51. Quais são os diversos indicadores que refletem a presença de matéria orgânica tóxica e nociva na água?
Com exceção de um pequeno número de compostos orgânicos tóxicos e nocivos presentes no esgoto comum (como fenóis voláteis, etc.), a maioria é de difícil biodegradação e altamente prejudicial ao corpo humano, como petróleo, surfactantes aniônicos (LAS), pesticidas orgânicos clorados e organofosforados, bifenilos policlorados (PCBs), hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs), polímeros sintéticos de alto peso molecular (como plásticos, borracha sintética, fibras artificiais, etc.), combustíveis e outras substâncias orgânicas.
A norma nacional abrangente de descarte de efluentes GB 8978-1996 estabelece regulamentações rigorosas sobre a concentração de efluentes contendo as substâncias orgânicas tóxicas e nocivas mencionadas acima, provenientes de diversas indústrias. Os indicadores específicos de qualidade da água incluem benzo(a)pireno, derivados de petróleo, fenóis voláteis e pesticidas organofosforados (calculados em P), tetraclorometano, tetracloroetileno, benzeno, tolueno, m-cresol e outros 36 itens. Diferentes indústrias possuem diferentes indicadores de descarte de efluentes que precisam ser controlados. O atendimento aos indicadores de qualidade da água em relação às normas nacionais de descarte deve ser monitorado com base na composição específica dos efluentes descartados por cada indústria.
52. Quantos tipos de compostos fenólicos existem na água?
O fenol é um derivado hidroxilado do benzeno, com seu grupo hidroxila diretamente ligado ao anel benzênico. De acordo com o número de grupos hidroxila presentes no anel benzênico, pode ser dividido em fenóis unitários (como o fenol) e polifenóis. De acordo com a capacidade de volatilizar com vapor de água, é dividido em fenóis voláteis e fenóis não voláteis. Portanto, o termo fenóis não se refere apenas ao fenol, mas também inclui a denominação geral de fenóis substituídos por hidroxila, halogênio, nitro, carboxila, etc., nas posições orto, meta e para.
Os compostos fenólicos referem-se ao benzeno e seus derivados hidroxilados de anéis fundidos. Existem muitos tipos. Geralmente, considera-se que aqueles com ponto de ebulição abaixo de 230 °C são fenóis voláteis, enquanto aqueles com ponto de ebulição acima de 230 °C são fenóis não voláteis. Fenóis voláteis, em padrões de qualidade da água, referem-se a compostos fenólicos que podem volatilizar juntamente com o vapor de água durante a destilação.
53. Quais são os métodos comumente usados para medir fenóis voláteis?
Como os fenóis voláteis são um tipo de composto e não um único composto, mesmo que o fenol seja usado como padrão, os resultados serão diferentes dependendo do método de análise utilizado. Para que os resultados sejam comparáveis, é necessário utilizar o método padronizado especificado pelo país. Os métodos de medição mais comuns para fenóis voláteis são a espectrofotometria com 4-aminoantipirina, especificada na norma GB 7490-87, e a capacidade de bromação, especificada na norma GB 7491-87.
O método espectrofotométrico com 4-aminoantipirina apresenta menos fatores de interferência e maior sensibilidade, sendo adequado para a análise de amostras de água limpa com alto teor de fenóis voláteis.<5mg>O método volumétrico de bromação é simples e fácil de operar, sendo adequado para determinar a quantidade de fenóis voláteis em águas residuais industriais com concentração superior a 10 mg/L ou em efluentes de estações de tratamento de águas residuais industriais. O princípio básico é que, em uma solução com excesso de bromo, o fenol e o bromo geram tribromofenol, que por sua vez gera bromotribromofenol. O bromo remanescente reage com iodeto de potássio para liberar iodo livre, enquanto o bromotribromofenol reage com iodeto de potássio para formar tribromofenol e iodo livre. O iodo livre é então titulado com solução de tiossulfato de sódio, e o teor de fenóis voláteis, em termos de fenol, pode ser calculado com base no seu consumo.
54. Quais são as precauções a serem tomadas na medição de fenol volátil?
Como o oxigênio dissolvido e outros oxidantes, bem como microrganismos, podem oxidar ou decompor compostos fenólicos, tornando-os muito instáveis na água, o método de adição de ácido (H3PO4) e redução da temperatura é geralmente utilizado para inibir a ação dos microrganismos. A adição de uma quantidade suficiente de ácido sulfúrico elimina os efeitos dos oxidantes. Mesmo com a adoção dessas medidas, as amostras de água devem ser analisadas e testadas em até 24 horas e armazenadas em frascos de vidro, em vez de recipientes de plástico.
Independentemente do método volumétrico de bromação ou do método espectrofotométrico com 4-aminoantipirina, quando a amostra de água contém substâncias oxidantes ou redutoras, íons metálicos, aminas aromáticas, óleos e alcatrões, etc., haverá impacto na precisão da medição. É necessário tomar medidas para eliminar seus efeitos. Por exemplo, oxidantes podem ser removidos pela adição de sulfato ferroso ou arsenito de sódio; sulfetos podem ser removidos pela adição de sulfato de cobre em meio ácido; óleos e alcatrões podem ser removidos por extração e separação com solventes orgânicos em meio fortemente alcalino. Substâncias redutoras, como sulfato e formaldeído, são removidas por extração com solventes orgânicos em meio ácido, deixando-as em repouso na água. Ao analisar esgoto com composição relativamente fixa, após um certo período de experiência, os tipos de substâncias interferentes podem ser identificados e, em seguida, eliminados por adição ou redução, simplificando-se ao máximo as etapas de análise.
A destilação é uma etapa fundamental na determinação de fenóis voláteis. Para que os fenóis voláteis evaporem completamente, o pH da amostra a ser destilada deve ser ajustado para cerca de 4 (faixa de descoloração do alaranjado de metila). Além disso, como o processo de volatilização dos fenóis voláteis é relativamente lento, o volume do destilado coletado deve ser equivalente ao volume da amostra original a ser destilada; caso contrário, os resultados da medição serão afetados. Se o destilado apresentar coloração branca e turva, deve ser evaporado novamente em meio ácido. Se o destilado permanecer branco e turvo na segunda evaporação, pode haver presença de óleo e alcatrão na amostra de água, sendo necessário realizar o tratamento adequado.
A quantidade total medida pelo método volumétrico de bromação é um valor relativo, e as condições operacionais especificadas pelas normas nacionais devem ser rigorosamente seguidas, incluindo a quantidade de líquido adicionada, a temperatura e o tempo de reação, etc. Além disso, o tribromofenol precipita facilmente com I₂, portanto, deve-se agitar vigorosamente o líquido ao se aproximar do ponto de titulação.
55. Quais são as precauções a serem tomadas ao usar a espectrofotometria com 4-aminoantipirina para determinar fenóis voláteis?
Ao utilizar a espectrofotometria de 4-aminoantipirina (4-AAP), todas as operações devem ser realizadas em uma capela de exaustão, e a sucção mecânica da capela deve ser utilizada para eliminar os efeitos adversos do benzeno tóxico sobre o operador.
O aumento no valor do branco do reagente deve-se principalmente a fatores como contaminação na água destilada, vidraria e outros dispositivos de teste, bem como à volatilização do solvente de extração devido ao aumento da temperatura ambiente. Isso se deve principalmente ao reagente 4-AAP, que é propenso à absorção de umidade, aglomeração e oxidação. Portanto, medidas necessárias devem ser tomadas para garantir a pureza do 4-AAP. O desenvolvimento da cor da reação é facilmente afetado pelo valor do pH, e o pH da solução de reação deve ser rigorosamente controlado entre 9,8 e 10,2.
A solução padrão diluída de fenol é instável. A solução padrão contendo 1 mg de fenol por ml deve ser mantida em refrigerador e não pode ser utilizada por mais de 30 dias. A solução padrão contendo 10 μg de fenol por ml deve ser utilizada no mesmo dia do preparo. A solução padrão contendo 1 μg de fenol por ml deve ser utilizada após o preparo. Utilizar em até 2 horas.
Certifique-se de adicionar os reagentes na ordem indicada nos procedimentos operacionais padrão e agite bem após a adição de cada reagente. Se a solução tampão não for agitada uniformemente após a adição, a concentração de amônia na solução experimental ficará irregular, o que afetará a reação. Amônia impura pode aumentar o valor do branco em mais de 10 vezes. Se a amônia não for utilizada por um longo período após a abertura do frasco, ela deve ser destilada antes do uso.
O corante vermelho de aminoantipirina gerado é estável por apenas cerca de 30 minutos em solução aquosa e pode permanecer estável por 4 horas após a extração com clorofórmio. Se o tempo for muito longo, a cor mudará de vermelho para amarelo. Se a cor do branco estiver muito escura devido à impureza da 4-aminoantipirina, a medição com comprimento de onda de 490 nm pode ser usada para melhorar a precisão da medição. 4-Quando a aminoantipirina estiver impura, ela pode ser dissolvida em metanol e, em seguida, filtrada e recristalizada com carvão ativado para refiná-la.
Data da publicação: 23/11/2023
