz całość w formacie PDF ]