Kopējais fosfors ir nozīmīgs ūdens kvalitātes rādītājs, kam ir liela ietekme uz ūdenstilpju ekoloģisko vidi un cilvēku veselību. Kopējais fosfors ir viena no augu un aļģu augšanai nepieciešamajām barības vielām, bet, ja kopējais fosfors ūdenī ir pārāk augsts, tas novedīs pie ūdenstilpes eitrofikācijas, paātrinās aļģu un baktēriju vairošanos, izraisīs aļģu ziedēšanu, un nopietni ietekmēt ūdenstilpes ekoloģisko vidi. Un dažos gadījumos, piemēram, dzeramajā ūdenī un peldbaseinu ūdenī, augsts kopējā fosfora līmenis var kaitēt cilvēku veselībai, īpaši zīdaiņiem un grūtniecēm.
Kopējā fosfora avoti ūdenī
(1) Lauksaimniecības piesārņojums
Lauksaimniecības piesārņojumu galvenokārt izraisa plašā ķīmiskā mēslojuma izmantošana, un ķīmiskajā mēslojumā esošais fosfors ieplūst ūdenstilpēs caur lietus ūdeni vai lauksaimniecības apūdeņošanu. Parasti augi var izmantot tikai 10–25% mēslojuma, bet atlikušie 75–90% tiek atstāti augsnē. Saskaņā ar iepriekšējiem pētījumu rezultātiem 24%-71% no fosfora ūdenī nāk no lauksaimniecības mēslošanas, tāpēc fosfora piesārņojums ūdenī galvenokārt ir saistīts ar fosfora migrāciju augsnē uz ūdeni. Saskaņā ar statistiku, fosfātu mēslojuma izmantošanas līmenis parasti ir tikai 10–20%. Fosfātu mēslojuma pārmērīga izmantošana ne tikai izraisa resursu izšķērdēšanu, bet arī liek fosfātu mēslojumu piesārņot ūdens avotus ar virszemes noteci.
(2) sadzīves notekūdeņi
Sadzīves notekūdeņi ietver sabiedrisko ēku notekūdeņus, dzīvojamo māju notekūdeņus un rūpnieciskos notekūdeņus, kas novadīti kanalizācijā. Galvenais fosfora avots sadzīves notekūdeņos ir fosforu saturošu mazgāšanas līdzekļu izmantošana, cilvēku ekskrementi un sadzīves atkritumi. Mazgāšanas līdzekļos galvenokārt tiek izmantots nātrija fosfāts un polinātrija fosfāts, un mazgāšanas līdzekļos esošais fosfors kopā ar notekūdeņiem ieplūst ūdenstilpē.
(3) Rūpnieciskie notekūdeņi
Rūpnieciskie notekūdeņi ir viens no galvenajiem faktoriem, kas izraisa lieko fosforu ūdenstilpēs. Rūpnieciskajiem notekūdeņiem ir raksturīga augsta piesārņojošo vielu koncentrācija, daudzu veidu piesārņotāji, grūti noārdāmi un sarežģīti komponenti. Ja rūpnieciskie notekūdeņi tiks novadīti tieši bez attīrīšanas, tas radīs milzīgu ietekmi uz ūdenstilpi. Kaitīga ietekme uz vidi un iedzīvotāju veselību.
Notekūdeņu fosfora noņemšanas metode
(1) Elektrolīze
Izmantojot elektrolīzes principu, notekūdeņos esošās kaitīgās vielas tiek pakļautas reducēšanas reakcijai un oksidācijas reakcijai attiecīgi negatīvajā un pozitīvajā polā, un kaitīgās vielas tiek pārvērstas nekaitīgās vielās, lai sasniegtu ūdens attīrīšanas mērķi. Elektrolīzes procesa priekšrocības ir augsta efektivitāte, vienkāršs aprīkojums, viegla darbība, augsta noņemšanas efektivitāte un iekārtu industrializācija; tai nav jāpievieno koagulanti, tīrīšanas līdzekļi un citas ķīmiskas vielas, tas novērš ietekmi uz dabisko vidi un vienlaikus samazina izmaksas. Tiks ražots neliels daudzums dūņu. Tomēr elektrolīzes metodei ir jāpatērē elektroenerģija un tērauda materiāli, ekspluatācijas izmaksas ir augstas, apkope un pārvaldība ir sarežģīta, un nogulumu visaptverošas izmantošanas problēmai ir nepieciešama turpmāka izpēte un risinājums.
(2) Elektrodialīze
Elektrodialīzes metodē, iedarbojoties uz ārēju elektrisko lauku, anjoni un katjoni ūdens šķīdumā pārvietojas attiecīgi uz anodu un katodu, tādējādi jonu koncentrācija elektroda vidū ir ievērojami samazināta un jonu koncentrācija. elektroda tuvumā ir palielināts. Ja elektroda vidū pievieno jonu apmaiņas membrānu, var panākt atdalīšanu un koncentrēšanu. mērķis. Atšķirība starp elektrodialīzi un elektrolīzi ir tāda, ka, lai gan elektrodialīzes spriegums ir augsts, strāva nav liela, kas nevar uzturēt nepieciešamo nepārtrauktu redoksreakciju, savukārt elektrolīze ir tieši pretēja. Elektrodialīzes tehnoloģijai ir tādas priekšrocības, ka nav vajadzīgas nekādas ķīmiskas vielas, vienkāršs aprīkojums un montāžas process, kā arī ērta darbība. Tomēr ir arī daži trūkumi, kas ierobežo tā plašo pielietojumu, piemēram, liels enerģijas patēriņš, augstas prasības neapstrādāta ūdens pirmapstrādei un slikta apstrādes stabilitāte.
(3) Adsorbcijas metode
Adsorbcijas metode ir metode, kurā noteiktus piesārņotājus ūdenī adsorbē un fiksē porainas cietas vielas (adsorbenti), lai noņemtu piesārņotājus ūdenī. Parasti adsorbcijas metode ir sadalīta trīs posmos. Pirmkārt, adsorbents pilnībā saskaras ar notekūdeņiem, lai piesārņotāji tiktu adsorbēti; otrkārt, adsorbenta un notekūdeņu atdalīšana; treškārt, adsorbenta reģenerācija vai atjaunošana. Papildus plaši izmantotajai aktīvajai oglei kā adsorbentam, ūdens attīrīšanas adsorbcijā plaši tiek izmantoti arī sintētiskie makroporainie adsorbcijas sveķi. Adsorbcijas metodei ir vienkāršas darbības priekšrocības, labs ārstēšanas efekts un ātra apstrāde. Tomēr izmaksas ir augstas, un adsorbcijas piesātinājuma efekts samazināsies. Ja tiek izmantota sveķu adsorbcija, analīze ir nepieciešama pēc adsorbcijas piesātinājuma, un ar analīzes atkritumu šķidrumu ir grūti tikt galā.
(4) Jonu apmaiņas metode
Jonu apmaiņas metode notiek jonu apmaiņas ietekmē, joni ūdenī tiek apmainīti pret fosforu cietajā vielā, un fosforu atdala ar anjonu apmaiņas sveķiem, kas var ātri noņemt fosforu un kuriem ir augsta fosfora atdalīšanas efektivitāte. Tomēr apmaiņas sveķiem ir tādi trūkumi kā viegla saindēšanās un sarežģīta reģenerācija.
(5) Kristalizācijas metode
Fosfora atdalīšana ar kristalizāciju ir pievienot notekūdeņiem vielu, kas līdzīga nešķīstošā fosfāta virsmai un struktūrai, iznīcināt metastabilo jonu stāvokli notekūdeņos un nogulsnēt fosfāta kristālus uz kristalizācijas aģenta virsmas kā kristāla kodolu, un pēc tam atdala un atdala fosforu. Kā kristalizācijas līdzekļus var izmantot kalciju saturošus minerālmateriālus, piemēram, fosfātu iezi, kaulu ogles, izdedžus u.c., starp kuriem efektīvāki ir fosfātieži un kaulu ogles. Tas ietaupa grīdas platību un ir viegli vadāms, taču tam ir augstas pH prasības un noteikta kalcija jonu koncentrācija.
(6) Mākslīgais mitrājs
Konstruētā mitrāju fosfora atdalīšana apvieno bioloģiskās fosfora atdalīšanas, ķīmiskās nogulsnēšanas fosfora atdalīšanas un adsorbcijas fosfora atdalīšanas priekšrocības. Tas samazina fosfora saturu, izmantojot bioloģisko absorbciju un asimilāciju, kā arī substrāta adsorbciju. Fosfora atdalīšana galvenokārt notiek ar fosfora adsorbciju substrātā.
Rezumējot, iepriekšminētās metodes var ērti un ātri noņemt fosforu notekūdeņos, taču tām visām ir zināmi trūkumi. Ja vienu no metodēm izmanto atsevišķi, faktiskā lietojumprogramma var saskarties ar vairāk problēmu. Iepriekš minētās metodes ir vairāk piemērotas pirmapstrādei vai uzlabotai fosfora atdalīšanas apstrādei, un kombinācijā ar bioloģisko fosfora atdalīšanu var sasniegt labākus rezultātus.
Kopējā fosfora noteikšanas metode
1. Molibdēna-antimona anti-spektrofotometrija: Molibdēna-antimona anti-spektrofotometrijas analīzes un noteikšanas princips ir šāds: skābos apstākļos fosfors ūdens paraugos var reaģēt ar molibdēna skābi un antimona kālija tartrātu jonu veidā, veidojot skābu molibdēnu. kompleksi. Poliskābi, un šo vielu var reducēt ar reducētāju askorbīnskābi, veidojot zilu kompleksu, ko mēs saucam par molibdēna zilu. Izmantojot šo metodi ūdens paraugu analīzei, atkarībā no ūdens piesārņojuma pakāpes jāizmanto dažādas fermentācijas metodes. Kālija persulfāta šķelšana parasti ir vērsta uz ūdens paraugiem ar zemu piesārņojuma pakāpi, un, ja ūdens paraugs ir ļoti piesārņots, tas parasti parādās zema skābekļa, augstu metālu sāļu un organisko vielu veidā. Šajā laikā mums ir jāizmanto oksidēšana Spēcīgāka reaģenta gremošana. Pēc nepārtrauktas uzlabošanas un pilnveidošanas, izmantojot šo metodi, lai noteiktu fosfora saturu ūdens paraugos, var ne tikai saīsināt monitoringa laiku, bet arī iegūt augstu precizitāti, labu jutību un zemu noteikšanas robežu. No visaptveroša salīdzinājuma šī ir labākā noteikšanas metode.
2. Dzelzs hlorīda reducēšanas metode: sajauciet ūdens paraugu ar sērskābi un uzkarsējiet to līdz vārīšanās temperatūrai, pēc tam pievienojiet dzelzs hlorīdu un sērskābi, lai kopējo fosforu samazinātu par fosfāta joniem. Pēc tam izmantojiet amonija molibdātu krāsu reakcijai un izmantojiet kolorimetriju vai spektrofotometriju, lai izmērītu absorbciju, lai aprēķinātu kopējo fosfora koncentrāciju.
3. Augstas temperatūras fermentācijas spektrofotometrija: sagremot ūdens paraugu augstā temperatūrā, lai kopējo fosforu pārvērstu neorganiskos fosfora jonos. Pēc tam izmantojiet skābu kālija dihromāta šķīdumu, lai reducētu fosfāta jonu un kālija dihromātu skābos apstākļos, lai iegūtu Cr(III) un fosfātu. Tika izmērīta Cr(III) absorbcijas vērtība un pēc standarta līknes aprēķināts fosfora saturs.
4. Atomu fluorescences metode: kopējais fosfors ūdens paraugā vispirms tiek pārvērsts neorganiskā fosfora formā un pēc tam analizēts ar atomu fluorescences analizatoru, lai noteiktu tā saturu.
5. Gāzu hromatogrāfija: kopējais fosfors ūdens paraugā tiek atdalīts un noteikts ar gāzu hromatogrāfiju. Ūdens paraugu vispirms apstrādāja, lai ekstrahētu fosfāta jonus, un pēc tam acetonitrila-ūdens (9:1) maisījumu izmantoja kā šķīdinātāju pirmskolonnas atvasināšanai, un visbeidzot ar gāzu hromatogrāfiju noteica kopējo fosfora saturu.
6. Izotermiskā duļķainība: pārvērš kopējo fosforu ūdens paraugā fosfāta jonos, pēc tam pievieno buferšķīdumu un molibdovanadofosforskābes (MVPA) reaģentu, lai reaģētu, veidojot dzeltenu kompleksu, mēra absorbcijas vērtību ar kolorimetru un pēc tam tika izmantota kalibrēšanas līkne. lai aprēķinātu kopējo fosfora saturu.
Publicēšanas laiks: 06.07.2023
