Атмосфера завжди містить домішки природного та антропогенного походження. Основними забруднювачами є гази та тверді частинки.
Розрізняють хімічне, фізичне та біологічне забруднення водоймищ. Хімічне зумовлюється збільшенням вмісту у воді шкідливих домішок.
Забруднення ґрунтів відбувається: під час видобутку корисних копалин, внаслідок захоронення відходів та сміття, внаслідок аварій та катастроф тощо.Фізико-хімічні основи процесу очищення стічних вод
У разі досягнення значень розчинності в процесі очищення стічних вод забезпечується ГДК 10-1 -10-2 мг/дм3 важких металів. Проте загальновідомо, що при осаджувальному очищенні стічних вод гальванічного виробництва ГДК часто не досягається.
Гідроксиди важких металів, що одержуються при очищенні стічних вод, є сильно обводнюючі (99,5%) опади, розчинність яких залежить від безлічі чинників: рН, сольового складу, іонної сили розчину та інші.
Для з'ясування причин неповного осадження гідроксидів важких металів розглянемо процес їх утворення. З фізико-хімічної точки зору, це направлений гідроліз солей:
Men+ + nH2O = Me (OH) n +nH+ (1.4)
Користуючись цією схемою, розрахуємо значення рН осадження по формулі:
pH= - lg aН+ =
lg ПР - lg Kw - lg aMen+, (1.5)
де ПР - коефіцієнт розчинності
Кw - іонний коефіцієнт води, 10-14
аМеn+ - активність іонів металів в розчині.
Залежність рН осадження від активності іонів металу в розчині приведена на рисунку 1.1
Рисунок 1.1 - Залежність рН почала утворення гідроксидів важких металів від активності металів в розчині.
Значення рН початку осадження, розраховані на підставі усереднених показників, а також значення рН, необхідні для забезпечення заданих залишкових концентрацій, приведені в таблиці 1.2
Таблиця 1.2 - Розрахункові показники осадження гідроксидів
|
Гідроксид |
Температура, °С |
РН початку осадження |
Задана концентрація іонів металлу, мг/дм3 |
Розрахункове значення рН |
|
Cu (OH) 2 |
18-20 |
4.17-8.04 |
0.2 |
6.93-10.8 |
|
Fe (OH) 2 |
18-25 |
6.34-7.11 |
0.3 |
8.98-9.75 |
|
Fe (OH) 3 |
18 |
1.53-2.03 |
0.3 |
3.29-3.79 |
|
Ni (OH) 2 |
17-25 |
4.97-7.1 |
0.1 |
7.86-9.99 |
|
Zn (OH) 2 |
18-25 |
5.55-7.66 |
3.0 |
7.72-9.83 |
Фактичні концентрації іонів металів після осадження значно відрізняються від табличних і можуть досягати десятків і сотень мг/дм3. Це обумовлено тим, що схема (рівняння - 1.4) не відображає дійсної картини, що відбувається в розчинах при утворенні гідроксидів важких металів, які в основі мають полівалентний катіон. Гідроліз таких катіонів протікає стадійно, а проміжними з'єднаннями є багатозарядні полікатіони типу [Mem (OH) n] kk (m-n) +. Ці з'єднання мають властивість зберігати свою стійкість аж до значень рН, близьких до рН гідратоутворення. Наприклад, в розбавлених мідьвмісних розчинах при рН=6.7 співіснують три форми продуктів гідролізу: Cu (OH) +, Cu2+ і Cu (OH) 2. При рН вище 7.4 переважаючою формою є нерозчинна форма Cu (OH) 2 з невеликою кількістю розчинної Cu (OH) 2. Ізоелектрична крапка для Cu (II) знаходиться в інтервалі рН=7.6.7.8, яка залежить від якісного складу розчину. Тому навіть незначні відхилення від оптимальних значень рН при очищенні води можуть привести до неповного очищення.
Цікаві статті з розділу
Діяльність озер та боліт у формуванні мінеральних ресурсів
Актуальність. Ми живемо в
епоху гострого конфлікту між людським суспільством та природою, коли
нераціональна господарська діяльність порушила динамічну рівновагу біосфери
нашої планети, що ...
Екологічні проблеми міст України
Сучасній людській цивілізації властиві стрімкі темпи урбанізації. Вони вирішальне зумовлені двома факторами — «демографічним вибухом» другої половини XX ст. та науково-технічною рево ...
Екологія і практична діяльність людини
Погіршення стану більшості екосистем біосфери, істотне
зменшення біопродуктивності й біорізноманітності, катастрофічне виснаження
ґрунтів і мінеральних ресурсів за небаченої забрудненості по ...