КАК И ДЛЯ ЧЕГО ОПРЕДЕЛЯЮТ ФЕНОЛ В СТОЧНЫХ ВОДАХ?
Определение фенола в стоках – очень актуальная задача для большинства промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Это самый частый загрязнитель, источниками которого являются металлургические, деревообрабатывающие и химико-фармацевтические заводы, производители пластика, красок и линолеума. Обнаруживается в стоках животноводческих ферм вместе с остатками лекарств (антибиотиков) и в бытовых сточных водах с моющими и парфюмерными средствами. Если концентрация фенола будет превышена многократно, то виновникам грозят крупные штрафы. Во избежание этого проводится анализ на содержание фенола в стоках, чтобы принять меры по очистке и довести его до допустимых концентраций.
Что такое фенолы и чем они опасны?
Представляют собой ароматические соединения, содержащие гидроксильные группы. Относятся к ядовитым, причем в разных агрегатных состояниях (твердые частицы, пар, раствор). Бывают фенолы одноатомными и многоатомными. Первые относятся к летучим и быстро испаряются из воды, выделяясь в воздух и загрязняя его. Вторые, наоборот, долго находятся в воде, постепенно отравляя растения и живые организмы. Для человека фенолы тоже представляют большую опасность. При воздействии на кожу вызывают ожоги. При попадании в организм с водой или через органы дыхания развивается серьезное отравление, которое может негативно повлиять на сердечно-сосудистую и нервную системы.
Наличие фенола в воде заметно ухудшает и ее органолептические характеристики (запах, цвет). Причем достаточно минимальных концентраций, чтобы в процессе хлорирования воды появился хлорфенольный запах и неприятный вкус. При определении содержания любых токсичных веществ апеллируют таким понятием, как предельно допустимая концентрация (ПДК). В водоемах рыбохозяйственного назначения, а также в воде для хозяйственно-питьевых нужд, ПДК фенолов должна быть 0,001 мг/дм3. Например, если содержание фенола в водоеме 0,01 мг/л, то рыбы в нем не погибнут, но их мясо может приобрести нехарактерный привкус. По этой причине установили более жесткие требования к его предельно допустимой концентрации.
Методы определения фенола в воде
Проводится несколько видов анализов как для высокоточного, так и для рутинного контроля.
Фотометрический
Данный метод применяется для расчета суммарной концентрации летучих соединений посредством химических реакций и взаимодействия с другими компонентами. Образуются окрашенные соединения, которые затем переводятся в жидкую фазу. Их оптическая плотность измеряется на специальном оборудовании (спектрофотометре, фотометре) на разных длинах световых волн. Плотность и показывает степень загрязненности. Данная технология считается технически сложной, а ее погрешность очень высокая. Проблема в том, что летучие фенолы не полностью вступают в реакцию с окрашивающими компонентами. Фотометрический метод подходит для определения резкого изменения содержания фенолов непосредственно на предприятиях. Но для точного контрольного анализа его возможностей недостаточно.
Хемилюминесцентный
Метод основан на использовании стандартного фенольного раствора и люминофоров. Изменяется интенсивность хемилюминесценции, то есть свечения, сопровождаемого реакции Фентона. Однако метод не самый лучший с точки зрения его точности и информативности. Первая проблема: неполный состав. Стандартный раствор содержит не все фенольные соединения, присутствующие в сточных водах. Вторая: результат зависит от чистоты реактивов (люминофоров). Третья: низкая точность измерений. Возможности определять ПДК фенолов до 1 мкг/дм3 недостаточно для подтверждения соответствия воды установленным нормам.
Вольтамперометрический
Основной принцип заключается в определении фенольных соединений в воде с помощью электрохимических реакций. Исследуемый образец осаждается на высокоселективный электрод, а затем осадок электрохимически растворяется. Меняется потенциал электрода, который отображается как вольтамперная кривая. По ней и судят о концентрации фенолов. В отличие от двух предыдущих методов, вольтамперометрический достаточно быстрый и точный. Для постоянного поточного контроля обычно выбирают именно эту технологию.
Хроматографический
Это основной метод анализа в химических лабораториях, где используют разные виды хроматографии (газовую, жидкостную). Один из способов предполагает использование хроматографической колонки для разделения химических соединений. В нее засыпают конкретно подобранный сорбент и вводят подготовленную пробу. Происходит поглощение фенолов сорбентом. Затем колонка промывается, а собранные соединения исследуются другими методами. В отличие от вольтамперометрической, данная технология требует предварительной подготовки проб, дорогого оборудования и квалифицированных лаборантов.
Это не все методы определения фенолов, а только самые основные. Например, для определения больших концентраций летучих соединений используется броматометрический метод, а для малых – фотоколориметрический. В зависимости от требуемой точности анализа, места его проведения, объемов исследуемой воды и других условий подбираются наиболее подходящие и информативные технологии. В нашем Испытательном центре можно заказать анализ на фенол в сточных водах и представить результат контролирующим органам.
