 |
Эффективное решение экологических проблем |
+7 (812) 200-96-17
+7 (81153) 3-52-34
Растворенные в воде газы: источники, свойства, вред, способы очистки
Растворенные в воде газы: источники, свойства, вред, способы очистки
Аммиак
Химическая формула: NH4+, имеет обозначение R717.
Источником загрязнения вод могут являться: сточные воды различных отраслей промышленности (химической и нефтехимической, микробиологической, медицинской, коксохимической, металлургической, пищевой), хозяйственно-бытовые и навозные стоки, сточные воды с сельскохозяйственных полей, в результате разложения белковых веществ и мочевины, при анаэробном восстановлении нитратов и нитритов.
Физические и химические свойства: безцветный газ, имеет резкий запах нашатырного спирта. Вдвое легче воздуха, плотность 20мг/м3. Температура кипения -33,35°С, плавления -77,7°С. Молекула высокополярна, следовательно, аммиак хорошо водорастворим. При образовании ковалентной связи с ионом водорода образуется ион аммония.
NH3 + H+ → NH4+
Водный раствор дает щелочную реакцию
NH3+Н2О→ NH4++OH-
С кислотами образует соли аммония
NH3+Н2SО4→ (NH4)2SО4
Взаимодействуя с металлами (без присутствия воды), образует соли (амиды)
2NH3+2Na→ 2NaNH2+H2
В воде соли подвергаются гидролизу
NaNH2+H2О→NaOH+ NH3
При повышении температуры до 1200°÷1300°С аммиак разлагается (горит в атмосфере кислорода)
2NH3→2N2+3H2
В реакции с метаном аммиак образует синильную кислоту
2CH4+2NH3+3O2→2HCN+6H2O
Молекулы аммиака могут образовывать комплексные соединения металлов, образуя лиганды.
CuSО4+4NH3→[ Cu(NH3)4]SО4
Ni(NO3)3+6NH3→[ Ni(NH3)6](NO3)3
При горении на воздухе аммиак образует свободный азот
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
Восстанавливает металлы из оксидов
2NH3 + 3CuO → 3Cu + N2 + H2O
Взрывчатые соединения могут образовываться в случае контактирования с хлором, бромом, кальцием, ртутью, окисидом серебра и др.
В присутствии воды вступает в реакцию с цинком, медью и их сплавами, обычную резину растворяет.
Стали подвергаются коррозионному растрескиванию в жидком аммиаке с содержанием воды меньше 0,2% веса в присутствии кислорода при температуре до минус 20°C.
Предел воспламеняемости газовоздушной смеси, об.%: 15,0÷28,0.
Растворимость в воде, л/м3: При 0°С – 1300000, при 20°С – 710000, при 30°С – 595000, при 40°С – 0, при 100°С – 0.
Отрицательное воздействие на организм: Производит нейротропное и удушающее действие, может вызвать отек легких. Пары аммиака могут вызвать химические ожоги и обморожения, потерю зрения. Аммиак (NH3) вступает в реакцию с белками, что приводит к их денатурации, нарушает дыхание клеток и тканей организма. Поражается центральная нервная система, печень, органы дыхания, наблюдаются сосудистые нарушения. Регулярное использование воды с содержанием аммония более 1,5-2мг/л приводит к ацидозу, нарушению кислотно-щелочного баланса из-за нарушения выделения органических кислот из организма. ПДКрыбхоз - 0,05мг/л, ПДКсан-быт – 2мг/л.
Способы дегазации: Биологическая фильтрация, окисление озоном, хлором, гипохлоритами щелочных и щелочноземельных металлов, аэрация, сорбция с использованием цеолитов натриевой формы, ионообменные смолы, обработка сильной щелочью, флотация, восстановление аммония металлическим магнием, добавлением растворов хлорида магния и тринатрийфосфата.
Сероводород
Химическая формула: H2S
Источником загрязнения вод могут являться: В природе часто встречается в артезианских и минеральных водах, в поверхностных водах, если они проходят через месторождения сульфидных руд, имеется в нефтяных месторождениях и месторождениях природного газа, в газах вулканов. Может скапливаться в глубоких ямах и колодцах. Образуется при гниении животных белков с содержанием серы.
Промышленные выбросы наблюдаются в шахтах, на предприятиях текстильной, кожевенной, нефтяной, химической промышленности, коксовых, целлюлозно-бумажных, сахарных заводах, заводах по производству синтетических волокон, целлофана, серосодержащих пигментов и красок, солей бария, фабрик по изготовлению фотогравюр и литографий, при производстве асфальта. Выделяется в канализационных сетях, очистных сооружениях хозяйственно-бытовых сточных вод, свалках.
Физические и химические свойства: представляет собой безцветный газ, имеющий запах тухлых яиц. Несколько тяжелее воздуха - плотность 1,538 г/л (25 °С). Молекулярная масса 34,082. При 0°С и давлении 1,02 МПа сжижается. Температура плавления: −86 °C (187 K), температура кипения: −60 °C (213 K).
В воде растворим плохо, при растворении происходит диссоциация. При повышении концентрации водородных ионов в растворе диссоциация сероводорода подавляется.
H2S = Н+ + HS- = 2Н+ + S2-
В одном объеме воды может растворяться 2,91 (20 °С) объема сероводорода. Хорошо растворим в спирте.
При взаимодействии с воздухом сероводородная вода мутнеет из-за выделения серы вследствие окисления сероводорода кислородом воздуха.
На воздухе горит синим пламенем. Температура воспламенения ~250°С.
2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2 (при избытке кислорода),
2H2S + O2 = 2H2O + 2S (при недостатке кислорода).
При концентрациях в пределах от 4,3% до 45,5% по объему газовоздушная смесь взрывоопасна. При нагреве свыше 400°С разлагается на Н2 и S. Водный раствор – слабая кислота, которая взаимодействует с металлами и их окислами. В воде легко окисляется галогенами и кислородом.
Вступает в реакцию со щелочами
H2S + 2NaOH = Na2S + H2O (обычная соль, при избытке NaOH)
H2S + NaOH = NaHS + H2O (кислая соль, при отношении 1:1)
Является сильным восстановителем.
H2SO4 + H2S = 2H2O +SO2+S
2H2S + SO2 = 2Н2О + 3S
H2S + I2 = 2HI + S
В реакциях с другими окислителями, образуется сера или SO42−
2H2S + SO2 = 2Н2О + 3S
3H2S + 4HCIO3 = 3Н2SО4 + 4HCI
в зависимости от условий: температуры, pH раствора, концентрации окислителя.
При взаимодействиями с солями тяжелых металлов образует слаборастворимые сульфиды. Например, сернистое железо FeS, которое можно наблюдать в виде черного осадка.
Предел воспламеняемости газовоздушной смеси, об.%: 4,3÷45,5.
Растворимость в воде, л/м3: При 0°С – 4670, при 20°С – 2582, при 100°С – 810.
Отрицательное воздействие на организм: Ядовит, по шкале опасности он отнесён к 3 классу. ПДК в воздухе производственных помещений 0,01 мг/л. При концентрациях 0,2—0,3 мг/л, возникают острые отравления хронические — при 0,02 мг/л; концентрация выше 1 мг/л вызывает летальный исход.
При попадании в кровь разрушает гемоглобин с образованием сульфата (сульфид) железа.
При легком отравлении наблюдается усталость, светобоязнь, слезотечение, боль и резь в гла¬зах, конъюнктивит, раздражение в носу и горле, кашель, боль за грудиной, головокружение, головная боль, тошнота, сухие хрипы в легких, снижение артериального давления, повышение температуры тела.
При тяжелом отравлении потеря сознания, угнетение рефлексов, су¬дороги, галлюцинации, поражение дыхания и деятельности сердечнососудистой системы, паралич нервов, отек легких, кома, смерть.
Уровень смертельной концентрации в воздухе – 0,1%, этого количества хватает, чтобы человек погиб после 10 минут. При очень высоких концентрациях (от 1000 мг/м3) возможна мгновенная смерть в результате паралича дыхательного центра и сердца.
Сероводород вызывает паралич дыхательного нерва, что приводит к тому, что человек не ощущает его запаха.
При хроническом воздействии наблюдаются малокровие, упадок питания, функциональные нарушения нервной системы, дрожание век и пальцев, боли в мышцах, бронхит, хронические заболевания глаз и верхних дыхательных путей, желудочно-кишечные расстройства, брадикардия, артериальная гипотония, дерматиты, экземы.
Последствия перенесенного отравления: озноб, повышение температуры, головные боли, бронхопневмония, желудочно-кишечные заболевания, органические заболевания центральной нервной системы, миокардиодистрофия, инфаркт миокарда.
Сероводород накапливается в организме.
Особенно опасно воздействие сероводорода на людей, больных хроническими респираторными заболеваниями, анемией, атеросклерозом сосудов головного мозга и коронарных артерий, кератоконъюнктивитом.
Согласно нормам СанПиНа 2.1.4.559-96 и СанПиНа 2.1.4.1074-01 в питьевой воде допускается содержание сероводорода до 0,03 мг/л.
Способы дегазации: аэрация (отдувка с одновременным окислением), окисление озоном, перекисью водорода, гипохлоритом натрия, сочетанием аэрации с окислением.
Радон
Химическая формула: Rn (Radon)
Источником загрязнения вод могут являться: В природе образуется непрерывно при распаде урана, радия, тория, актиния и др. Распространен в подземных водах и природных газах, часто встречается в воздухе (особенно в подземных полостях, пещерах, подвалах). Значительными источниками образования радона являются граниты, шлаки. Повышенной содержание наблюдается в зонах геологических разломов. В помещения поступает, в основном, из строительных материалов.
Физические и химические свойства: Тяжелее воздуха в 7,6 раз (плотность 9,73г/л). Радиоактивен, не имеет запаха и цвета. В воде растворимость 460мл/л (понижается при повышении температуры), в жирах и органических растворителях растворимость выше в десятки раз. Подвержен адсорбции силикагелем, активированным углем. Флюоресцирует (голубым цветом), выделяет тепло. Изотопы нестабильны (период полураспада не выше 92 часов). Наиболее активный благородный газ. Может вступать в реакцию с фтором. ПДК в питьевой воде – 60Бк/кг.
Растворимость в воде, л/м3: При 0°С – 510, при 20°С – 224, при 50°С – 130, при 100°С – 0.
Отрицательное воздействие на организм: Провоцирует рак легких. Повышает дозу поглощенной радиации. Способствует появлению учащенного сердцебиения, одышки, бессоннице, мигрени. При вдыхании больших количеств вызывает наркотическое опьянение.
Способы дегазации: аэрация- дегазация, адсорбция, мембранная фильтрация.
Метан
Химическая формула: СН4
Источником загрязнения вод могут являться: Содержится в больших концентрациях в рудничном и природном газе, в попутном газе при добыче нефти. Выделяется в трещинах земной коры на дне океана, при лесных пожарах. В основном образуется в результате анаэробного брожения, как результат выделяется на болотах (болотный газ) и при биологическом и термокаталитическом разложении растительных остатков (биогаз). Входит в состав коксового газа, образуется при гидрировании каменного угля, переработке нефти, каталитическом риформинге углеводородов. В растворенном виде встречается в поверхностных (морях, озерах) и пластовых водах. Общее содержание растворенного метана в мировом океане – 14*1012 м3, в пластовых водах в несколько раз выше промышленных запасов. Применяют в качестве топлива и промышленного сырья.
Физические и химические свойства: Нетоксичен. Легче воздуха (0,555 от плотности воздуха при 20°С). Газовоздушная смесь взрывоопасна. Горит голубоватям пламенем с образованием 39МДж на 1 куб.м. Метан окисляется с образованием муравьиной кислоты при давлении 30÷90атм и температуре 150÷200°С.
СН4 + 3[O] → HCOOH + H2O
Активно провоцирует парниковый эффект. Реагирует с парами воды (в присутствии катализатора NiAl2O3 при температуре 800—900 °C или без него при температуре 1400—1600 °C) с образованием синтез-газа:
CH4 + H2O → CO + 3H2
С галогенами вступает в реакции замещения:
СН4 + CI2 → CH3CI + HCI
CH3CI + CI2 → CH2CI2 + HCI
CH2CI2 + CI2 → CHCI3 + HCI
CHCI3 + CI2 → CCI4 + HCI
Предел воспламеняемости газовоздушной смеси, об.%: 4,4÷17.
Растворимость в воде, л/м3: При 0°С – 56, при 20°С – 33, при 100°С – 17. При увеличении давления растворимость растет.
Отрицательное воздействие на организм: Большие концентрации метана в воздухе (свыше 25÷30%) приводят к удушью. Незначительно воздействует на центральную нервную систему, вызывая наркотическое отравление. Четвертый класс опасности.
Способы дегазации: аэрация-дегазация, адсорбция, мембранная фильтрация.
Цены на оборудование очистки воды приведены в файле ПРАЙС ПРОДУКЦИИ
|
|
|||||||||||
|
|||||||||||
