მთლიანი ფოსფორი წყლის ხარისხის მნიშვნელოვანი მაჩვენებელია, რომელიც დიდ გავლენას ახდენს წყლის ობიექტების ეკოლოგიურ გარემოზე და ადამიანის ჯანმრთელობაზე.მთლიანი ფოსფორი მცენარეებისა და წყალმცენარეების ზრდისთვის აუცილებელი ერთ-ერთი საკვები ნივთიერებაა, მაგრამ თუ წყალში მთლიანი ფოსფორი ძალიან მაღალია, ეს გამოიწვევს წყლის სხეულის ევტროფიკაციას, აჩქარებს წყალმცენარეების და ბაქტერიების რეპროდუქციას, გამოიწვევს წყალმცენარეების აყვავებას. და სერიოზულად იმოქმედებს წყლის სხეულის ეკოლოგიურ გარემოზე.და ზოგიერთ შემთხვევაში, როგორიცაა სასმელი წყალი და საცურაო წყალი, მთლიანი ფოსფორის მაღალმა დონემ შეიძლება ზიანი მიაყენოს ადამიანის ჯანმრთელობას, განსაკუთრებით ჩვილებსა და ორსულებს.
წყალში მთლიანი ფოსფორის წყაროები
(1) სოფლის მეურნეობის დაბინძურება
სოფლის მეურნეობის დაბინძურება ძირითადად გამოწვეულია ქიმიური სასუქების ფართო გამოყენების გამო, ხოლო ქიმიურ სასუქებში შემავალი ფოსფორი წყლის ობიექტებში წვიმის ან სასოფლო-სამეურნეო სარწყავი გზით მიედინება.ჩვეულებრივ, სასუქის მხოლოდ 10%-25% შეიძლება გამოიყენოს მცენარეებმა, დარჩენილი 75%-90% კი მიწაში რჩება.წინა კვლევის შედეგების მიხედვით, წყალში ფოსფორის 24%-71% მოდის სასოფლო-სამეურნეო განაყოფიერებიდან, ამიტომ წყალში ფოსფორით დაბინძურება ძირითადად ნიადაგში ფოსფორის წყალში მიგრაციით არის განპირობებული.სტატისტიკის მიხედვით, ფოსფატური სასუქის უტილიზაციის მაჩვენებელი ზოგადად მხოლოდ 10%-20%-ს შეადგენს.ფოსფატური სასუქის გადაჭარბებული გამოყენება არა მხოლოდ იწვევს რესურსების დაკარგვას, არამედ იწვევს ჭარბი ფოსფატის სასუქის დაბინძურებას წყლის წყაროების ზედაპირული ჩამონადენის გზით.
(2) საყოფაცხოვრებო კანალიზაცია
საყოფაცხოვრებო კანალიზაცია მოიცავს საზოგადოებრივი შენობების კანალიზაციას, საცხოვრებელი საყოფაცხოვრებო კანალიზაციას და სამრეწველო კანალიზაციას, რომელიც ჩაედინება კანალიზაციაში.საყოფაცხოვრებო კანალიზაციაში ფოსფორის ძირითადი წყაროა ფოსფორის შემცველი სარეცხი საშუალებების, ადამიანის ექსკრემენტების და საყოფაცხოვრებო ნაგვის გამოყენება.სარეცხი საშუალებები ძირითადად იყენებენ ნატრიუმის ფოსფატს და პოლინატრიუმის ფოსფატს, ხოლო სარეცხი საშუალებების ფოსფორი ჩაედინება წყლის სხეულში კანალიზაციასთან ერთად.
(3) სამრეწველო ჩამდინარე წყლები
სამრეწველო ჩამდინარე წყლები წყლის ობიექტებში ჭარბი ფოსფორის გამომწვევი ერთ-ერთი მთავარი ფაქტორია.სამრეწველო ჩამდინარე წყლებს აქვს დამაბინძურებლების მაღალი კონცენტრაციის, მრავალი სახის დამაბინძურებლების, რთულად დეგრადირებადი და რთული კომპონენტების მახასიათებლები.თუ სამრეწველო ჩამდინარე წყლები ჩაედინება უშუალოდ დამუშავების გარეშე, ეს გამოიწვევს უზარმაზარ ზემოქმედებას წყლის ობიექტზე.მავნე ზეგავლენა გარემოზე და მოსახლეობის ჯანმრთელობაზე.
კანალიზაციის ფოსფორის მოცილების მეთოდი
(1) ელექტროლიზი
ელექტროლიზის პრინციპით, ჩამდინარე წყლებში მავნე ნივთიერებები განიცდიან შემცირების რეაქციას და ჟანგვის რეაქციას შესაბამისად უარყოფით და დადებით პოლუსებზე, ხოლო მავნე ნივთიერებები გარდაიქმნება უვნებელ ნივთიერებებად წყლის გაწმენდის მიზნის მისაღწევად.ელექტროლიზის პროცესს აქვს მაღალი ეფექტურობის, მარტივი აღჭურვილობის, მარტივი ექსპლუატაციის, მაღალი მოცილების ეფექტურობის და აღჭურვილობის ინდუსტრიალიზაციის უპირატესობები;მას არ სჭირდება კოაგულანტების, გამწმენდი საშუალებების და სხვა ქიმიკატების დამატება, თავიდან აიცილებს ზემოქმედებას ბუნებრივ გარემოზე და ამავდროულად ამცირებს ხარჯებს.წარმოიქმნება მცირე რაოდენობით შლამი.ამასთან, ელექტროლიზის მეთოდს სჭირდება ელექტროენერგიის და ფოლადის მასალების მოხმარება, საოპერაციო ღირებულება მაღალია, ტექნიკური მოვლა და მართვა რთულია, ხოლო ნალექის ყოვლისმომცველი გამოყენების პრობლემა საჭიროებს შემდგომ კვლევას და გადაწყვეტას.
(2) ელექტროდიალიზი
ელექტროდიალიზის მეთოდით, გარე ელექტრული ველის მოქმედებით, ანიონები და კათიონები წყალხსნარში გადადიან შესაბამისად ანოდში და კათოდში, ასე რომ ელექტროდის შუაში იონების კონცენტრაცია მნიშვნელოვნად მცირდება, ხოლო იონის კონცენტრაცია. ელექტროდთან ახლოს არის გაზრდილი.თუ ელექტროდის შუაში დაემატება იონგამცვლელი მემბრანა, შესაძლებელია განცალკევება და კონცენტრაცია.მიზანი.ელექტროდიალიზსა და ელექტროლიზს შორის განსხვავება ისაა, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ელექტროდიალიზის ძაბვა მაღალია, დენი არ არის დიდი, რაც არ შეუძლია შეინარჩუნოს საჭირო უწყვეტი რედოქსის რეაქცია, ხოლო ელექტროლიზი არის პირიქით.ელექტროდიალიზის ტექნოლოგიას აქვს უპირატესობები, რომ არ საჭიროებს რაიმე ქიმიურ ნივთიერებას, მარტივი აღჭურვილობისა და აწყობის პროცესს და მოხერხებულ მუშაობას.თუმცა, ასევე არსებობს გარკვეული უარყოფითი მხარეები, რომლებიც ზღუდავს მის ფართო გამოყენებას, როგორიცაა ენერგიის მაღალი მოხმარება, მაღალი მოთხოვნები ნედლი წყლის წინასწარ დამუშავებაზე და ცუდი დამუშავების სტაბილურობა.
(3) ადსორბციის მეთოდი
ადსორბციის მეთოდი არის მეთოდი, რომლის დროსაც წყალში გარკვეული დამაბინძურებლები შეიწოვება და ფიქსირდება ფოროვანი მყარი ნივთიერებებით (ადსორბენტები) წყალში დამაბინძურებლების მოსაშორებლად.ზოგადად, ადსორბციის მეთოდი იყოფა სამ ეტაპად.პირველ რიგში, ადსორბენტი სრულ კონტაქტშია ჩამდინარე წყლებთან ისე, რომ დამაბინძურებლები შეიწოვება;მეორე, ადსორბენტისა და ჩამდინარე წყლების გამოყოფა;მესამე, ადსორბენტის რეგენერაცია ან განახლება.ფართოდ გამოყენებული გააქტიურებული ნახშირბადის, როგორც ადსორბციის გარდა, სინთეზური მაკროფოროვანი ადსორბციული ფისი ასევე ფართოდ გამოიყენება წყლის გამწმენდ ადსორბციაში.ადსორბციის მეთოდს აქვს მარტივი ოპერაციის, კარგი სამკურნალო ეფექტის და სწრაფი მკურნალობის უპირატესობები.თუმცა, ღირებულება მაღალია და შემცირდება ადსორბციის გაჯერების ეფექტი.თუ გამოიყენება ფისოვანი ადსორბცია, ანალიზია საჭირო ადსორბციული გაჯერების შემდეგ და ანალიზის ნარჩენი სითხე რთულია გამკლავება.
(4) იონის გაცვლის მეთოდი
იონგაცვლის მეთოდი ხდება იონგაცვლის მოქმედების ქვეშ, წყალში იონები ცვლის ფოსფორს მყარ მატერიაში, ხოლო ფოსფორი ამოღებულია ანიონგაცვლის ფისით, რომელსაც შეუძლია სწრაფად ამოიღოს ფოსფორი და აქვს ფოსფორის მოცილების მაღალი ეფექტურობა.თუმცა, გაცვლის ფისს აქვს მარტივი მოწამვლისა და რთული რეგენერაციის ნაკლოვანებები.
(5) კრისტალიზაციის მეთოდი
კრისტალიზაციით ფოსფორის მოცილება გულისხმობს ჩამდინარე წყალში უხსნადი ფოსფატის ზედაპირისა და სტრუქტურის მსგავსი ნივთიერების დამატებას, ჩამდინარე წყალში იონების მეტასტაბილური მდგომარეობის განადგურებას და კრისტალური ბირთვის სახით კრისტალიზაციის აგენტის ზედაპირზე ფოსფატის კრისტალების დალექვას და შემდეგ. გამოაცალეთ და ამოიღეთ ფოსფორი.კალციუმის შემცველი მინერალური მასალები შეიძლება გამოვიყენოთ კრისტალიზაციის აგენტებად, როგორიცაა ფოსფატური ქანები, ძვლოვანი ნახშირი, წიდა და ა.შ.ის ზოგავს იატაკის ადგილს და ადვილად კონტროლდება, მაგრამ აქვს მაღალი pH მოთხოვნები და კალციუმის იონების გარკვეული კონცენტრაცია.
(6) ხელოვნური ჭაობი
ჭარბტენიანი ფოსფორის აგებული მოცილება აერთიანებს ფოსფორის ბიოლოგიური მოცილების, ქიმიური ნალექებით ფოსფორის მოცილების და ადსორბციული ფოსფორის მოცილების უპირატესობებს.იგი ამცირებს ფოსფორის შემცველობას ბიოლოგიური შეწოვისა და ასიმილაციის და სუბსტრატის ადსორბციის გზით.ფოსფორის მოცილება ძირითადად ხდება ფოსფორის სუბსტრატის ადსორბციით.
მოკლედ, ზემოხსენებულ მეთოდებს შეუძლიათ ფოსფორის ამოღება ჩამდინარე წყლებში მოხერხებულად და სწრაფად, მაგრამ ყველა მათგანს აქვს გარკვეული უარყოფითი მხარეები.თუ რომელიმე მეთოდი გამოიყენება მარტო, რეალურ აპლიკაციას შეიძლება მეტი პრობლემა შეექმნას.ზემოაღნიშნული მეთოდები უფრო შესაფერისია ფოსფორის მოცილების წინასწარი დამუშავებისთვის ან მოწინავე მკურნალობისთვის და ფოსფორის ბიოლოგიურ მოცილებასთან ერთად შეიძლება უკეთესი შედეგის მიღწევა.
მთლიანი ფოსფორის განსაზღვრის მეთოდი
1. მოლიბდენ-ანტიმონის ანტისპექტროფოტომეტრია: მოლიბდენ-ანტიმონის ანტისპექტროფოტომეტრიის ანალიზისა და განსაზღვრის პრინციპია: მჟავე პირობებში წყლის ნიმუშებში ფოსფორს შეუძლია რეაგირება მოლიბდენის მჟავასთან და ანტიმონის კალიუმის ტარტრატთან იონების სახით მოლიბის წარმოქმნით. კომპლექსები.პოლიმჟავა და ეს ნივთიერება შეიძლება შემცირდეს შემამცირებელი აგენტის ასკორბინის მჟავით, რათა შეიქმნას ლურჯი კომპლექსი, რომელსაც ჩვენ ვუწოდებთ მოლიბდენის ლურჯს.ამ მეთოდის გამოყენებისას წყლის ნიმუშების ანალიზისთვის, უნდა იქნას გამოყენებული მონელების სხვადასხვა მეთოდი წყლის დაბინძურების ხარისხის მიხედვით.კალიუმის პერსულფატის მონელება ძირითადად მიზნად ისახავს წყლის ნიმუშებს დაბინძურების დაბალი ხარისხით, და თუ წყლის ნიმუში ძალიან დაბინძურებულია, ის ჩვეულებრივ გამოჩნდება დაბალი ჟანგბადის, მაღალი მეტალის მარილების და ორგანული ნივთიერებების სახით.ამ დროს ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ ჟანგვის ძლიერი რეაგენტის მონელება.მუდმივი გაუმჯობესებისა და სრულყოფის შემდეგ, ამ მეთოდის გამოყენებით წყლის ნიმუშებში ფოსფორის შემცველობის დასადგენად შეიძლება არა მხოლოდ შემცირდეს მონიტორინგის დრო, არამედ ჰქონდეს მაღალი სიზუსტე, კარგი მგრძნობელობა და დაბალი გამოვლენის ზღვარი.ყოვლისმომცველი შედარებიდან, ეს არის საუკეთესო გამოვლენის მეთოდი.
2. შავი ქლორიდის შემცირების მეთოდი: წყლის ნიმუში შეურიეთ გოგირდმჟავას და გააცხელეთ ადუღებამდე, შემდეგ დაამატეთ შავი ქლორიდი და გოგირდმჟავა, რათა მთლიანი ფოსფორი დაიყვანოთ ფოსფატ იონამდე.შემდეგ გამოიყენეთ ამონიუმის მოლიბდატი ფერის რეაქციისთვის და გამოიყენეთ კოლორიმეტრია ან სპექტროფოტომეტრია შთანთქმის გასაზომად ფოსფორის მთლიანი კონცენტრაციის გამოსათვლელად.
3. მაღალტემპერატურული მონელება-სპექტროფოტომეტრია: წყლის ნიმუშის დამუშავება მაღალ ტემპერატურაზე მთლიანი ფოსფორის არაორგანული ფოსფორის იონებად გადაქცევისთვის.შემდეგ გამოიყენეთ მჟავე კალიუმის დიქრომატის ხსნარი მჟავე პირობებში ფოსფატის იონის და კალიუმის დიქრომატის შესამცირებლად Cr(III) და ფოსფატის წარმოქმნის მიზნით.გაზომეს Cr(III) შთანთქმის მნიშვნელობა და ფოსფორის შემცველობა გამოითვალა სტანდარტული მრუდით.
4. ატომური ფლუორესცენციის მეთოდი: წყლის ნიმუშში არსებული მთლიანი ფოსფორი ჯერ გარდაიქმნება არაორგანულ ფოსფორის ფორმად, შემდეგ კი აანალიზებს ატომური ფლუორესცენციის ანალიზატორით მისი შემცველობის დასადგენად.
5. გაზის ქრომატოგრაფია: წყლის ნიმუშში მთლიანი ფოსფორის გამოყოფა და გამოვლენა ხდება გაზის ქრომატოგრაფიით.წყლის ნიმუში დამუშავდა ჯერ ფოსფატის იონების მოსაპოვებლად, შემდეგ კი აცეტონიტრილი-წყალი (9:1) ნარევი გამოიყენებოდა გამხსნელად სვეტის წინა დერივატიზაციისთვის და საბოლოოდ განისაზღვრა მთლიანი ფოსფორის შემცველობა გაზის ქრომატოგრაფიით.
6. იზოთერმული ტურბიდიმეტრია: წყლის ნიმუშში არსებული მთლიანი ფოსფორის გარდაქმნა ფოსფატის იონებად, შემდეგ დაამატეთ ბუფერი და მოლიბდოვანადოფოსფორის მჟავა (MVPA) რეაგენტი, რათა რეაგირება მოახდინოს ყვითელ კომპლექსზე, გაზომეთ შთანთქმის მნიშვნელობა კოლორიმეტრით და შემდეგ გამოიყენეს კალიბრაციის მრუდი. ფოსფორის მთლიანი შემცველობის გამოთვლა.
გამოქვეყნების დრო: ივლის-06-2023
