Hidrológiai Közlöny 1977 (57. évfolyam)

6-7. szám - Dr. Hoffmann István–Kelemen Béla: Újabb módszerek vizek szerves szennyezettségének jellemzésére

294 Hidrológiai Közlöny 1977. 6—7. sz. Űjabb módszerek vizek szerves szennyezettségének jellemzésére V Dr. HOFFMANN I S T V X N*— KELEMEN BÉLA* Bevezetés A felszíni és szennyvizek szervesanyagkoncentrációjának meghatározása alapvető jelentőségű a vízminőségi vizsgálatok szempontjából. Különösen fontos annak a hatásnak a vizsgálata amikor a vizekben levő mikroorganizmusok a szerves anyagokat biokémiai úton lebontják, ehhez viszont a víz oldott oxigén-tartalmát használják fel ezáltal egyes vízi élőlények számára nemkívánatos változást okozhatnak. Más esetekben bizonyos szerves anyagok a mikroorganizmusok hatásának ellenállnak, ami feldúsulásukhoz vezet. A vizek öntisztító képességének vizsgálatánál is hasznos információkat szolgáltat a szervesanyagok koncentráció változásának ismerete. Az előzőekben röviden vázolt feladatok a klasszikus vizsgálati módszerekkel már nem oldhatók meg. A felszíni vizek minőségi ellenőrzése nagyszámú vizsgálatot, esetenként folyamatos mérést igényel. Hasonló a helyzet a szennyvíztisztításnál is, ahol korszerű berendezéseknél a folyamatszabályozás igénye is felmerül. Jelen tanulmány célja az utóbbi időben kidolgozott módszerek és berendezések ismertetése. A nagyszámú berendezés miatt nem törekedhettünk teljességre, ezért elsősorban a már elterjedt, ill. a VITUKI IV. Főosztályán kipróbált típusok ismertetésére szorítkozunk. A vizek szerves szennyezettségének jellemzésére alkalmazott módszerek fejlődését áttekintve látható, hogy a vizekben levő szerves anyagokat először indirekt módon a lebontásukhoz szükséges oxigénigény mérésével határozták meg biokémiai (Bül) vagy kémiai úton (KOI). Az oxigénigény mérések eredményei a vizekben levő szerves anyagok mennyiségére vonatkozólag értékes adatokat szolgáltatnak, de nem tekinthetők a szervesanyag koncentráció pontos jellemzőinek. A BOI mérés során a biokémiai lebontást igen sok tényező befolyásolja, továbbá nem különíthető el élesen más oxigénfogyasztó folyamatoktól, mint pl. a nitrifikáció. A kémiai oxigénigény — KOI — egyrészt függ a vízben levő szervesanyagok kémiai összetételétől (minőségétől), másrészt bizonyos, az adott körülmények között oxidációra, ill. redukcióra hajlamos szervetlen vegyületek nagy koncentrációkban való jelenléte a meghatározást zavarja és sok esetben a zavaró hatás kiküszöbölése nem kielégítő [1]. A szervesanyagok direkt meghatározásának elve régen ismert. A szervesanyagot oxidálják (elégetik) és a képződött széndioxidot határozzák meg. A manuális laboratóriumi módszer nehézkessége miatt nem tudott elterjedni. Nagy lépést jelentett amikor az 1960-as években szerves vegyületek híg vizes oldatainak közvetlen elemzésére alkalmas berendezést dolgoztak ki. Ezekkel a készülékekkel egy meghatározás 2—5 percig tart, kezelésük egyszerű, az újabb típusok teljesen önműködőek. Bár a direkt szervesanyag — illetve a szervesanyagban levő széntartalom — meghatározások * Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet, Budapest. adatai az oxigénmérés módszereivel kapott adatokkal többnyire jó összefüggésben voltak, többségben az a vélemény alakult ki, hogy a szerves szén komponenst ne úgy fogják fel, mint a kémiai vagy biokémiai oxigénigény helyettesítőjét, hanem a szervesanyagtartalmat jellemző külön önálló paraméterként kell tekinteni. A szerves szén tartalom tehát a kémiai és biokémiai oxigénigény adatokkal együtt ad pontos felvilágosítást az összes és kémiailag, ill. biokémiailag lebontható szervesanyagok mennyiségeire [1, 2], A szerves szennyezettség mérésének további lehetősége az ultraibolya (UV) abszorpciós mérés, melynek alapja, hogy egyes szerves vegyületek — elsősorban a konjugált kettős kötést tartalmazók, pl. aromás vegyületek — az ultraibolya spektrumban abszorpciót mutatnak, így az UV abszorpció a szerves szennyezettség mérőszámának tekinthető. Bár nem abszolút mérőszám, mégis változása arányos a szerves szennyezettség változásával. Előnye elsősorban az, hogy egyszerű mérhetősége mellett a fenti mutatókkal kapcsolatba hozható és azok közvetett módon való megállapítására alkalmas, folyamatosan mérő és regisztráló berendezések viszonylag olcsón kivitelezhetők. Vizek szervesanyag tartalmának jellemzésére alkalmazott analitikai eljárások Mint a bevezetőben említettük a szervesanyagmeghatározás analitikai módszerei — az UV abszorpciómérés kivételével — a szervesanyag oxidációján alapulnak. Az oxidáció végbemehet oldatban, vagy szárazon magas hőmérsékleten, katalizátorok jelenlétében. Az értékelést illetően két fő csoportot különböztethetünk meg: az indirekt utat, amikor az oxidációra felhasznált oxigént, vagy valamely az oxigénfogyással arányos komponenst határozzuk meg ; a direkt utat, amikor a szennyező szerves vegyületek valamilyen jellemzőjét — például az ultraibolya abszorpciót — vagy a vegyületek oxidációja során keletkező valamelyik bomlásterméket mérjük (elsősorban a C0

2 mérésre visszavezetett szerves széntartalom meghatározása). Fel kell hívni a figyelmet, hogy ez a módszer sem teljesen pontos, ugyanis a szerves szén tartalom az adott molekula összetételének függvénye, ez utóbbi viszont az esetek túlnyomó többségében nem ismeretes. A módszer legfőbb előnye, hogy külső tényezők, vagy szervetlen vegyületek zavaró hatása nem érvényesül. Az egyes mérési eljárásokat az 1. táblázatban foglaltuk össze és az alábbiakban részletezzük. Indirekt módszerek: a szervesanyagot oxidálják és az oxigénigényt mérik. — Biokémiai oxigénigény (BOI): Az oxidáció oldatban 20 °C-on mikroorganizmusok hatására