ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОГО СОДЕРЖАНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНИМИНА В ОЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОДАХ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 628.345.33:643

Л. А. Христианова, Н. И. Удальцова, В. А. Стенько

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОГО СОДЕРЖАНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНИМИНА В ОЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОДАХ

Научно-исследовательский институт коммунального водоснабжения и очистки воды Академии коммунального хозяйства, Москва

Катионный полиэлектролит полиэтиленимин (ПЭИ) в нейтральных и щелочных средах способен разрушать дисперсии твердых веществ в воде, адсорбируясь на поверхности частиц и вызывая их коагуляцию вследствие изменения эффективных зарядов и электрокинетического равновесия в растворе. Поэтому данный полиэлектролит был предложен Научно-исследовательским институтом коммунального водоснабжения и очистки воды Академии коммунального хозяйства в качестве флоккулянта при очистке сточных вод.

Опубликовано лишь небольшое число работ, посвященных количественному определению ПЭИ и его аналогов. Разработанная 3. М. Пимено-вой для анализа триэтилентетраамина в воздухе методика, основанная на образовании окрашенной соли, включающей катионный комплекс двухвалентной меди с амином и анион эозина, была использована в дальнейшем для определения в воде микрограммовых количеств полиэтиленполиаминов (Н. И. Омельянец; В. О. Гурьянова и 3. Я. Хавин). Но эти методы определения ПЭИ и его аналогов имеют недостаточную чувствительность и малую надежность, так как в ходе анализа образуется неустойчивая суспензия малорастворимой соли, которую определяют нефелометрически или турбидиметрически.

Г. С. Салямон и Н. А. Петрова предложили повысить чувствительность метода за счет понижения рН среды, в которой образуется окрашенная комплексная соль ПЭИ с ионом меди и эозином. Авторы предлагают определять ПЭИ при рН 2,5—2,7. Однако наши опыты показали, что методикой, опубликованной Г. С. Салямон и Н. А. Петровой, нельзя воспользоваться, поскольку предлагаемая авторами реакционная смесь — эозин, сернокислая медь и цитратный буферный раствор (рН смеси 2,5—2,7)— не может быть приготовлена: при таком рН выпадает в осадок эозин, который является труднорастворимой органической кислотой и образует растворимые соли лишь при рН>3,0. Нами установлено, что при рН ниже 3,0 независимо от солевого состава раствора эозин всегда выпадает в осадок.

Поэтому возникла необходимость в усовершенствовании существующих методов определения ПЭИ в растворах и, в частности, в очищенной сточной воде. На основании результатов проведенных нами исследований рекомендуется следующая методика определения остаточного содержания ПЭИ при использовании его в качестве флоккулянта.

Сущность метода. Наша модификация метода также основана на образовании окрашенного тройного комплекса ПЭИ с ионом меди и эозина, но при рН 3,1—3,2, что обеспечивает удержание комплекса в растворе, интенсивность окраски комплекса измеряется на фотоэлектроколориметре при длине волны 540 нм относительно раствора «холостого» опыта, куда вводится меньше, чем в испытуемый раствор, реакционной смеси. Чувствительность метода 0,2 мг ПЭИ в 1 л, ошибка определения составляет ±15%. Исследования проводили с очищенными городскими сточными водами после станций аэрации.

Для работы готовят: 1) стандартный раствор полиэтиленимин а. Основной раствор с концентрацией 250 мкг ПЭИ в 1 мл готовят из 25% раствора ПЭИ соответствующим разбавлением или из безводного ПЭИ (в настоящей работе использовали ПЭИ с молекулярным весом 80 000 и 40 000). Рабочий раствор с концентрацией 1 мкг ПЭИ

в 1 мл приготовляют из основного раствора путем разбавления в 250 раз. Данный раствор готовят непосредственно перед работой.

2. 0,005 % раствор сернокислой меди. Навеску соли Си504-Н20 х. ч., равную 0,050 г, растворяют в 1 л дистиллированной воды в мерной колбе, добавив несколько капель серной кислоты (1 : 1) до рН ~ 2,0.

3. 0, 04% раствор эозина — растворением 0,400 г соли эозин-Н в 1 л дистиллированной воды.

4. Цитратный буферный раствор с рН 2,5. Сначала готовят раствор цитрата натрия, для чего навеску 2,1015 г лимонной кислоты Н3СвН507-Нг0 растворяют в 20 мл 1 н. раствора ЫаОН и доводят объем дистиллированной водой до 100 мл в мерной колбе (этот раствор лучше хранить в холодильнике). Для приготовления буферного раствора с рН 2,5 смешивают 35,4 мл приготовленного раствора цитрата натрия с 64,6 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты. Раствор следует готовить заново, если в нем появится белый коллоидный осадок, рН раствора проверяют с помощью рН-метра.

5. Реакционную смесь — непосредственно перед анализом путем смешивания 100 мл 0,04% раствора эозина и 150 мл 0,005% раствора сернокислой меди. Раствор следует защищать от прямого солнечного света и хранить не более 8—10 ч.

Исследования показали, что состав очищенной сточной воды существенно влияет на определение ПЭИ в растворе. Для устранения этого влияния при построении калибровочного графика во все стандартные растворы вводят то же количество «фона», которое берут для анализа испытуемой воды. В качестве «фона» используют сточную воду, очищенную с помощью алюминиевого коагулянта и полиакриламида. Опытами установлено, что хорошие результаты получают, когда на анализ берут 1—2 мл испытуемой воды (на 25 мл конечного объема раствора) и, следовательно, в стандартные растворы вводят 1—2 мл «фона»; если же брать на анализ большие объемы пробы (5—10 мл), то результаты получают плохо воспроизводимыми.

Для построения калибровочного графика в мерные колбы емкостью 25 мл помещают 0,5, 1 ..., 5 мкг ПЭИ в виде стандартного раствора, обмывают горлышко колб 2—3 мл дистиллированной воды, приливают 1—2 мл «фона», затем вводят 1 мл буферного раствора и 7,5 мл реакционной смеси, доводят объем дистиллированной водой до метки, перемешивают и через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 535—540 нм (ФЭК-56, светофильтр № 6) в кювете с толщиной 50 мм относительно раствора «холостого» опыта. Раствор «холостого» опыта готовят одновременно с испытуемыми растворами, для чего в мерную колбу емкостью 50 мм приливают 2—4 мл «фона», 2 мл буферного раствора и 15 мл реакционной смеси, доводят объем дистиллированной водой до метки, перемешивают и оставляют стоять 30 мин. Строят калибровочный график в координатах оптическая плотность — концентрация ПЭИ в микрограммах График следует строить каждый раз, когда используют при анализе воды вновь приготовленные растворы сернокислой меди, эозина или буфера.

Ход анализа. В мерные колбы емкостью 25 мл помещают 1—2 мл испытуемого раствора сточной воды, обмывают горло колбы 2—3 мл дистиллированной воды, приливают 1 мл буферного раствора и 7,5 мл реакционной смеси, доводят объем дистиллированной водой до метки, перемешивают и через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора относительно раствора «холостого» опыта в кювете с толщиной слоя 50 мм. Содержание ПЭИ в пробе находят по калибровочному графику, а расчет проводят по формуле:

с-1000,

V

где с — количество ПЭИ (в мг), найденное по калибровочному графику; V — объем пробы (в мл), взятый на анализ.

Таблица 1

Результаты определения ПЭИ в сточной воде с использованием метода добавок

Испытуемая проба Найдено ПЭИ (в мкг) Содержание ПЭИ в пробе (в мг/л)

суммарно без добавки без добавки

2 мл сточной воды № 1 2 мл сточной воды № 1 + 0,5 мкг ПЭИ 2 мл сточной воды № 2 2 мл сточной воды № 2 + 0,5 мкг ПЭИ 2 мл сточной воды №2+1 мкг ПЭИ 2 мл сточной воды № 3 2 мл сточной воды №3+1 мкг ПЭИ 1 мл сточной воды № 3 1 мл сточной воды №3+1 мкг ПЭИ Результаты проверки надежности результатов опре 0 0,5 1,5 1,9 2,50 2,0 2,9 1,0 1,85 деления ПЭИ 0 1.4 1.5 1,9 0,85 Т в очищенной 0 0 0,75 0,70 0,75 1.0 0,95 1.0 0,85 а б л и ц а 2 сточной воде

Взято ПЭИ (в мг/л) 0,30 0,50 1.0 1.5

Найдено ПЭИ (в мг/л)1 1 Средние цифры из нескольки 0,30 0,25 х серий опре 0,45 0,50 делений. 1.1 0,90 1.5 1,48

С помощью такой методики определяли ПЭИ в большом числе проб очищенной сточной воды. Правильность результатов проверяли методом добавок. Некоторые из этих данных приведены в табл. 1.

Помимо этого, ПЭИ определяли в сточных водах, очищенных коагулянтом и полиакриламидом, куда ПЭИ вводили специально (табл. 2).

Данные табл. 1 и 2 свидетельствуют о том, что рекомендуемый метод обеспечивает получение надежных результатов при определении остаточных количеств ПЭИ в очищенных сточных водах.

Вывод

Предлагается метод количественного определения микроколичеств ПЭИ в очищенной сточной воде, основанный на измерении интенсивности окрашивания тройного соединения — ПЭИ, меди и эозина — при рН 3,1— 3,2. Чувствительность метода — 0,2 мг ПЭИ в 1 л.

ЛИТЕРАТУРА. Гурьянова В. О., ХавинЗ. Я. — «Гиг. и сан.», 1971, № 2, с. 64—65. —Омельянец Н. И. — «Лабор. дело», 1966, № 8, с. 483— 484. — С а л я м о н Г. С., Петрова Н. А. — «Гиг. и сан.», 1972, № 5, с. 59—60.

Поступила 20/V 1975 г

УДК 632-95:543.544.25

М. Г. Мильчина, канд. хим. наук А. Л. Перцовский, Ю. А. Присмотров ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОКОЛИЧЕСТВ 2,4-Д

Белорусский научно-исследовательский санитарно-гигиенический институт, Минск

Широкое применение хлорфеноксиуксусных кислот и их производных для борьбы с сорняками в посевах зерновых, картофеля и огородных культур, в садах и лесонасаждениях, для обработки каналов и водоемов обуслов-