Su kimyasının analizi - Analysis of water chemistry

Su kimyası analizleri su numunelerinin kimyasal bileşenlerini ve özelliklerini belirlemek ve ölçmek için gerçekleştirilir. Analizin türü ve hassasiyeti, analizin amacına ve suyun öngörülen kullanımına bağlıdır.Kimyasal su analizi, endüstriyel proseslerde kullanılan su üzerinde, atık su akışında, nehirlerde ve akarsularda, yağış miktarında ve Deniz.[1] Her durumda, analizin sonuçları, karar vermek veya koşulların beklendiği gibi olduğuna dair yeniden güvence sağlamak için kullanılabilecek bilgiler sağlar. Seçilen analitik parametreler, karar verme sürecine uygun olacak veya kabul edilebilir normalliği sağlayacak şekilde seçilir. kimya analizi genellikle aşağıdaki çalışmaların temelidir su kalitesi, kirlilik, hidroloji ve jeotermal sular Rutin olarak kullanılan analitik yöntemler, tüm doğal elementleri ve inorganik bileşiklerini ve çok çeşitli organik kimyasal türleri aşağıdaki gibi yöntemler kullanarak tespit edebilir ve ölçebilir. gaz kromatografisi ve kütle spektrometrisi. İçme suyu üreten su arıtma tesislerinde ve bazı endüstriyel proseslerde kendine özgü tat ve kokuya sahip ürünler kullanan özel organoleptik çok düşük konsantrasyonlardaki kokuları tespit etmek için yöntemler kullanılabilir.

Çevre suyu

Bir EPA bilim adamı Florida'daki suyu örnekler Everglades

Suların kalmasını sağlamak için düzenleyici makamlar tarafından önceden belirlenmiş bir izleme programının parçası olarak doğal ortamdan su numuneleri rutin olarak alınır ve analiz edilir. kirlenmemiş veya kirlenmişse, kirlilik seviyelerinin artmaması veya üzerinde anlaşılan bir iyileştirme planı doğrultusunda düşmesi. Böyle bir planın bir örneği, uyumlaştırılmış izleme şeması Birleşik Krallık'taki tüm büyük nehir sistemlerinde işletilmektedir.[2] Analiz edilen parametreler, büyük ölçüde yerel çevrenin doğasına ve / veya bölgedeki kirletici kaynaklara bağlı olacaktır. Çoğu durumda, parametreler ulusal ve yerel su kalitesi standartları yasa veya diğer düzenlemelerle belirlenir. Kirlenmemiş yüzey sularının kabul edilebilir kimyasal standartlar içinde kalmasını sağlamak için tipik parametreler şunları içerir: pH, büyük katyonlar ve anyonlar dahil olmak üzere amonyak, nitrat, nitrit, fosfat, iletkenlik, fenol, Kimyasal oksijen ihtiyacı (COD) ve biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOD).

İçme suyu kaynakları

İçme suyu temini için çıkarılan yüzey veya yeraltı suyu, titizlikle karşılanabilmelidir. kimyasal standartlar tedaviyi takiben. Bu, arıtma tesisine giren su hakkında ayrıntılı bilgi gerektirir. Normal çevresel kimyasal parametreler paketine ek olarak, diğer parametreler sertlik, fenol, sıvı yağ ve bazı durumlarda, gelen suyun gerçek zamanlı organik profili River Dee düzenleme şeması.

Endüstriyel proses suyu

Endüstriyel süreçte, proses suyu kalitesinin kontrolü, son ürünün kalitesi için kritik öneme sahip olabilir. Su genellikle bir reaktif taşıyıcısı olarak kullanılır ve doğru değiştirme oranını sağlamak için ürüne reaktif kaybı sürekli olarak izlenmelidir. Ölçülen parametreler, özellikle kullanımdaki süreç ve yan ürünler olarak ortaya çıkabilecek beklenen kirleticilerden herhangi biri ile ilgilidir. Bu, makinelerden gelen yağlar ve greslerle kirlenme yoluyla inorganik bir kimyasal işlemde ortaya çıkan istenmeyen organik kimyasalları içerebilir. Endüstriyel tesislerden boşaltılan atık suyun kalitesinin izlenmesi, çevre kirliliğinin kontrol edilmesi ve en aza indirilmesinde kilit bir faktördür. Bu uygulamada, izleme şemaları, süreç içinde ortaya çıkan tüm olası kirleticileri ve ayrıca çevre üzerinde özellikle olumsuz etkilere sahip olabilecek kirleticileri analiz eder. siyanür ve gibi birçok organik tür Tarım ilacı.[3] Daha sonra nükleer endüstri analizi, belirli izotoplara veya ilgili unsurlara odaklanır. Nükleer endüstrinin, üzerinde içme suyu çıkarımı olan nehirlere, potansiyel olarak zararlı olabilecek radyo-izotoplara veya uzun süreli olanlara atık su deşarjı yaptığı yerlerde yarı ömürler gibi trityum rutin izleme paketinin bir parçasını oluşturacaktır.

Araştırma

Farmasötikler, sağlık ürünleri ve diğerleri gibi akademik araştırma ve endüstriyel araştırmanın birçok yönü, potansiyel kullanım maddelerini belirlemek, bu maddeleri rafine etmek ve satış için üretildiklerinde kimyasal bileşimin kalmasını sağlamak için doğru su analizine dayanır. tutarlı. Bu alanlarda kullanılan analitik yöntemler çok karmaşık olabilir ve yürütülen araştırma sürecine veya alanına özgü olabilir ve ısmarlama analitik ekipmanların kullanımını içerebilir.

Adli analiz

Çevre yönetiminde, iyileştirici önlem almak için kirliliğin kirletici maddeyi tanımladığından şüphelenildiğinde sıklıkla su analizi kullanılır.[4] Analiz genellikle kirletenin tanımlanmasını sağlayabilir. Bu tür adli tıp çalışmaları, çeşitli bileşenlerin oranlarını inceleyebilir ve kirletici ile kaynak arasında doğrudan bağlantı kurmak için yağların veya diğer karışık organik kirletici maddelerin örneklerini "tip" olarak kullanabilir. İçme suyu kaynaklarında kabul edilemez kalitenin nedeni, dağıtım sistemi boyunca alınan numunelerin dikkatlice hedeflenen kimyasal analizi ile benzer şekilde belirlenebilir.[5]Üretimde, spesifikasyon dışı ürünler, ıslak işleme aşamalarındaki beklenmedik değişikliklere doğrudan bağlanabilir ve analitik kimya, hangi aşamaların hangi nedenle hatalı olabileceğini belirleyebilir.

Metodoloji

Tutarlılık ve tekrarlanabilirliği sağlamak için, su numunelerinin kimyasal analizinde kullanılan yöntemler genellikle kabul edilir ve ulusal veya eyalet düzeyinde yayınlanır. Geleneksel olarak bunlar genellikle "Mavi kitap" olarak anılır.[6][7]

Bazı analizler sahada gerçekleştirilir (örn. PH, spesifik iletkenlik), diğerleri ise örnekleme ve laboratuvar testlerini içerir.[8]

İlgili standartlarda tanımlanan yöntemler genel olarak şu şekilde sınıflandırılabilir:

  • Geleneksel ıslak kimya I dahil ederek Winkler yöntemi için Çözünmüş oksijen , yağış , süzme katılar, asitleştirme, nötrleştirme için titrasyon vb. gibi renkölçümsel yöntemler MBAS testi hangi gösterir anyonik yüzey aktif maddeler suda ve yerinde karşılaştırıcı belirleme yöntemleri klor ve kloraminler. Nefelometreler bulanıklık olarak katı konsantrasyonlarını ölçmek için kullanılır. Bu yöntemler genellikle sağlamdır, iyi denenmiş ve ucuzdur ve makul bir hassasiyette makul bir doğruluk derecesi sağlar.
  • Elektro kimya dahil olmak üzere pH, iletkenlik ve oksijen elektrotu kullanılarak çözünmüş oksijen. Bu yöntemler, sonuçları doğrudan bir laboratuvar veri yönetim sistemine besleyebilen elektronik ekipman kullanarak doğru ve kesin sonuçlar verir.
  • Spektrofotometri özellikle çok yüksek hassasiyete sahip çözelti üreten sonuçlarda metal elementler için kullanılır, ancak analizden önce bir miktar numune hazırlığı gerektirebilir ve ayrıca taşıma sırasında numunenin bozulmasını önlemek için özel numune alma yöntemlerine ihtiyaç duyabilir.
  • Kromatografi uçucu olan veya ilk kimyasal işlemden sonra karakteristik bir uçucu bileşen verebilen birçok organik tür için kullanılır.
  • İyon kromatografisi ölçebilen hassas ve kararlı bir tekniktir lityum, amonyum NH4 ve diğer birçok düşük moleküler ağırlıklı iyon iyon değişimi teknoloji.
  • Gaz kromatografisi belirlemek için kullanılabilir metan, karbon dioksit, siyanür, oksijen, nitrojen ve diğer birçok uçucu bileşen makul hassasiyetlerde.
  • Kütle spektrometrisi çok yüksek hassasiyetin gerekli olduğu yerlerde kullanılır ve bazen daha sonra arka uç işlemi olarak kullanılır gaz sıvı kromatografisi iz organik kimyasalları tespit etmek için.

Bileşenlere bağlı olarak, bileşenlerin miktarlarını veya oranlarını belirlemek için farklı yöntemler uygulanır. Bazı yöntemler standart laboratuvar ekipmanı ile gerçekleştirilebilirken, diğerleri gibi gelişmiş cihazlar gerektirir. endüktif olarak eşleşmiş plazma kütle spektrometresi (ICP-MS).

Referanslar

  1. ^ "Teknik Kılavuz Notu (İzleme) M18 Su ve kanalizasyona deşarjların izlenmesi" (PDF). Çevre ajansı. Kasım 2014. Alındı 30 Temmuz 2016.
  2. ^ "Uyumlaştırılmış İzleme Programı". DEFRA. 7 Aralık 2004. Arşivlenen orijinal 2 Nisan 2013 tarihinde. Alındı 30 Temmuz 2016.
  3. ^ "Endüstriyel Atık Suyu İzleme El Kitabı". Çevre Koruma Ajansı (ABD). Ağustos 1973. Alındı 30 Temmuz 2016.
  4. ^ "Kirlilik olaylarının incelenmesi". Queensland Hükümeti - Çevre ve Miras İzleme Dairesi. 21 Temmuz 2016. Alındı 1 Ağustos 2016.
  5. ^ Sadiq, R; Kleiner, Y; Rajani, B (Aralık 2003). "Dağıtım sistemlerinde su kalitesi başarısızlığının adli tıp - kavramsal bir çerçeve". Kanada Ulusal Araştırma Konseyi. CiteSeerX  10.1.1.86.8137. Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım)
  6. ^ "Wisconsin Eyaleti Mavi Kitap". Wisconsin Eyaleti. 1973. s. 128. Alındı 30 Temmuz 2016.
  7. ^ "Analistlerin Daimi Komitesi (SCA) mavi kitaplar". 5 Haziran 2014. Alındı 30 Temmuz 2016.
  8. ^ Shelton Larry R. (1994). "Ulusal Su Kalitesi Değerlendirme Programı için dere suyu numunelerinin toplanması ve işlenmesi için alan kılavuzu". Açık Dosya Raporu. doi:10.3133 / ofr94455.

Ayrıca bakınız