Важность измерения ОВП при загрязнении воды

8 марта 2021
МоемГород

Загрязнение воды затрагивает все формы жизни и является сегодня серьезной проблемой. Загрязняющие вещества из антропогенных и естественных источников попадают через грунтовые воды в питьевую воду.

Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) - важный метод проверки качества воды. Окисление происходит, когда вещество, лишенное электронов, известное как окислитель, ищет электроны у других веществ. С другой стороны, вещества, которые могут отдавать лишние электроны, известны как восстановители.

ОВП классифицирует вещества как окислители или восстановители и измеряется в милливольтах (mV) с помощью ОВП метра. Высокое значение ОВП указывает на присутствие окислителя, а низкое значение указывает на восстановитель. Уровни загрязнения воды имеют тенденцию увеличиваться при низких значениях ОВП и уменьшаться при высоких значениях. Ученые считают ОВП воды важным показателем уровня загрязнения. Например, безопасная питьевая вода является окислителем с диапазоном ОВП от +200 mV до +600 mV. С другой стороны, хлорированная вода в бассейне должна иметь гораздо более высокий ОВП от +650 mV до +750 mV.

Поэтому ученые считают ОВП воды важным инструментом и индикатором при оценке качества воды. Он полезен при тестировании широкого спектра систем водоснабжения, включая грунтовые воды, водопроводную воду из городского водопровода и системы очистки сточных вод. Он также используется в сочетании с другими методами тестирования, которые измеряют биологические изменения в окружающей среде.

ОВП и проникновение поверхностных вод в подземные воды
Инфильтрация поверхностных вод влияет на качество грунтовых вод. Отходы и другие загрязнители часто проникают в поверхностные воды, где они проникают в грунтовые воды. В восстановительной среде такие металлы, как мышьяк и железо, высвобождаются из минералов в водоносных горизонтах и загрязняют грунтовые воды. Таким образом, низкие значения ОВП являются сильным индикатором загрязнения воды в этой ситуации. Мышьяк и железо также могут образовываться в результате промышленных отходов, горнодобывающей и другой деятельности человека. Коррозия металла - еще один источник железа.

В зависимости от загрязнителя требуется определенный уровень ОВП для поддержания качества воды. Например, для удаления фосфора требуется ОВП от +25 до +250 mV. Удаление азота, известное как нитрификация, происходит при уровнях ОВП от +100 до +350 mV. Фосфор и азот часто происходят из сельскохозяйственных источников, таких как отходы откормочных площадок и удобрения. С другой стороны, загрязнение увеличивается при более низких уровнях ОВП. Биологические уровни фосфора увеличиваются от -100 до -250 mV, а образование метана происходит от -175 до -400 mV.

Однако иногда условия, отличные от ОВП воды, могут влиять на инфильтрацию грунтовых вод. Например, соли марганца могут попадать в грунтовые воды из близлежащего водоема, повышая уровень марганца даже в окислительной среде. Он также может происходить из горнодобывающих и промышленных отходов. Поэтому важно использовать ОВП наряду с другими факторами при определении уровней загрязнения воды.

ОВП в оптимизации очистки сточных вод
Сооружения для очистки сточных вод поддерживают допустимые уровни содержания в воде определенных веществ, включая азот и фосфор. Процесс очистки требует очень низкого уровня растворенного кислорода (DO), чтобы бактерии могли удалить из воды избыток азота и фосфора. Окружающая среда с низким содержанием DO или без него известна как бескислородная среда. В процессе обработки происходит аэрация воды, которую необходимо периодически останавливать на надлежащий период времени для поддержания аноксических условий.

Измерение ОВП во время очистки сточных вод является полезным инструментом для определения того, подходят ли условия для удаления азота и фосфора. Хотя значение DO может указывать на аноксические условия, уровень ОВП может быть слишком высоким. Задержка аэрации может потребоваться для того, чтобы уровень ОВП воды снизился. Когда уровень ОВП достаточно низок, бактерии могут делать свою работу. Комбинация показаний измерителя DO и ORP может более точно измерить условия окружающей среды, чем только показания DO.

Показания ОВП могут помочь ученым оценить общую эффективность систем очистки сточных вод. Например, высокие значения ОВП могут указывать на попадание загрязняющих веществ из байпасов сточных вод в реку. Исследование 2016 года, опубликованное в Экологическом журнале Месопотамии, показало низкие значения ОВП возле двух объездных дорог на реке Дуала недалеко от Багдада, Ирак. Другие показатели, которые обычно используются при оптимизации очистки сточных вод, - это биохимическая потребность в кислороде (БПК), общее содержание взвешенных твердых частиц (TSS) и уровни pH.

ОВП в характеристике качества подземных вод
ОВП является важным фактором при определении качества подземных вод, особенно при обнаружении металлических загрязнителей. Это полезный инструмент для грунтовых вод с высоким содержанием железа, мышьяка и других металлов. Эти металлы могут попадать в систему грунтовых вод из естественных источников, таких как камни и отложения. Другие металлы имеют антропогенные источники, такие как продукты промышленных отходов, откормочные площадки и свалки.

«Редокс-потенциал» подземных вод означает их способность к окислению или восстановлению. Показания ОВП подземных вод обычно находятся в диапазоне от -400 mV до 800 mV. Уровни ОВП помогают оценить подземные воды, которые содержат высокие уровни окисляющих веществ, таких как хлор, и восстанавливающих веществ, таких как ионы сульфита. Однако важно учитывать другие факторы, такие как разложение биологического вещества в системе грунтовых вод. Например, низкое значение ОВП от -100 до -400 mV может указывать на высвобождение биологического фосфора или кислоты в результате ферментации.

Важность тестирования ОВП при загрязнение воды
Загрязнение воды происходит из различных антропогенных и биологических источников. ОВП - ценный индикатор сам по себе и при использовании с другими инструментами. Важно понимать общую среду тестируемой воды, поскольку на качество воды могут влиять другие факторы, кроме ОВП. Например, расположение близлежащих водоемов, ферм или скальных образований может повлиять на уровень загрязнения.

С другой стороны, такие факторы, как DO и pH, часто необходимо анализировать в свете показаний ORP. При использовании вместе с ОВП другие методы тестирования помогают определить эффективность систем очистки сточных вод. Комбинация уровней ОВП и DO, например, может помочь инженерам определить, следует ли задерживать аэрацию при очистке сточных вод.

При тестировании на загрязнение воды ORP оценивается состояние грунтовых вод и окружающей среды. Он помогает ученым и инженерам оценивать и оптимизировать системы очистки сточных вод. Независимо от того, используется ли он для тестирования водопроводной воды, грунтовых вод или хлорированной воды в бассейнах, ORP помогает сохранить нашу воду безопасной для общественного пользования.

Найдите подходящие ОВП тестеры, соответствующие вашим потребностям.