Cuprins:

INTRODUCERE 4

STUDIUL LITERATURIICapitolul 1 Caracteristica apelor reziduale 61.1 Ape reziduale. Noţiuni. 61.2 Clasificarea apelor reziduale. 61.3 Apele reziduale comunale. 71.4 Ape reziduale industriale. 81.5 Ape meteorice. 91.6 Caracteristica apelor menajere şi industriale 101.7 Impactul negativ al apelor reziduale asupra mediului

ambiant.12

1.8 Indicatori de calitate ai apelor reziduale. Protecţia apelor. 15

Capitolul 2 Metode de purificare, dezinfectare şi deversare ale apelor reziduale.

18

2.1 Purificarea apelor reziduale prin metode fizice. 182.2 Purificarea apelor reziduale prin metode biologice. 202.3 Purificarea apelor reziduale prin metode chimice. 232.4 Dezinfectarea apelor reziduale. 272.5 Deversarea efluenţilor reziduali. 28

PARTEA EXPERIMENTALĂCapitolul 3 Determinarea unor indici din componenţa apelor reziduale.

Metode de analiză a apelor reziduale de pe teritoriul municipiului Chişinău.

29

3.1 Determinarea unor indicatori fizici ale apelor reziduale. 293.2 Determinarea unor indicatori chimici ale apelor reziduale. 303.2.1 Determinarea pH-ului. 303.2.2 Substanţe în suspensie. 313.2.3 Consumul chimic de oxigen (CCO-Cr). 323.2.4 Consumul biochimic de oxigen (CBO5). 343.2.5 Determinarea conţinutului de amoniac şi ioni de amoniu. 383.2.6 Determinarea conţinutului de fosfaţi. 413.2.7 Determinarea conţinutului de substanţe tensioactive. 443.2.8 Determinarea conţinutului de grăsimi. 463.3 Rezultate ale investigaţiilor de laborator 49

CONCLUZII 52 Anexa A 53

BIBLIOGRAFIE 55

Introducere

Apa este o substanţă indispensabilă vieţii1. Fără apă nu poate fi concepută

nici o formă de viaţă. Ea este necesară atât omului, lumii animale, cât şi lumii

vegetale. Apa care este potrivită consumului uman se numeşte apă potabilă2.

Apa nu numai că trebuie să fie prezentă în cantităţi importante, dar ea trebuie să

îndeplinească anumite criterii de calitate3. Calitatea apei = ansamblul

caracteristicilor fizice chimice, biologice şi bacteriologice, exprimate cuantificat,

care permit încadrarea probei într-o categorie, căpătând astfel însuşirea de a

servi unui anumit scop4. Conform Hotărârii de Guvern Nr. 934 din 15.08.2007 a

Republicii Moldova apa potabilă oferită de agenţii economici consumatorilor

trebuie să corespundă unor criterii microbiologice şi să nu depăşească unii

parametri fizici şi chimici5.

Omul consumă apă pentru diverse scopuri şi necesităţi: ce ţin de viaţa

personală – igiena individuală, pregătirea hranei, etc. – şi ce ţin de activităţile

social-economice – în industrie, agricultură, zootehnie, etc. Deseori este

inevitabilă apariţia apelor reziduale, cu caracteristici fizico-chimice, biologice şi

mecanice foarte diverse. De aceea Uniunea Europeană încurajează membrii UE

şi ţările învecinate să protejeze mediul ambiant de poluare şi utilizeze modalităţi

de epurare moderne şi eficiente a apelor reziduale, deoarece acest lucru este spre

beneficiul nostru comun6.

Conform Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii, un mediu lichid (apa

curgătoare, lac, mare, ape subterane etc. ), receptor al unor emisari poluanţi, este

considerat ca fiind poluat atunci când compoziţia apei este direct sau indirect

modificată de activităţi umane, astfel încât aceasta este mai greu de utilizat, în

diverse scopuri, decât în starea ei naturală7.

Scopul lucrării:

1. Studiul teoretic şi sistematizarea unor parametri ai apelor reziduale:

clasificarea, compoziţia chimică, purificarea şi efectele nocive asupra

mediului ambiant;

2

2. Determinarea unor indici chimici din componenţa apelor reziduale colectate

de la unii agenţi economici de pe teritoriul municipiului Chişinău.

Obiectivele:

1. Analiza şi sistematizarea datelor teoretice despre apele reziduale: compoziţia

chimică a apelor reziduale; clasificarea apelor reziduale; caracteristica apelor

reziduale; efectele negative ale apelor reziduale asupra mediului ambiant.

2. Metode de analiză ale apelor reziduale folosite la investigarea indicatorilor:

fizici; chimici; microbiologici.

3. Determinarea unor indici chimici ale apelor reziduale.

Concentraţia ionilor de hidrogen (pH);

Conţinutul de substanţe în suspensie;

Consumul chimic de oxigen (CCO-Cr);

Consumul biochimic de oxigen (CBO5);

Concentraţia amoniacului şi ionilor de amoniu;

Concentraţia fosfaţilor;

Conţinutul detergenţilor;

Conţinutul de grăsimi.

4. Analiza rezultatelor experimentale obţinute şi sistematizarea lor.

3

STUDIUL LITERATURII

Capitolul 1. Caracteristica apelor reziduale

1.1 Ape reziduale. Noţiuni.

Ape reziduale, ape de scurgere – ape impurificate, evacuate de pe

teritoriul localităţilor şi întreprinderilor prin reţeaua de canalizare8. O altă

noţiune a apei reziduale: Apele reziduale reprezintă reziduuri lichide provenite

din activitatea fiziologică şi social-economică a omului, care se dizolvă în apă

şi/sau sunt transportate de apă.

1.2 Clasificarea apelor reziduale.

Apele reziduale, după provenienţa lor, conţin gamă vastă de substanţe

chimice organice, anorganice sau complexe, numeroase microorganisme,

inclusiv agenţi patogeni ai bolilor intestinale, ouă viabile de helminţi, substanţe

toxice, poluanţi metalici ş.a. Conform regulilor de protecţie a apelor de suprafaţă

contra impurificării cu ape reziduale, înainte de a fi evacuate în bazinuri, apele

reziduale se epurează şi se dezinfectează, iar după aceasta pot fi folosite în

diferite ramuri ale industriei, precum şi la irigarea terenurilor agricole, deoarece

prezintă o sursă de îngrăşăminte de înaltă valoare.

Reziduurile lichide se pot clasifica în mai multe categorii, în funcţie de

provenienţa lor şi anume:

ape reziduale comunale sau ape reziduale fecaloid-menajere;

ape reziduale industriale;

ape reziduale meteorice (sau depuneri atmosferice 9).

4

1.3 Apele reziduale comunale.

Apele reziduale comunale (sau uzate menajere şi fecaloide) provin din

locuinţe, instituţii publice (spălătorii, spitale, şcoli, hoteluri, unităţi comerciale şi

alimentare), de la spălatul şi stropitul străzilor, de la stropitul spaţiilor verzi din

centrele populate şi agrozootehnice. Volumul acestor ape este variabil de la o

localitate la alta, de la un sezon la altul şi este în funcţie de consumul de apă

potabilă pe locuitor. Ritmul de producere este variabil în curs de 24 de ore, fiind

mai crescut dimineaţa şi seara şi mai redus în restul zilei şi în cursul nopţii.

Dintre elementele caracteristice apelor reziduale comunale, locul cel mai

important este ocupat de agenţii biologici (bacterii, virusuri, paraziţi) şi

substanţele organice solvite sau în suspensie, provenite atât din dejecţii cât şi din

reziduurile rezultate de la pregătirea alimentelor, salubrizarea locuinţelor.

Substanţele organice prezente în apele comunale sunt uşor biodegradabile,

consumând mari cantităţi de oxigen din apă. În apele comunale pot fi prezente

substanţe chimice cu potenţial toxic ca detergenţi şi pesticide utilizate în

gospodărie.

Ape reziduale

Comunale Industriale Meteorice

Provin:De la locatari;Instituţii publice;Spălatul străzilor;Irigarea spaţiilor verzi;Ape agrozootehnice.

Provin:Combinate de producere a uleiului; rafinării;Fabrici de piele;Fabrici de zahăr;Întreprinderi chimice şi uzine cu procese tehnologice specifice

Provin:Precipitaţii;Ape de şiroire

Schema 1. Clasificarea apelor reziduale.

5

Apele uzate comunale primesc şi apele de şiroire formate în urma

precipitaţiilor atmosferice şi sunt colectate şi transportate prin reţelele de

canalizare în vederea purificării. Evacuarea acestor ape direct în apele de

suprafaţă poate determina scăderea bruscă a oxigenului dizolvat al acestora, cu

consecinţe asupra dezvoltării florei acvatice, mergând până la degradarea totală

a apei primitoare.

Apele reziduale agrozootehnice provin din unităţi de creştere şi îngrijire a

animalelor. Acestea pot fi atribuite apelor uzate comunale. Volumul lor, ca şi

ritmul de producere sunt în funcţie de specia animală, numărul şi vârsta acestora

cât şi de procesul tehnologic de furajare şi întreţinere a salubrităţii. Compoziţia

chimică a apelor reziduale provenite din zootehnie este asemănătoare cu cea a

apelor comunale, dar sunt mult mai impurificate; astfel, consumul biochimic de

oxigen este de 5 ori mai mare, cantitatea de azot de 7 ori mai mare, iar cantitatea

totală de suspensii este de 10 ori mai crescută. În acelaşi timp, aceste ape conţin

un număr mare de germeni şi diferite substanţe chimice toxice utilizate în

creşterea animalelor (antibiotice, biostimulatori, pesticide).

1.4 Ape reziduale industriale.

Reziduurile lichide industriale provin ca urmare a folosirii apei în

diversele procese industriale, ca purtător de energie sau agent de răcire în

industria energetică sau pentru întreţinerea salubrităţii unităţilor industriale.

Volumul acestor ape este diferit de la o industrie la alta, de la o întreprindere la

alta, în funcţie de procesul tehnologic utilizat, totuşi fiind cele mai voluminoase.

Caracteristica esenţială a apelor uzate industriale o constituie varietatea

nelimitată de poluanţi şi nocivitatea lor deosebită. Astfel, unele conţin germeni

patogeni, precum cele din industria alimentară, altele, substanţe în suspensie, ca

cele provenite de la staţiile de flotaţie, iar cele mai multe, substanţe chimice

potenţial toxice. Numărul substanţelor chimice poluante este foarte mare, cele

mai frecvente fiind metalele grele, acizii minerali si organici, substanţele

azotate, coloranţii, fenolii, detergenţii, etc. Unele pot fi degradabile, dar cele mai

6

multe au o persistenţă îndelungată. Industriile cele mai poluante sunt: chimică,

metalurgică, minieră, industria constructoare de maşini, alimentară, industria de

pielărie, textilă, forestieră, etc.

După compoziţia lor chimică, apele reziduale industriale se pot grupa

astfel:

a) ape cu un conţinut ridicat de substanţe organice biodegradabile şi agenţi

patogeni provenite de la abatoare, industrii alimentare, unităţi de prelucrare a

pieilor, fabrici de ulei etc.;

b) ape care conţin cantităţi mari de suspensii rezultate de la fabricile de zahăr;

c) ape caracterizate de prezenţa unor substanţe cu densitate mai mică decât a

apei (grăsimi, uleiuri minerale, reziduuri petroliere) evacuate din întreprinderi

chimice specifice, rafinării, fabrici de ulei; prin deversare în apele de suprafaţă,

substanţele cu densitate mică împiedică difuzia oxigenului din aer;

d) ape rezultate din întreprinderi chimice cu procese tehnologice specifice, care

conţin compuşi chimici toxici, poluanţi metalici.

Evacuarea acestor ape în apele de suprafaţă impune o prealabilă purificare

prin metode adecvate. Pentru comune şi oraşe se presupune utilizarea unor staţii

de epurare10, 11.

1.5 Ape meteorice.

Apele meteorice, deşi nu rezultă din activitatea umană, pot fi considerate

reziduuri lichide sau ape reziduale datorită caracteristicilor lor şi importanţei

sanitare pe care o au. Aceste ape, iniţial, nu conţin poluanţi; traversând

atmosfera, se impurifică şi, odată ajunse pe sol, antrenează diferite impurităţi de

pe suprafaţă acestuia. O parte a acestor ape se infiltrează în sol, iar altă parte

formează apele de şiroire. Acestea pot ajunge direct în apele de suprafaţă

împreună cu impurităţile pe care le vehiculează. În zonele locuite, prevăzute cu

reţele de canalizare, apele de şiroire pătrund în sistemul de canalizare şi se

alătură apelor reziduale comunale. Volumul apelor meteorice este dependent de

volumul precipitaţiilor, dar şi de caracteristicile geomorfologice şi urbanistice

7

ale colectivităţii. Compoziţia apelor de şiroire cuprinde o mare cantitate de

suspensii, germeni microbieni antrenaţi de pe suprafaţă solului, substanţe

organice biodegradabile, dar şi unele substanţe cu toxicitate ridicată (pesticide,

reziduuri radioactive etc.).

1.6 Caracteristica apelor menajere şi industriale.

Apele menajere conţin impurităţi anorganice şi organice. Din compuşii

minerali sunt sărurile de amoniu, fosfaţi, cloruri, sulfaţi, iar indicele de pH

constituie 7,2 ÷ 7,8. impurităţile minerale şi organice din apă se află în stare

coloidală, de suspensie sau dizolvată, care la limpezirea apei cad în precipitat

cca. 80 ÷ 90 %. Substanţele organice se împart în două grupe: substanţe

organice fără azot, ele conţin C, H, O şi substanţe organice azotoase.

1) La prima grupă aparţin: hidraţi de carbon (glucoză, zaharoză,

polizaharide, celuloză, amidon) şi grăsimi. La fermentaţi glucozei se obţin

alcooli, aldehidă acetică, cetone, acid butiric, lactic, etc. grăsimile prezintă

esterii glicerinei cu acizii graşi saturaţi şi nesaturaţi. În apă sunt practic

insolubile, formând emulsii sau suspensii. Sub influenţa fermenţilor se

hidratează formând glicerină şi acizi graşi.

2) Substanţe organice ce conţin azot: proteine, aminoacizi, etc. formează

particule coloidale.

3) Substanţe tensioactive de la folosirea detergenţilor. Se află sub formă de

spumă ceea ce înrăutăţeşte procesul de purificare a apelor.

4) În ape conţin o gamă vagă de microorganisme (bacterii, viruşi). O parte

din bacterii descompun substanţele organice, altele prezintă bacterii

patogene periculoase mediului ambiant şi omului.

În dependenţă de compoziţia impurităţilor şi acţiunea lor în bazinele

acvatice se deosebesc:

8

1) Ape ce conţin substanţe anorganice cu proprietăţi nocive, toxice (acizi,

alcalii, săruri a poluanţilor metalici, sulfuri, compuşi ai arsenului, etc).

Acestei clase sunt atribuite apele industriei metalurgice, chimice. Aşa ape

schimbă pH-ul din bazinele acvatice, sunt agresive faţă de instalaţiile de

fier şi beton, sunt toxice faţă de flora şi fauna acvatică.

Ape reziduale conţin:

Substanţe organice Substanţe anorganice

Substanţe organice fără azot:

Grăsimi;Hidraţi de carbon: glucoză, zaharoză, celuloză, amidon.

La fermentare se obţin: alcooli, aldehide; cetone; acizi carboxilici; esteri, ca exemplu cel al glicerinei cu acizi graşi saturaţi şi nesaturaţi.

Substanţe organice azotoase:

Proteine, aminoacizi;Subsţanţe tensioactive (detergenţi)

Uşor formează emulsii şi suspensii

Substanţe cu proprietăţi nocive, toxice, radioactive:

Alcalii;Acizi minerali;Săruri.

Substanţe minerale netoxice:Nisip şi roci sterile.

Substanţe organice toxice:Fenoli; pesticide; produse petroliere

Poluanţii cei mai periculoşi sunt:Petrolul şi produse petroliere;Compuşi ai benzenului;Pesticidele;Sărurile unor elemente chimice: Hg, Pb, Cd, Ni, Sb, As, Se, Tl ş.a.Compuşi radioactivi ai U, Pu, Ra, Rn, Po, Tc, etc.

Schema 2. Caracteristica apelor menajere şi industriale (reziduale).

9

2) Ape ce conţin impurităţi minerale netoxice (nisip, particule de roci sterile)

– apele de la uzinele de ciment, de sticlă, flotaţia minereurilor. Aşa ape nu

au acţiune toxică, dar reduce gradul de transparenţă şi limpezire a apei.

3) Ape ce conţin substanţe organice netoxice – apele de la industriile

alimentare, se distrug uşor, însă au o oxidabilitate mare, micşorează

cantitatea de oxigen din bazinele acvatice, măreşte turbiditatea apei.

4) Ape ce conţin substanţe organice toxice (fenoli, eteri, produse petroliere)

provin de la industriile de sinteză organică, de fabricare a materialelor

plastice, fibrelor sintetice, prelucrarea produselor petroliere.

5) Ape ce conţin substanţe radioactive.

În categoria poluanţilor cei mai periculoşi sunt clasaţi petrolul şi

produsele petroliere, fenolii, pesticidele, substanţele tensioactive, îngrăşămintele

minerale, sărurile unor elemente chimice cum sunt Hg, Pb, Cd, As, Se, Sb, B, Al,

Ni, Co, Mn, Cu, Cr, Zn, Mo, Fe, Ba, Sr, U, F, etc.

1.7 Impactul negativ al apelor reziduale asupra mediului ambiant.

Prin conţinutul lor bogat în germeni microbieni (unii patogeni) şi

substanţe chimice cu structuri diverse, apele reziduale exercită efecte specifice

asupra elementelor mediului ambiant şi asupra omului. Acestea pot fi:

efecte toxicologice determinate de conţinutul apelor reziduale în substanţe

chimice toxice şi de prezenţa germenilor microbieni. Impurificarea

accidentală a apei destinate consumului uman cu ape reziduale poate avea

consecinţe severe asupra consumatorului, concretizate prin dezvoltarea

patologiei hidrice de natură chimică sau infecţioasă. Poluarea apei

influenţează în mare măsură salubritatea solului, calitatea vegetaţiei, deci

conţinutul în compuşi toxici al alimentelor de natură vegetală şi animală şi,

prin aceasta,starea de sănătate a populaţiei;

efecte epidemiologice legate de răspândirea în mediul înconjurător şi în mod

deosebit în apă şi pe sol a germenilor patogeni. Aceştia pot veni în contact

10

direct sau indirect cu organismul uman provocând îmbolnăviri care pot

îmbrăca forme epidemice, endemice sau sporadice;

efecte ecologice deoarece prezenţa cantităţilor mari de substanţe organice

necesită un consum crescut de oxigen din apă, iar scăderea acestuia are efecte

negative imediate asupra organismelor acvatice şi proceselor biologice la

care aceste organisme participă. În aceste condiţii apar fenomene de

fermentaţie şi e putrefacţie ale unor componente cu eliberare de gaze toxice

sau urât mirositoare. Mecanismele de autopurificare ale apei şi solului sunt

perturbate şi poluarea persistă, afectând toate elementele de mediu;

efecte economice datorită distrugerii florei şi faunei acvatice, mai ales a

peştilor, foarte sensibili la lipsa de oxigen şi la prezenţa unor substanţe toxice

în apă; apoi, are loc perturbarea procesului de prelucrare a apei pentru

consum uman şi imposibilitatea utilizării apei pentru scopul propus.

a) Substanţele organice de origine naturală (vegetală) consumă

oxigenul din apă atât pentru dezvoltare, cât şi după moarte. Lipsa oxigenului din

apă are ca efect oprirea proceselor aerobe printre care şi autoepurarea.

Fenolul este pentru peşti un toxic nervos. El imprimă gust şi miros

neplăcut cărnii peştilor.

Detergenţii se plasează la suprafaţa apei sub formă de spumă şi împiedică

autoepurarea apei şi folosirea ei pentru irigaţii.

Pesticidele pot constitui cauza unor boli grave (cancer), tulburări

neurologice, afecţiuni ale glandelor endocrine.

b) Substanţele anorganice. Sărurile anorganice pot provoca creşterea

durităţii, iar apele cu duritate mare produc depuneri şi micşorează capacitatea de

transfer a căldurii.

Clorurile, peste anumite limite, fac apa improprie pentru alimentare şi

pentru irigaţii.

Metalele grele au acţiune toxică asupra organismelor vii, inhibând în

acelaşi timp şi procesele de autoepurare. Intoxicaţia cu plumb – duce la

11

anemie, insomnie, iritabilitate, greaţă, gust metalic (absorbţia plumbului din

apă este mai mică decât a celui prezent în aer); intoxicaţia cu mercur – are ca

manifestări dureri de cap, ameţeli, insomnie, oboseala, tulburări de

memorie (absorbţia mercurului din apă este relativ mică). Mercurul se

acumulează în organism mai ales în rinichi şi ficat; intoxicaţia cu cadmiu – se

manifestă prin afecţiuni ale rinichilor, ficatului, cordului (absorbţia

cadmiului din apa este mică); intoxicaţia cu arsen – are ca efect asupra

organismului cefalee, ameţeli, oboseala, dureri abdominale, reacţii cutanate.

Arsenul reţinut de organism se concentrează în piele, ficat, rinichi, plămâni şi

splină.

Sărurile de azot si fosfor produc dezvoltarea rapidă a algelor la suprafaţa

apei.

c) Suspensiile. Atât suspensiile organice, cât si cele anorganice se

depun, formează bancuri care împiedica navigaţia, consumă oxigenul din apă.

Dacă substanţele în suspensie sunt numai de natură organică, ele conduc la

formarea de gaze rău mirositoare.

d) Produsele petroliere. Datorita nemiscibilităţii ţiţeiului cu apa, cea

mai mare parte a lui se ridică la suprafaţă şi formează o peliculă uleioasă

împiedecând difuzia şi accesul aerului atmosferic în mediu acvatic şi blocând

aproape total asimilaţia clorofiliană şi respiraţia organismelor. Produsele

petroliere dau apei gust şi miros neplăcut, se depun pe diferite instalaţii,

obturându-le, uneori chiar blocându-le, colmatează filtrele pentru tratarea

apei, sunt toxice pentru flora şi fauna acvatică, fac inutilizabilă apa pentru

alimentarea instalaţiilor de răcire, împiedică folosirea apei pentru irigaţii,

agrement etc.

e) Substanţele radioactive. Evacuarea apelor uzate radioactive, în

apele de suprafaţă şi subterane, prezintă pericole deosebite datorită acţiunii

radiaţiilor asupra organismelor vii. Radiaţiile pot acţiona din exteriorul sau din

interiorul organismului. Efectul biologic al radiaţiilor poate fi somatic

12

(asupra sistemului nervos central, gastrointestinal etc.) sau genetic (perturbări

ale codului genetic prin mutaţii).

f) Apele calde. Apele calde împiedică dezvoltarea normală a peştilor,

pentru că apa caldă stă deasupra, peştele se retrage la fund, zona în care nu se

produce dezvoltarea lui normală. O dată cu mărirea temperaturii, concentraţia

de oxigen devine mai mică şi viaţa organismelor este mai dificilă.

g) Microorganismele sunt puternic vătămătoare, producând

infectarea apei şi făcând-o inutilizabilă.

1.8 Indicatori de calitate ai apelor reziduale. Protecţia apelor.

Cunoscând efectele negative pe care apele reziduale le au asupra

organismului uman şi mediului Guvernul republicii Moldova a elaborat diverse

legi12 şi proiecte de legi ce reglementează soluţionarea poluării, decontaminării

şi neutralizării poluanţilor apelor reziduale13, precum şi a implementat diverse

programe de inovaţie susţinute de Uniunea Europeană14,15,16,17, Corporaţia

Financiară Internaţională (IFC)18 şi Organizaţia Naţiunilor Unite pentru Mediu

(UNEP) 19.

Deversarea efluenţilor reziduali este permisă numai dacă apele poluate au

fost aduse la o puritate care să nu modifice caracteristicile apei primitoare.

Pentru aceasta, reziduurile lichide sunt colectate în instalaţii de construcţie

adaptată la natura reziduurilor colectate. Apele reziduale comunale sunt

transportate prin reţeaua de canalizare şi se acumulează în bazine special

amenajate în staţia de epurare. Apele reziduale industriale care conţin compuşi

chimici de sinteză trebuie prelucrate specific (neutralizate, de nocivitate,

dezinfectate) pentru îndepărtarea substanţelor toxice sau germenilor patogeni

înainte de eliminarea în reţeaua de canalizare. Apele meteorice se colectează

prin sifoane de curte sau de stradă, de unde sunt conduse în reţeaua de

canalizare. Reţeaua de canalizare trebuie să îndeplinească anumite condiţii:

să prezinte capacitatea corespunzătoare volumului de apă rezultat;

13

să asigure evacuarea reziduurilor lichide în timp optim pentru a evita

procesele de descompunere (5-7 ore);

să aibă o bună etanşeitate pentru a evita poluarea aerului, solului, apelor

subterane şi a apei destinate consumului uman;

să fie amplasată corect (sub zona de îngheţ şi sub reţeaua de alimentare cu

apă potabilă).

Principali indicatori de calitate ai apelor uzate menajere evacuate în

reţelele de canalizare ale localităţilor sau staţiile de epurare sunt descrişi în

Hotărârea Guvernului Nr. 1141 din 10.10.2008, „Regulamentului privind

condiţiile de evacuare a apelor uzate urbane în receptori naturali” 20. O nouă

rezoluţie privitor la indicatorii de calitate ai apelor uzate este „Stabilirea ţintelor

şi indicatorilor-ţintă în corespundere cu protocolul privind Apa şi Sănătatea în

Republica Moldova” publicată de ONG “Eco-TIRAS”, Chişinău, iulie 201121.

Scopul principal al acestui document este de a proteja mediul de poluare

ca consecinţă a evacuării apelor uzate, stabilirea condiţiilor principale pentru

epurarea şi evacuarea apelor uzate în receptorii naturali, precum şi stabilirea

indicatorilor maxim admisibili de poluanţi în apele evacuate.

Cerinţele Hotărârii devin parte a procesului de stabilire a ţintelor, folosind

următorii parametri (tabela 1):

Tabela 1. Parametri ale unor caracteristici a apelor uzate.

Cerinţe către evacuarea din instalaţiile de epurare a apelor uzate urbane

Evacuări în receptorii naturali Zone sensibile

CBO5: 25 mg(О2)/l CCO: 125 mg(О2)/l SS: 35mg/l

Fosfor total:2 mg(P)/l (NP* 10 000 - 100 000),1 mg(P)/l (mai mult de100 000 NP)Azot total:15 mg(N)/l (NP 10 000 - 100 000)10 mg(N)/l (mai mult de 100 000 NP)

*NP – numărul de populaţie.

14

În baza acestui document, finanţat de către Agenţia Elveţiană pentru

Dezvoltare şi Cooperare (AEDC) cu susţinerea implementării în Republica

Moldova de către Comisia Economică pentru Europa a Organizaţiei Naţiunilor

Unite (CEE a ONU) la data de 26.10.2013 va intra în vigoare o nouă lege –

Legea Apelor22.

Pe teritoriul României documentul normativ ce se referă la calitatea

apelor uzate ce urmează să fie evacuate/descărcate în reţelele de canalizare ale

localităţilor este NTPA002 şi NTPA001. Normativele se referă şi la apele uzate

care se descarcă direct în staţiile de epurare. Acesta are ca scop stabilirea

condiţiilor în care se accepta evacuarea apelor uzate în receptorii menţionaţi mai

sus, astfel încât să se asigure protecţia şi funcţionarea normală a acestora,

precum şi protejarea mediului de efectele adverse ale evacuărilor de ape uzate23

(vezi tabelele A1 şi A2 din anexa A).

15

Capitolul 2. Metode de purificare, dezinfectare şi deversare ale apelor

reziduale

Apa reziduală colectată prin sistemul de canalizare poate fi deversată

numai dacă nu modifică categoria de puritate a apei primitoare şi dacă aceasta

are capacitatea optimă pentru înglobarea efluentului rezidual. În caz contrar, este

obligatorie purificarea (epurarea) prin metode specifice categoriei de apă

reziduală şi chiar unui anumit poluant. Purificarea cuprinde totalitatea metodelor

şi mijloacelor de reţinere şi îndepărtare din apele reziduale a poluanţilor şi

germenilor care depăşesc limitele admise pentru o anumită categorie de apă.

Purificarea se poate realiza prin metode fizice, chimice şi biologice24.

2.1 Purificarea apelor reziduale prin metode fizice.

Apele reziduale, în funcţie de provenienţa lor, pot conţine particule în

suspensie, materii organice şi minerale dizolvate, microorganisme. Metodele

fizice de purificare au drept scop îndepărtarea substanţelor organice sau

minerale aflate în suspensie, pentru a le aduce la gradul de puritate al apei în

care urmează să fie deversate. Instalaţiile utilizate pot fi decantoare pentru

particulele cu densitate mare şi flotoare pentru separarea substanţelor cu

densitate mai mică decât a apei. În prima etapă, apele reziduale sunt trecute prin

grătare cu ochiuri din ce în ce mai mici aşezate în serie; la acest nivel sunt

reţinute suspensiile cu dimensiuni mai mari decât ochiurile grătarelor. În

continuare, apa intră în instalaţii de sedimentare, constituite din decantoare de

diferite forme (orizontale,verticale), pe care apa le traversează lent pentru a

permite depunerea suspensiilor.

16

Decantoarele (bazine de sedimentare) pot fi:

decantoare orizontale, de formă dreptunghiulară, cu adâncime mai mare în

zona de intrare a apei. Viteza apei este de 5-15 mm/s, iar timpul de

traversare este de 1-2 ore. Eficienţa acestui tip de decantoare este de 60-

90 %. Sedimentele acumulate (nămolul) se îndepărtează prin pompare,

sunt uscate (conţin 97% apă) sau sunt utilizate pentru obţinerea metanului

prin biotransformare în nămoltancuri;

decantoare verticale – bazine circulare din beton, conice la partea

inferioară, în care apă circulă de jos în sus cu viteza mică. Nămolul se

depozitează la partea inferioară a bazinului de unde este periodic evacuat.

Timpul de menţinere a apei în bazin este de 1-2 ore;

decantoare etajate, numite şi bazine septice; acestea prezintă avantajul că

realizează o bună sedimentare, în paralel cu dezagregarea parţială a

nămolului. Apele reziduale sunt aduse în etajul superior care funcţionează

ca un decantor obişnuit, materiile în suspensie se acumulează în bazinul

inferior în care are loc şi descompunerea sub acţiunea unor

microorganisme anaerobe.

Bazinele sunt prevăzute cu sisteme de captare a gazelor rezultate din

procesele de fermentaţie. Aceste gaze, prin ardere, produc energie termică care

poate fi utilizată în diferite scopuri.

Flotoarele sunt instalaţii de separare a substanţelor cu densitate mai mică

(uleiuri, grăsimi, petrol). În cazul în care apele reziduale conţin şi particule de

dimensiuni mici, greu sedimentabile, se utilizează coagulanţi – substanţe care

favorizează sedimentarea, ca şi în cazul coagulării apei potabile (sulfat de

aluminiu, sulfat de fier). La apele care conţin cantităţi însemnate de grăsimi,

flotoarele se instalează imediat după sistemele de grătare,deoarece pătrunderea

grăsimilor în instalaţiile de sedimentare perturbă buna funcţionare a acestora.

Purificarea avansată a apelor reziduale se realizează prin filtrare mecanică,

filtrare granulară, microfiltrare sau ultrafiltrare. Filtrarea mecanică se realizează

17

cu ajutorul unor microsite cilindrice (35µm) care funcţionează gravitaţional şi

reţin în jur de 50 % din suspensii.

Filtrarea granulară utilizează filtre de nisip (1,35 mm); pentru a se evita

colmatarea se folosesc filtre prevăzute cu sisteme de spălare continuă.

Îmbunătăţirea randamentului de filtrare se obţine prin:

aplicarea unui pretratament chimic (coagulare-filtrare);

utilizarea unor materiale poroase (puzzolan = cenuşă vulcanică, argile) pe

care se dezvoltă o biomasă; apa reziduală supusă filtrării trebuie aerată

permanent. Avantajul aplicării filtrării granulare îl reprezintă reducerea

numărului de ouă de helminţi până la nivelul de 1ou/L (dezinfecţia nu este

eficientă pentru îndepărtarea ouălor de helminţi din apă).

Filtrarea prin membrane (este aplicată în aceleaşi condiţii ca şi la filtrarea

apei pentru consum uman) permite obţinerea unei ape de aceeaşi puritate cu cea

obţinută la purificarea apelor uzate prin bioreactoare cu membrană.

Alte metode fizice de purificare sunt coagularea, electrocoagularea,

flotaţia, extracţia, sorbţie, etc.

2.2 Purificarea apelor reziduale prin metode biologice.

Metodele fizice de purificare a apelor reziduale micşorează conţinutul

acestora în suspensii, dar în apă rămân cantităţi mari de agenţi biologici. Pentru

a putea fi deversată în apele de suprafaţă, în care să nu modifice semnificativ

indicatorii proprii categoriei din care face parte apa primitoare, trebuie să se

acţioneze pentru scăderea corespunzătoare a concentraţiilor substanţelor

poluante. Purificarea apelor reziduale prin metode biologice se bazează pe

biodegradarea substanţelor organice oxidabile prin procese care au fost

prezentate la autopurificarea apei. Metodele biologice pot fi: naturale şi

artificiale.

Metode biologice naturale. Aceste metode se bazează pe capacitatea de

autopurificare a solului şi a apei şi pot fi:

18

câmpuri de asanare – suprafeţe de teren care servesc numai pentru

purificarea apelor reziduale; terenul se împarte în parcele inundate

succesiv cu ape reziduale. Particulele de sol se îmbogăţesc cu

microorganisme care biodegradează substanţele organice;

câmpuri de irigare – suprafeţe de teren cu şanţuri în care sunt deversate

apele uzate. Se realizează atât purificarea apelor reziduale cât şi irigarea şi

fertilizarea terenurilor. Terenurile selectate drept câmpuri de irigare

trebuie să aibă proprietăţi absorbante optime, cu stratul de apă freatică la

adâncimi mari; apele reziduale deversate nu trebuie să conţină substanţe

toxice greu biodegradabile;

irigare subterană – apa reziduală este răspândită în sol la 30 cm adâncime;

prezintă avantajul că nu impurifică suprafaţă solului, dar este costisitoare;

lacuri biologice – amenajări artificiale în care se deversează apele

reziduale, în prealabil purificate prin metode fizice; au loc procese

biologice de autopurificare; se are în vedere să nu fie depăşită capacitatea

de autopurificare a apei care ar duce la apariţia proceselor anaerobe;

puţuri absorbante – puţuri de infiltraţie rotunde sau pătrate cu pereţii

betonaţi, cu adâncimea de 2-5 m şi cu partea inferioară liberă. Se

amenajează în soluri cu porozitate bună în care freaticul este la cel puţin 3

metri sub nivelul inferior al puţului. Pot funcţiona 6-10 ani; sunt

amplasate în partea declivă a terenului pentru a nu afecta apa fântânilor

care captează freaticul. Pentru a se evita colmatarea puţurilor de

infiltraţie, acestea se pot construi în serie. Sunt practicate în gospodăriile

rurale.

Metodele biologice artificiale. Metodele biologice naturale sunt relativ

puţin utilizate deoarece pot purifica cantităţi mici de ape uzate. De aceea, se

utilizează procedee artificiale prin care se reproduc, în instalaţii adecvate,

metodele de purificare naturale care au loc în sol şi în apă. Cele mai utilizate

sunt biofiltrarea, filtrele biologice (clasice) şi bazinele de nămol activat.

19

Biofiltrarea. Epurarea apelor reziduale prin biofiltrare este o tehnologie

biologică bazată pe dezvoltarea unei biomase aptă să degradeze poluanţii; în

paralel, are loc filtrarea apei şi separarea de nămolul rezidual. Toate operaţiile se

realizează în acelaşi reactor conţinând material filtrant. Biofiltrarea este eficientă

pentru îndepărtarea materiilor organice biodegradabile (compuşi conţinând

carbon şi azot, oxidabili cu permanganat de potasiu) din apele a căror conţinut în

materii în suspensie este mai scăzut de 100-120 mg/L. Pentru apele cu materii în

suspensie în cantităţi mai mari este necesară limpezirea prin coagulare-floculare-

decantare.

Purificarea apelor reziduale prin metoda nămolului activat. Metoda se

bazează pe reproducerea artificială a proceselor de autopurificare din apă şi se

aplică pentru purificarea apelor reziduale comunale în care peste 95 % din

poluanţi sunt materii biodegradabile.

Nămolul activat este o biocenoză de microorganisme oxidante

selecţionate, iar poluanţii din apă constituie substratul nutritiv al acestora.

Carbonul, prezent în toate moleculele biologice este cel mai uşor eliminat din

apă. Nămolul activat consumă carbonul organic ca substrat nutritiv în câteva ore

(carbonul este reţinut în proporţie de 90 %); o parte este transformat în dioxid de

carbon şi apă, iar restul permite dezvoltarea unor generaţii noi de

microorganisme. Procesul de oxidare al materiilor organice este puternic

consumator de oxigen şi, de aceea masa de nămol este aerată permanent.

Procesele metabolice ale microorganismelor din biomasă duc la creşterea

conţinutului în azot şi fosfor cu până la 30%. Pentru reducerea acestora este

necesară parcurgerea unor etape de purificare specifice.

Instalaţiile de purificare cu nămol activat sunt formate din bazine

prevăzute cu sisteme de introducere a aerului sub presiune. Apa uzată introdusă

în bazin este amestecată cu nămolul activat. Nămolul activat maturat se prezintă

sub formă de flocoane; prin aerare puternică (1-2 ore) se realizează amestecul

între apa uzată şi flocoanele de nămol activat, timp în care bacteriile realizează

20

biooxidarea. Când procesul este încheiat, nămolul sedimentează, iar apa

decantată este condusă în alte compartimente pentru eliminarea azotului şi

fosforului sau pentru dezinfecţie. La anumite intervale de timp, nămolul este

regenerat.

2.3 Purificarea apelor reziduale prin metode chimice.

Purificarea chimică constă în “neutralizarea” substanţelor chimice

conţinute în apele reziduale, mai ales în apele uzate industriale şi

“denocivizarea” apelor puternic toxice prin tratare cu reactivi specifici. Aceste

operaţii se aplică la ieşirea apelor reziduale din procesul tehnologic pentru a nu

perturba procesele biologice de purificare la care este supusă apa.

Neutralizarea apelor se realizează prin tratarea apei cu hidroxid de calciu

pentru apele acide şi cu un acid pentru apele alcaline.

Denocivizarea apelor se bazează pe transformarea substanţelor poluante

solubile şi foarte toxice în substanţe insolubile şi îndepărtarea lor ulterioară prin

metodele clasice.

Exemplu a: apele reziduale de la fabrici de fibre sintetice, care conţin acid

cianhidric sunt denocivizate prin tratare cu clor şi hidroxid de calciu conform

reacţiilor:

HCN + C12 + H2O → HOCN + 2HC1

2HOCN + Ca(OH)2 → Ca(OCN)2 + 2H2O

Cianatul de calciu, precipitat se depune în decantoare.

Exemplu b: apele reziduale ce conţin cantităţi înalte de poluanţi metalici se

purifică prin izolarea acestora sub formă de hidroxizi, săruri bazice, carbonaţi,

sulfuri25.

Cu2+ + 2OHˉ → Cu(OH)2↓ la pH= 8÷10;

Ni2+ + 2OHˉ → Ni(OH)2↓ la pH= 9,5;

Zn2+ + 2OHˉ → Zn(OH)2↓ la pH= 9÷9,2.

sau

2Cu2+ + CO32ˉ + 2OHˉ → [Cu(OH)]2CO3↓;

21

2Ni2+ + CO32ˉ + 2OHˉ → [Ni(OH)]2CO3↓;

3Zn2+ + 5CO32ˉ + 4OHˉ → Zn3(OH)4CO3↓ + 4HCO3ˉ;

Sr2+ + CO32ˉ → SrCO3↓;

Bariul poate fi izolat cu ioni de sulfat sub forma de sulfat de bariu

insolubil în apă:

Ba2+ + SO42ˉ → BaSO4↓.

Mercurul, zincul, cadmiul şi plumbul, ce se conţin în apele reziduale

industriale, pot fi izolaţi sub formă de sulfuri slab solubile în apă, care precipită:

Hg2+ + S2ˉ → HgS↓;

Zn2+ + S2ˉ → ZnS↓;

Cd2+ + S2ˉ → CdS↓;

Pb2+ + S2ˉ → PbS↓;

Apele ce conţin argint sunt tratate cu săruri ce conţin Clˉ sau Iˉ:

Ag+ + Iˉ = AgI↓.

Apele reziduale din industria vinului ce conţin fier(III) se tratează cu

hexacianoferat(II) de potasiu. Fierul în acest caz este izolat sub forma unui

precipitat de culoare albastră (albastru de Berlin), insolubil în acizi:

Fe3+ + [Fe(CN)6]4ˉ = Fe3[Fe(CN)6]4↓

În unele cazuri este suficientă trecerea poluantului nociv sau toxic în altă

stare de oxidare devenind inert sau nepoluant şi este posibilă izolarea sau

neutralizarea acestuia Apele industriale ce conţin Mn(VII) sau Cr(VI) sunt

tratate cu reducători. Unii reducători potriviţi acestui scop sunt sulfiţii de sodiu

sau potasiu şi sulfatul de fier(II).

Sulfiţi reduc ionii de permanganat; în dependenţă de mediul soluţiei

produsele reducerii permanganatului diferă. In mediu acid MnO4ˉ se reduce până

la Mn2+:

5SO32ˉ + 2MnO4ˉ + 6H+ = 5SO4

2ˉ + 2Mn2+ + 3H2O.

22

In mediu bazic sulfiţii reduce ionul MnO4ˉ până la MnO42ˉ. La încălzire

acesta precipită sub forma unui sediment care reprezintă MnO(OH)2. Ulterior

acesta trece în MnO2:

SO32ˉ + 2MnO4ˉ + 2OHˉ = 2MnO4

2ˉ + SO42ˉ + H2O.

Reducerea ionului permanganat în mediu neutru are loc până la

MnO(OH)2, care reprezintă un precipitat de culoare brună, iar reacţia se

desfăşoară conform ecuaţiei:

3SO32ˉ + 2MnO4ˉ + 3H2O = 2MnO(OH)2↓ + 3SO4

2ˉ + 2OHˉ.

MnO(OH)2↓ → MnO2↓ + H2O.

Epurarea apelor ce conţin Cr(VI) mai întâi reduce cromaţii sau dicromaţii

la Cr(III):

Cr2O72ˉ + 6Fe2+ + 7H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O.

Sulfatul de crom(III), ce rezultă din reacţia de mai sus, se tratează cu

hidroxid de sodiu şi în rezultat se formează hidroxid de crom(III) care se

izolează prin filtrare:

Cr2(SO4)3 + 6NaOH = 2Cr(OH)3↓ + 3Na2SO4.

Metoda schimbători de ioni se foloseşte la înlăturarea substanţelor

solubile atunci când concentraţia este foarte mică şi alte metode nu sunt efective.

Această metodă este des utilizată pentru înlăturarea urmelor de poluanţi

metalici:

RCl + [Cu(CN)2]ˉ ↔ R[Cu(CN)2] + Clˉ.

Unele ape ce conţin acizi sau baze, până la evacuarea lor în bazine se

neutralizează sau apele acide se amestecă cu ape bazice.

Metode chimice de eliminare a fosforului din apa reziduală. Reducerea

concentraţiei ionilor fosfat se bazează pe reacţia de precipitare a acestora cu

săruri de aluminiu, de fier sau cu hidroxid de calciu, conform reacţiilor:

Al3+ + PO43ˉ → AlPO4↓

Fe3+ + PO43ˉ → FePO4↓

3HPO42ˉ+ 5Ca2+ + 4OHˉ → Ca5(OH)(PO4)3↓ + 3H2O

23

Aceste reacţii permit, în prealabil, determinarea stoechiometrică a

cantităţii de reactiv necesară pentru precipitarea chimică. Trebuie să se ţină cont

de “reacţiile parazite” care duc la consumul reactivilor adăugaţi de alte

componente din apă; pentru a se asigura cantitatea de reactivi de precipitare

necesară, raportul molar aluminiu/fosfor de precipitat trebuie să fie de 1,5. În

practică, precipitarea chimică este realizată la nivelul bazinului de purificare

biologică, ca pre- sau co- precipitare; concentraţia finală de fosfat se reduce

până la 2 mg/L. Realizată ca post-precipitare, deci după purificarea biologică,

într-un proces complex de coagulare-floculare-decantare, operaţia asigură

scăderea concentraţiei în fosfor până la 1 mg/L. Precipitarea chimică a fosfaţilor

prezintă avantajul că poate fi aplicată independent de purificarea biologică; nu

este influenţată de variaţiile de temperatură. Dezavantajul metodei constă în

cantitatea mare de produs de precipitare (nămol) evaluată la 0,3 kg pentru

fiecare kg de Fe3+ (clorură ferică) adăugat. Purificarea prin sedimentare şi filtrare

nu se poate aplica eficient apelor reziduale cu un conţinut ridicat de detergenţi,

dintre care unii greu biodegradabili. Pentru îndepărtarea lor se provoacă o

spumare intensă prin barbotarea unui curent de aer. Spuma se colectează, dar

aceasta constituie un nou factor de impurificare a mediului, deoarece

îndepărtarea totală a acesteia este dificilă. Detergenţii pot fi reţinuţi pe cărbune

activ, hidroxid de fier sau hidroxid de aluminiu.

Eficienţa purificării apelor uzate poate fi mult îmbunătăţită prin asocierea

metodelor fizice cu cele chimice.

Decontaminarea radioactivă a apelor reziduale. Substanţele radioactive care

poluează apele nu se supun procesului de autopurificare. Transformările suferite

de substanţele radioactive sunt dependente de perioada de înjumătăţire, care

pentru majoritatea radionuclizilor evidenţiaţi în apă este lungă. Pe parcursul unui

râu poluat cu deşeuri radioactive concentraţia acestora se reduce prin diluare,

prin sedimentare o dată cu alţi poluanţi aflaţi în suspensie sau în urma absorbţiei

substanţelor radioactive de către organismele acvatice. Prin aceste procese nu se

24

reduce cantitatea de poluanţi radioactivi din apă, ci se realizează un transfer al

poluanţilor radioactivi din apă în alt element de mediu. Randamentul

decontaminării radioactive a apei creşte prin filtrarea apei prin gips sau prin

bentonită, urmată de fluorizarea apei.

2.4 Dezinfectarea apelor reziduale.

Purificarea apelor reziduale prin metodele fizice, biologice şi chimice

prezentată anterior, micşorează numărul de germeni microbieni patogeni, dar

îndepărtarea totală a acestora se face numai printr-un proces de dezinfecţie. În

mod obişnuit, dezinfecţia apelor reziduale se realizează cu clor gazos, după

aceleaşi tehnici ca şi în cazul apei potabile. Doza de clor folosită depinde de

eficienţa proceselor de purificare la care apa a fost supusă anterior dezinfecţiei.

Astfel, apa nepurificată necesită 20-30 mg Cl2/dm3, după purificarea prin metode

fizice se adaugă 15-20 mg Cl2/dm3, după purificarea biologică 10-15 mg Cl2/dm3

, iar în cazul purificării prin nămol activat numai 1-5 mg/dm3. Timpul de contact

al clorului cu apa trebuie să fie de minimum 30 de minute.

Aprecierea eficienţei procesului de dezinfecţie se realizează prin controlul

clorului rezidual liber, a cărui concentraţie este limitată la valoarea de 0,5

mg/dm3. Concentraţia este limitată datorită efectului toxic exercitat de clor

asupra organismelor biologice din bazinul receptor.

În scopul protecţiei apei receptoare, prevederile igienico-sanitare impun

ca valoarea clorului rezidual să fie astfel stabilită, încât să nu mai fie prezent în

apa receptorului după 5 minute de la amestecul apei acestuia cu efluentul

rezidual. Dezinfecţia apelor reziduale este obligatorie mai ales pentru apele

provenite din spitale, laboratoare de microbiologie etc. Aceste ape trebuie

dezinfectate înainte de colectarea lor în reţeaua de canalizare a localităţii,dacă

unităţile care le produc nu au staţii de tratare proprii.

25

2.5 Deversarea efluenţilor reziduali.

Îndepărtarea efluenţilor reziduali după dezinfecţie se face aproape

întotdeauna în apele de suprafaţă. Condiţia principală pentru deversarea

efluenţilor reziduali în apele receptoare este protejarea capacităţii de

autopurificare a receptorului. Este necesar ca înainte de deversare, să se

cunoască foarte exact caracteristicile efluentului rezidual şi ale apei primitoare

pentru a se aprecia măsura în care deversarea este compatibilă cu păstrarea

caracteristicilor cerute receptorului. Pentru efluentul rezidual trebuie cunoscute:

volumul total pe 24 de ore, ritmul de eliminare, caracteristicile fizico-chimice:

pH, suspensii, substanţe oxidabile, consum biochimic de oxigen, gradul de

stabilitate chimică a apelor uzate. Pentru bazinul receptor trebuie cunoscute:

debitul şi viteza de curgere a apei şi utilizarea (folosinţa) apei receptoare după ce

a primit efluentul rezidual.

26

PARTEA EXPERIMENTALĂ

Capitolul 3. Determinarea unor indici din componenţa apelor reziduale.

Metode de analiză a apelor reziduale de pe teritoriul

municipiului Chişinău.

Gradul de impurificare a apelor reziduale se determină în baza

determinării analitice ce include: indicatori fizici, chimici şi microbiologici26, 27, 28. Indicii – temperatura, culoarea, miros, turbiditatea sau gradul de limpezire –

reprezintă indicii fizici. Alţii – masa substanţelor sedimentate, masa reziduului

total, concentraţia de ioni de hidrogen (pH), azot total (NH4+, NO2ˉ, NO3ˉ),

sulfuri şi hidrogen sulfurat, oxidabilitatea, consumul biologic de oxigen (CBO5),

consumul chimic de oxigen (CCO)29, oxigenul dizolvat, deficit de oxigen,

cloruri, Clor liber, PO43ˉ, acizi volatili, grăsimi şi uleiuri (produse petroliere)30,

gaze, Fˉ, Fe total, Cu2+, Crom total, Ni2+, Pb2+, Cd2+, Hg2+, Se total, As total, Zn2+

şi alţi indicatori după necesitate 31, 32, 33, 34, 35, 36.

3.1 Determinarea unor indicatori fizici ale apelor reziduale.

Temperatura apelor uzate orăşeneşti este de obicei cu 2-3 °C mai ridicată

ca a apelor de alimentare.

Culoarea apelor uzate proaspete este cenuşiu deschis, însă prin

fermentarea materiilor organice din apă, culoarea apelor uzate devine mai

închisă. Culoarea naturală a apei este dată de acizii humici, lignina, tanin,

compuşi flavonici şi unele săruri minerale dizolvate. O apă colorată intens indică

o poluare cu substanţe toxice. Determinarea culorii se poate face calitativ şi

cantitativ.

27

Mirosul apelor uzate proaspete este aproape inexistent. Apele în curs de

fermentare au miros mai mult sau mai puţin pronunţat de ouă clocite, în funcţie

de stadiul de fermentare în care se găsesc. Se măsoară în grade.

Turbiditatea apelor uzate indică numai în linii mari conţinutul de materii

în suspensie37. Se măsoară în grade sau unităţi de turbiditate de formazină.

3.2 Determinarea unor indicatori chimici ale apelor reziduale.

Pentru evaluarea gradului de uzare, 5 probe de apă uzată au fost analizate

cu metodele descrise mai jos.

3.2.1 Determinarea pH-ului

Concentraţia de ioni de hidrogen (pH) este un indicator al mersului

epurării; de el depinde activitatea microorganismelor, precipitaţiile chimice, etc.

Valoarea pH trebuie să fie în jur de 7.

Pentru efectuarea determinărilor conţinutului de ioni de hidrogen sunt

necesari următorii reactivi, materiale şi echipamente:

Reactivi necesari: Veselă şi aparate necesare:KCl;Soluţie etalon HCl;Soluţie etalon Na2B4O7;Apă distilată

pH-metru cu electrozi Ag/AgCl şi de referinţă;Cilindru 100ml;Pahar 50 ml

Înainte de a începe măsurările se umple electrodul Ag/AgCl cu soluţie

saturată de KCl, apoi se urmăreşte ca pH-metrul să fie calibrat după soluţia

etalon HCl şi Na2B4O7.

Într-un păhar se trece cca. 30 ml apă de analizat şi introduc electrozii pH-

metrului. După 3 minute se citesc indicaţiile de la monitorul pH-metrului. Se

notează valorile citite. Ca rezultat final se consideră media a cel puţin 2 analize

paralele.

Rezultatele obţinute sunt indicate în tabela 2.

28

3.2.2 Substanţe în suspensie

Substanţe în suspensie reprezintă materiile solide în suspensie şi se

reprezentă în mg/l.Pentru efectuarea determinărilor conţinutului de substanţe în suspensie sunt necesari

următorii reactivi, materiale şi echipamente:

Reactivi necesari: Veselă şi aparate necesare:Hârtie de filtru cu bandă roşie;Apă distilată

Cilindru 100ml;Pâlnie d= 7÷15 cm;Fiolă de cântărire

Pregătirea filtrelor

Filtrele ce reprezintă hârtia de filtru cu bandă roşie se usucă în dulapul de

uscare la 105 °C până la masă constantă. Se cântăreşte şi se notează masa

filtrului m1 în grame.

Modul de analiză

După prelevare, proba se agită intens şi rapid, pentru a evita sedimentarea

suspensiilor, se măsoară un volum de probă de analizat, cca 500÷1000 ml. Se

notează volumul Vi.

Volumul de probă de analizat se filtrează prin filtrul cântărit.

După finisarea filtrării, se spală cu puţină apă distilată şi se usucă până la

masă constantă la 105 °C. Se cântăreşte şi se notează masa filtrului cu suspensii

m2 în grame.

Conţinutul de substanţe în suspensie se reprezintă în mg/l şi se determină

după următoarea formulă de calcul:

Diferenţa m2-m1 reprezintă masa în grame ale substanţelor în suspensie,

iar Vi volumul probei de analizat în ml. 106 = 1000 (coeficientul de trecere de la

grame la miligrame) · 1000 (coeficientul de trecere de la mililitri la litri).

Rezultatele obţinute sunt indicate în tabela 2.

29

3.2.3 Consum chimic de oxigen (CCO-Cr)

Principiul metodei: substanţele oxidabile din apă sunt oxidate de bicromat

de potasiu în mediu de acid sulfuric, la cald, iar excesul de bicromat este titrat cu

sare Mohr în prezenţa acidului fenilantranilic ca indicator.

Pentru efectuarea determinărilor sunt necesare următoarele:

Reactivii: Veselă necesară:Soluţie etalon de bicromat de potasiu C1= 0,1 N sau fixanal;Soluţie etalon de sarea lui Mohr (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O (sulfat de fier(II) şi amoniu hexahidrat) C2= 0,1 N sau fixanal;Acid sulfuric ρ=1,84 g/ml (calificativul pup pentru analiză);Acid fosforic ρ=1,20 g/ml (calificativul pup pentru analiză);Acid fenilantranilic;Ag2SO4, sulfat de argint cristalizat (calificativul pup pentru analiză);Silicagel sferoform;Apă distilată.

Cântar analitic;Pâlnie d=15 cm – 2 bucăţi;Balon cotat, 1000 ml – 2 bucăţi; 100 ml – 1 bucată;Pipetă cotată 25 ml – 2 bucăţi; 20 ml – 2 bucăţi;Balon Erlenmayer, 250 ml – 5 bucăţi;Refrigerent cu refluxCilindru 100 ml – 2 bucăţi;Cleştar;Placă de ceramică;Spatulă;Baghetă – 2 bucăţi;Picurătoare – 2 bucăţi;Pisetă.

Prepararea soluţiilor:

Soluţie indicator (acid fenilantranilic)

0,10 g de acid antranilic se dizolvă în 100 ml de acid sulfuric concentrat.

Soluţia etalon de bicromat de potasiu, C1= 0,1 N

Conţinutul fixanalului se trece cantitativ într-un balon cotat de 1000 ml şi

dizolvă în câţiva ml apă distilată, se adaugă 20 ml H2SO4 concentrat, se răceşte

şi se completează apoi până la semn cu apă distilată.

Soluţia etalon de sarea lui Mohr, C2= 0,1 N

Conţinutul fixanalului se trece cantitativ într-un balon cotat de 1000 ml şi

dizolvă în câţiva ml apă distilată, se adaugă 20 ml H2SO4 concentrat, se răceşte

şi se completează apoi până la semn cu apă distilată.

Această soluţie se standardizează faţă de soluţia de bicromat de potasiu

astfel: 25 ml soluţie de bicromat 0,1 N se introduc într-un balon Erlenmayer de

250 ml, se adaugă 20 ml H2SO4 concentrat, se lasă să se răcească şi se diluează

30

de cca 3 ori cu apă. Se titrează cu soluţie de sare Mohr în prezenţa a 5÷6 picături

de soluţie de acid antranilic, virajul se obţine de la cafeniu la verde, trecând prin

nuanţa de violet.

,

unde C1 – concentraţia normală de K2Cr2O7, adică 0,1 N; V1 – volumul de

soluţie de K2Cr2O7, 25 ml; V2 – volumul de soluţie de sare Mohr, consumat la

titrarea soluţiei de K2Cr2O7.

Modul de analiză

Cu pipetă cotată se ia 20 ml de probă (dar în dependenţă de mărimea CCO

aşteptată volumul probei poate fi 10,00, 20,00 sau 50,00 ml) se introduc într-un

balon Erlenmayer de 250 ml peste care se adaugă 25 ml bicromat de potasiu 0,1

N şi 75 ml H2SO4 concentrat. Se adaugă cu grijă 2 bucăţi de silicagel sferoform,

5÷6 picături de acid ortofosforic şi 1 g Ag2SO4 cristale. Se ataşează balonul la

refrigerentul cu reflux şi se fierbe timp de 2 ore. Se răceşte balonul, se diluează

cantitatea de cca 3 ori cu apă distilată şi se titrează excesul de bicromat de

potasiu cu soluţie de sare Mohr în prezenţa a 5-6 picături soluţie de acid

antranilic. Paralel cu proba se face o probă martor care se prelucrează în aceleaşi

condiţii folosind apă distilată.

Mărimea CCO se reprezintă în mg(O)/l şi se determină după următoarea

formulă de calcul:

,

unde

a – volumul de soluţie de sare Mohr folosiţi pentru titrarea probei martor, în ml;

b – volumul de soluţie de sare Mohr folosiţi pentru titrarea probei, în ml;

kCl – corecţia pentru cloruri se calculează (conţinutul în mg/l de cloruri ×0,23);

Vprob – volumul de apă analizată, în ml.

31

Observaţii: se introduce în formulă corecţia pentru clor numai în cazul

când nu s-a adăugat sulfat de argint în proba de apă, care are rolul de a îndepărta

clorurile care interferă la determinare.

Ca rezultat final se consideră media a cel puţin 2 analize paralele.

Rezultatele obţinute sunt indicate în tabela 2.

3.2.4 Determinarea consumului biochimic de oxigen din apă (CBO5)

Principiul metodei: se determină oxigenul consumat timp de 5 zile de

către microorganismele din apă prin diferenţa dintre cantitatea de oxigen

dizolvat găsită în proba de apă imediat şi după 5 zile de la recoltare.

Pentru efectuarea determinărilor sunt necesare următoarele:

Reactivii: Veselă necesară:Soluţie de sulfat de mangan(II) ω(MnSO4)=50 % (sau MnSO4·5H2O), sau soluţie de clorură de mangan(II) (sau MnCl2·6 H2O);Iodură de potasiu, KI;Hidroxid de sodiu, NaOH;Soluţie etalon de tiosulfat de sodiu C1= 0,1 N sau fixanal;Soluţie tampon fosfat (pH=7,2);Soluţie CaCl2, ω(CaCl2)=2,75 %;Soluţie FeCl3, ω(FeCl3)=0,025 %;Soluţie de aliltiouree, ω=0,05 %;Amidon;Acid sulfuric (ρ=1,84 g/ml);Acid salicilic;Cloroform;Apă distilată.

Balanţă analitică;Termostat, 20 °CBalon cotat, 1000 ml – 5 bucăţi; 100 ml – 1 bucată;Compresor de aer;Vas de sticlă 20 litri sau barbotor – 1 bucăţi;Pipetă cotată 1 ml – 3 bucăţi; 20 ml – 2 bucăţi;Pipetă gradată 0,5 (1) ml cu gradaţie ≤0,05 ml;Cilindru 100 ml – 1 bucată; 500 ml – 1 bucată;Pahar 200 ml – 1 bucată;Mojar cu pistil;Baghetă;Spatulă;Pisetă;Sifon;Sticle Wincker – după necesitate.

Oxigenul dizolvat în apă oxidează hidroxidul mangan(II) la hidroxid

mangan(III), care în mediul acid reduce iodul din iodura de potasiu în cantitate

echivalentă cu oxigenul dizolvat în apă şi care se titrează cu tiosulfat de sodiu.

MnSO4 + 2NaOH → Mn(OH)2 + Na2SO4;

Mn(OH)2 + 1/2O2 → H2MnO3;

H2MnO3 + Mn(OH)2 → MnMnO3 + 2H2O;

MnMnO3 + 3H2SO4 → Mn2(SO4)3 + 3H2O;

32

2Mn2(SO4)3 + 4KI → 4MnSO4 + 2K2SO4 +2 I2;

2I2 + 4Na2S2O3 → 2Na2S4O6 + 4NaI

Determinarea CBO5 se face pe proba de apă diluată şi nediluată.

Prepararea soluţiilor:

Apă de diluţie

Apa de diluţie se pregăteşte din apă distilată saturată cu oxigen la t=20 °C.

1 litru de această apă mai conţine încă 1 ml de soluţie tampon fosfat, 1 ml

soluţie de clorură de calciu, 1 ml soluţie de clorură de fier(III) şi 0,1 ml

aliltiouree. Se pregăteşte în ziua efectuării încercărilor.

Soluţie alcalină de iodură de potasiu

30 g NaOH şi 15 g KI se dizolvă în câţiva ml de apă într-un balon cotat de

100 ml, apoi se aduce la cotă cu apă distilată.

Soluţia de amidon ω=0,5 %

Într-un mojar se adaugă 0,5 g amidon şi se pisează bine cu circa 2 ml apă,

apoi suspensia pregătită se dizolvă prin fierbere timp de 2÷3 minute în 100 ml

apă. După răcire se adaugă circa 0,12 g acid salicilic. Soluţia astfel pregătită

poate fi păstrată la temperatura camerei timp de 1 lună.

Acid sulfuric (1:3)

La 3 părţi (după volum) de apă distilată se adaugă atent, cu porţii mici, 1

parte de acid sulfuric concentrat. Se agită şi se răceşte la temperatura camerei.

Pregătirea soluţiei Na2S2O3 CN=0,1 şi 0,025 moli·echiv/l

Soluţia de tiosulfat de sodiu cu concentraţia normală 0,1 N se prepară din

fixanal de Na2S2O3 cu apa distilată proaspăt fiartă şi răcită, apoi se conservă cu 5

ml cloroform pentru 1 litru soluţie sau 1 g NaOH sau 0,2 g Na2CO3 şi se lasă

pentru 14 zile la întuneric. După trecerea acestui timp, soluţiei îi poate fi

determinată concentraţia normală. Factorul soluţiei se face faţă de o soluţie de

bicromat de potasiu 0,1 N.

Soluţia de tiosulfat de sodiu 0,025 N (N/40) se prepară din soluţia de

tiosulfat 0,1 N prin diluare.

33

Modul de lucru

Determinarea pe proba de apă nediluată

În două sticle cu volum cunoscut se recoltează apa de analizat. Apa se

recoltează în sticle separate şi cu multă grijă ca să nu se aereze în timpul

manipulărilor. Într-una din sticle se fixează oxigenul, iar cea de-a doua se

păstrează la întuneric la temperatura de cca 20 °C timp de 5 zile.

Sticla se umple complet apoi se pune dopul. Imediat se introduc cu atenţie

2 ml soluţie de sulfat sau clorură de mangan(II) şi 2 ml soluţie alcalină de iodură

de potasiu. Se pune dopul şi se agită conţinutul flaconului. În prezenţa

oxigenului se formează un precipitat brun-roşcat, iar în absenţa acestuia

precipitatul rămâne alb. După depunerea completă a precipitatului se elimină cu

atenţie 10 ml din lichidul supernatant şi se adaugă 5 ml H2SO4 (1:3).

În sticla în care s-a fixat oxigenul se pune dopul şi se amestecă bine până

ce precipitatul se dizolvă complet. Se transvazează conţinutul cantitativ într-un

flacon Erlenmayer şi se titrează cu o soluţie de tiosulfat 0,025N până la

obţinerea coloraţiei galbenă apoi se adaugă 1 ml amidon, când se obţine o

coloraţie albastră. Se continuă titrarea până la decolorarea completă a culorii

albastre a amidonului.

Calcul:

, unde

V – volumul de soluţie de tiosulfat de sodiu folosiţi la titrare, în ml;

f – factorul soluţiei de tiosulfat de sodiu 0,025 N;

0,2 – echivalentul în mg O2 a unui ml de soluţie de tiosulfat 0,025 N;

V1 – volumul de apă de analizat recoltată, în ml;

4 – cantitatea de reactivi introdusă pentru fixarea oxigenului, în ml.

După 5 zile se determină oxigenul dizolvat în cea de a doua sticlă în

aceleaşi condiţii ca şi pentru prima sticlă.

, unde

A – cantitatea în mg oxigen /l existent în proba de apă în momentul recoltării;

34

B – cantitatea de oxigen în mg/l găsit în proba de apă după 5 zile.

Determinarea pe proba de apă diluată

Într-un balon cotat de 1000 ml se introduce apa de diluţie, aproximativ 3/4

din balon apoi se adaugă apa de analizat în cantitate anumită şi se completează

la semn cu apa de diluţie. Se omogenizează uşor şi cu ajutorul unui sifon se

umplu 2 sticle Wincker cu volum cunoscut. Într-una din sticle se determină

1 http://ro.wikipedia.org/wiki/Ap%C4%83 (accesat la 10.12.2012).2 http://ro.wikipedia.org/wiki/Ap%C4%83_potabil%C4%83 (accesat la 10.12.2012).3 Newman, P.J., Classification of surface water quality management, Heinemen Professional Publishing, Oxford, 1988, 208 p.4 http://www.upg-ploiesti.ro/fisiere/1669/apa_poluare_depoluare.pdf (accesat la 10.12.2012).5 http://lex.justice.md/index.php?action=view&view=doc&lang=1&id=325013 (accesat la 10.12.2012).6 http://ec.europa.eu/environment/water/water-urbanwaste/info/pdf/waste_water_ro.pdf (accesat la 10.12.2012).7 http://www.vitan.ro/pdf/Cap.1.pdf (accesat la 11.12.2012).8 http://ro.scribd.com/doc/83069491/17/Clasificarea-apelor-reziduale (accesat la 01.12.2012).9 Eugenia Melentiev, Tidel Şonţovoi. Hidrochimie (curs de prelegeri). Chişinău, Centrul editorial-poligrafic al UST, 2004, p. 60.10 http://www.viitorul.org/doc.php?l=ro&idc=306&id=747&t=/STUDII-IDIS/Administrare-publica/Politici-Publice-Studiu-privind-managementul-intreprinderilor-municipale-pentru-alimentare-cu-apa-si-canalizare/ (accesat la 01.12.2012).11 http://ies.gov.md/file/publicati/Revista%20Apelor/RevistaApelor_9.pdf (pagina 10, accesat la 01.12.2012).12 Codul apelor al Republicii Moldova, Nr. 1532 din 22.06.1993. Publicat 01.10.1993 în Monitorul Parlamentului Nr. 10, art. Nr. 287.13 http://lex.justice.md/index.php?action=view&view=doc&lang=1&id=345641 (accesat la 02.12.2012).14 http://eeas.europa.eu/delegations/moldova/press_corner/all_news/news/2010/20100112_01_mo.htm (accesat la 02.12.2012).15 http://www.chisinau.md/doc.php?l=ro&idc=585&id=2956 (accesat la 02.12.2012).16 http://www.chisinau.md/libview.php?l=ro&idc=403&id=4050 (accesat la 02.12.2012).17 http://www.chisinau.md/doc.php?l=ro&idc=585&id=2957 (accesat la 02.12.2012).18 http://www.chisinau.md/doc.php?l=ro&idc=585&id=3516 (accesat la 02.12.2012).19 http://www.cnsp.md/down/info1291935746ro.pdf (accesat la 02.12.2012).20 Hotărârea Guvernului Nr. 1141 din 10.10.2008, Regulamentului privind condiţiile de evacuare a apelor uzate urbane în receptori naturali. Publicat: 21.10.2008, Monitorul Oficial, Nr. 189, art. Nr. 1163.21 http://www.cnsp.md/down/info1317740293ro.pdf (accesat la 12.12.2012).22 Legea apelor, Nr. 272 din 23.12.2011. Publicat la 26.04.2012, Monitorul Oficial Nr. 81, art. Nr. : 264. Data intrării în vigoare : 26.10.2013. http://lex.justice.md/index.php?action=view&view=doc&lang=1&id=342978 (accesat la 12.12.2012).23 a) http://www.aquamundus.ro/pdf/NTPA-002%2028.02.2002.pdf. b) http://www.foserv.ro/limite_ape_uzate.html (accesate la 12.12.2012).24 http://www.scribd.com/doc/83069491/17/Clasificarea-apelor-reziduale (accesat la 03.12.2012).25 http://www.stireal.edu.md/chimie/candidat/anioni_1.pdf (accesat la 12.12.2012).26 http://dsd.utcb.ro/teze/Ciutac%20Cristian%20-%20Rezumat.pdf (accesat la 14.12.2012).27 ГОСТ 27065-86. Качество вод. Термины и определения. http://vsegost.com/Catalog/38/38949.shtml (accesat la 14.12.2012).28 http://www.biotehnologia.ro/documente/ian2012/Metodologia_cercetarii_sanitare_a_apei.pdf (accesat la 14.12.2012).29 ГОСТ Р 52708-2007. Вода. Метод определения химического потребления кислорода. http://vsegost.com/Catalog/66/663.shtml (accesat la 14.12.2012).30 ГОСТ Р 52406-2005. Вода. Определение нефтепродуктов методом газовой хроматографии. http://vsegost.com/Catalog/53/534.shtml (accesat la 14.12.2012).31 ГОСТ Р 52963-2008. Вода. Методы определения щелочности и массовой концентрации карбонатов и гидрокарбонатов. http://vsegost.com/Catalog/47/47699.shtml (accesat la 14.12.2012).32 ГОСТ Р 52991-2008. Вода. Методы определения содержания общего и растворенного органического углерода. http://vsegost.com/Catalog/47/47702.shtml (accesat la 14.12.2012).

35

oxigenul dizolvat, imediat (vezi determinarea oxigenului dizolvat), iar cea de-a

doua sticlă se pune la incubat timp de 5 zile, la întuneric şi 20 °C, după care se

determină oxigenul dizolvat.

Paralel cu probele se determină CBO5 pentru apa de diluţie în aceleaşi

condiţii ca şi proba. Apa de diluţie (proba „0”) nu trebuie să aibă un consum

propriu de oxigen mai mare de 0,2 mg/l.

Calcul:

, unde

A – cantitatea de oxigen dizolvat în mg/l determinată în apa de analizat diluată

imediat după efectuarea diluţiei;

B – cantitatea de oxigen dizolvat în mg/l determinată în apa de analizat diluată,

după 5 zile;

a – cantitatea de oxigen dizolvat în mg/l din apa de diluţie, determinat imediat

după efectuarea diluţiei;

b – cantitatea de oxigen dizolvat în mg/l din apa de diluţie, după 5 zile;

Vprob – volumul probei de analizat ce se conţine într-un litru de probă după

procedura de diluţie, dacă e necesară.

Observaţii: Ca apă de diluţie se poate folosi apa de la robinet declorinată sau apa

bazinului receptor. Apa de diluţie înainte de a se folosi trebuie saturată cu

oxigen prin aerare timp de 24 de ore într-un barbotor unit la un compresor.

Rezultatele obţinute sunt indicate în tabela 2.Tabela 2. Rezultatele indicatorilor pH, substanţe în suspensie, CCO-Cr şi CBO5 pentru

probele încercate.

Nr. Indicatori

33 ГОСТ Р 52962-2008. Вода. Методы определения содержания хрома (VI) и общего хрома. http://vsegost.com/Catalog/47/47613.shtml (accesat la 14.12.2012).34 ГОСТ Р 54276-2010. Вода. Методы определения меди. http://vsegost.com/Catalog/51/51035.shtml (accesat la 14.12.2012).35 ГОСТ Р 53887-2010. Вода. Методы определения содержания катионов (аммония, бария, калия, кальция, лития, магния, натрия, стронция) с использованием капиллярного электрофореза. http://vsegost.com/Catalog/50/50425.shtml (accesat la 14.12.2012).36 ГОСТ Р 51309-99. Вода питьевая. Определение содержания элементов методами атомной спектрометрии. http://vsegost.com/Catalog/31/3161.shtml (accesat la 14.12.2012).37 http://dexonline.ro/definitie/turbidimetrie (accesat la 14.12.2012).

36

pH Substanţe în suspensie, mg/l

Consum chimic de oxigen, mg(O)/l

Consum biochimic de oxigen, mg(O)/l

1. 8,25 250 250 1352. 8,53 330 720 3003. 8,07 1170 1150 6404. 8,58 156 740 3505. 8,50 350 820 300CMA 6,5÷8,5 350 500 300

3.2.5 Determinarea conţinutului de amoniac38 şi ionilor de amoniu

Pentru efectuarea determinărilor conţinutului de amoniac sunt necesari

următorii reactivi, materiale şi echipamente:

Reactivii39 necesari: Echipamente şi veselă necesară:Standard de amoniu 1000 mg/l;Tartrat de sodiu şi potasiu tetrahidrat C4H4KNaO6·4H4O;KAl(SO4)2·12H2O;Soluţie de NH3 ω=25 %;Soluţie Na2SO3 CN=0,01 N;Reactivul Nessler;Apă deionizată (sau distilată).

Păhar la 2 l;Agitator magnetic cu încălzire;Termometru 0÷100 °C cu pasul gradaţiei de 1 °C;Fotocolorimetru (λ=400÷425 nm);Cuve l=10, 20 şi/sau 50 mm;Balon cotat la 50, 100 şi 1000 ml – după necesitate;Pipete cotate la 5, 10, 25 şi 50 ml – după necesitate;Microbiuretă la 5 ml cu pasul gradaţiei 0,01 ml (sau cel puţin 0,1 ml);Pipete gradate cu pas de 0,01÷0,1 ml la 1, 2, 5 şi 10 ml – după necesitate;Hârtie de filtru cu bandă albastră – după necesitate;Balanţă analitică;Fiolă de cântărire cu dop;Cilindru gradat la 100, 250, 1000 ml – după necesitate;Pară de cauciuc.

Pregătirea pentru analiză

Pregătirea apei fără amoniac

Apa distilată se verifică la amoniac cu reactivul Nessler. Dacă reacţia este

pozitivă (se colorează în galben), apa distilată se fierbe până la pierderea a unei

1/3 din volumul iniţial. Pe această apă se pregătesc toate soluţiile de reactivi şi

standarde.

38 În continuare cuvântul „amoniac” va exprima suma conţinutului de amoniac şi ioni de amoniu.

37

Pregătirea soluţiilor standard cu T=50,00 mg/l

Cu o pipetă cotată la 5,00 ml se trece cantitativ etalon de amoniu T=1000

mg/l într-un balon cotat la 100 ml şi se aduce la cotă cu apă deionizată. Se

foloseşte soluţia proaspăt pregătită.

Prepararea soluţiei de tartrat de sodiu şi potasiu

500 g de C4H4KNaO6·4H4O (cântărit cu precizia 0,5 g) se trec cantitativ

într-un balon cotat la 1000 ml şi se dizolvă în puţină apă distilată, apoi se aduce

la cotă cu apă distilată. La această soluţie se adaugă 5÷10 ml de reactiv Nessler

şi se agită pentru omogenizare. Se utilizează după limpezire. Această soluţie nu

conţine amoniac.

Prepararea suspesiei de hidroxid de aluminiu

Într-un păhar la 2 l se trec 125 g de KAl(SO4)2·12H2O (cântărit cu precizia

0,5 g), 1 l de apă distilată, se încălzeşte până la 60 °C şi cu porţii mici se adaugă

55 ml soluţie de NH3 ω=25 % la agitare continuă. După adăugarea amoniacului

se lasă pentru sedimentare, apoi se decantează. Se spălă de câteva or prin

decantare cu apă distilată, apoi cu apă fără amoniac până la reacţie negativă a

ionilor de amoniu.

Pregătirea soluţiilor standard pentru construirea curbei de calibrare.

Soluţiile standard care ce se vor utiliza pentru construirea curbei de

calibrare se prepară şi se utilizează în ziua efectuării măsurărilor. Graficul de

calibrare construit este valabil pe o perioadă de 3 luni, apoi se verifică cu o

periodicitate de o dată la 90 de zile.

În baloane cotate la 50 ml din microbiuretă se trec cantitativ a câte 0; 0,1;

0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 şi 3,0 ml respectiv de soluţie standard 50 mg(NH4+)/l; se

aduc la cotă cu apă fără amoniac. Se astupă cu dopuri de plastic şi se agită

pentru omogenizare. Soluţiile astfel pregătite conţin 0; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0

şi respectiv 3,0 mg(NH4+)/l.

Pregătirea probelor de analizat

38

După prelevare, dacă probele sunt cu particule suspendate se filtrează şi se

limpezesc cu suspensie de hidroxid de aluminiu în felul următor: la 250÷300 ml

probă de analizat se adaugă 2÷5 ml de suspensie de aluminiu şi se agită intens.

Se lasă pentru limpezire câteva minute, apoi pentru analiză se ia cantităţile

necesare de volume din stratul limpezit.

Pregătirea graficului de calibrare. Determinarea conţinutului de

amoniac.

La soluţiile standarde, pregătite mai sus, se adaugă 1 ml soluţie tartrat de

sodiu şi potasiu, se agită şi apoi se adaugă încă 1 ml reactiv Nessler şi iarăşi se

agită. După 10 minute se spectrofotometrează la colorimetru, la lungimea de

undă λ=400÷425 nm, în comparaţie cu soluţia ce conţine 0 mg(NH4+)/l, şi se

înregistrează densitatea optică. Se construieşte graficul de calibrare A=f(C).

Probele de analizat40 se pregătesc şi analizează la fel ca şi soluţiile

standard: la 50 ml de probă de analizat limpezită se adaugă 1 ml soluţie tartrat

de sodiu şi potasiu, se agită şi apoi se adaugă încă 1 ml reactiv Nessler şi iarăşi

se agită; se spectrofotometrează după 10 minute, în comparaţie cu soluţia 0

mg(NH4+)/l. Se înregistrează densitatea optică. Din graficul de calibrare se

extrapolează şi se determină concentraţia Ci a probei de analizat.

Conţinutul de amoniac se exprimă în mg(NH4+)/l, şi se calculează după

formula:

,

unde Ci – concentraţia Ci a probei de analizat, iar Vi – volumul probei luat

la analiză. Dacă Vi=50 ml, atunci .

Rezultatul final reprezintă media a cel puţin două încercări paralele.

Concentraţiile amoniacului şi ionilor de amoniu în probele de apă

analizate sunt incluse în tabela 3.

39

3.2.6 Determinarea conţinutului de fosfaţi

Fosfaţii (PO43‾) apar în ape prin poluarea acestora cu ape reziduale

industriale, pesticide şi îngrăşăminte sau detergenţi. Prezenţa acestora

favorizează eutrofizarea bazinelor naturale prin dezvoltarea algelor.

Pentru efectuarea determinărilor conţinutului de fosfaţi sunt necesari

următorii reactivi, materiale şi echipamente:

Reactivii necesari: Veselă şi aparate necesare:Dihidrogenofosfat de potasiu, KH2PO4

(calificativul pup pentru analiză);Acid sulfuric ρ=1,84g/ml (calificativul pup pentru analiză);Molibdenat de amoniu tetrahidrat, (NH4)6Mo7O24·4H2O (calificativul pup pentru analiză);Apă bidistilată41.

Cleştar;Ceaşcă Petre – 1 bucată;Placă de ceramică;Cântar analitic;Termometru;Creuzet (d=5cm, V=150ml) – 3-5 bucăţi;Baghetă – 5 bucăţi;Pâlnie – 6 bucăţi;Pahare; 150ml – 2 buc.;Balon cotat, 1000ml – 3 bucăţi; 100ml – 12 bucăţi;Pipetă 10ml – 2 bucăţi; 20ml – 1 bucăţi;Cilindru 100ml – 2 buc.;Foarfece;Hârtie de filtru; hârtie de filtru cu bandă albastră;Spectrofotometru LAMBDA 25 unit la calculator;Set de cuve l=10mm;Pisetă.

Pregătirea KH2PO4

Dihidrogenofosfatul de potasiu de calificare pur chimic, şi mai inferior,

poate fi recristalizat. Se ia o oarecare cantitate de sare şi se dizolvă într-o

cantitate minimă de apă fierbinte (70 °C) acidulată cu o picătură de acid

ortofosforic concentrat. Se filtrează. La răcire se depun cristale incolore. După

aproximativ 1 oră se filtrează, se spală cu puţină apă rece, alcool şi eter. În

continuare KH2PO4 astfel recristalizat se usucă la 105 °C până la masă

constantă. De obicei, se ia cca 1 g şi se usucă timp de 5÷6 ore la 105 °C, apoi se

39 Toţi reactivii trebuie să fie de calificativul „pur pentru analiză” sau „pur chimic”.40 Dacă probele de analizat conţine o concentraţie mai mare de amoniac decât soluţia standard cu cea mai mare concentraţie, atunci se utilizează diluţia.

40

trece într-un exicator pe NaOH, se vacumează şi se lasă peste noapte. Sarea,

astfel pregătită, a doua zi poate fi utilizată pentru prepararea soluţiilor necesare.

Prepararea soluţiei H2SO4 CM = 1 mol/l

Într-un balon cotat la 1000 ml se adaugă 500 ml apă bidistilată. În cilindru

se măsoară 53 ml acid sulfuric ρ=1,84 g/ml. Acest volum se scurge încet în

balonul cotat, agitând lent conţinutul. După adăugarea acidului sulfuric

conţinutul se răceşte la temperatura camerei, apoi se aduce la cotă. Se trece şi se

păstrează într-un vas ermetic. Acest volum de soluţie ajunge pentru 45÷50 probe

de analizat.

Prepararea soluţiei molibdenice

Într-un balon cotat la 1000ml se adaugă 350ml apă bidistilată. Se

cântăreşte şi se trece cantitativ 6,85 g (NH4)6Mo7O24·4H2O. Se agită până la

dizolvare. La această soluţie se adaugă 0,40 g N2H4·H2SO4 dizolvat în puţină

apă. Se agită. După omogenizare cu porţii mici se adaugă 100 ml acid sulfuric

concentrat (ρ=1,84 g/ml). Se obţine o soluţie albastră care se răceşte până la

temperatura camerei. Se aduce la cotă şi se agită pentru omogenizare. Se

ermetizează şi se lasă la întuneric pentru 10 ore. Se obţine o soluţie cafenie42.

Soluţia astfel preparată poate fi păstrată şi folosită pe o perioadă de 30 de zile.

Prepararea soluţiei KH2PO4

Soluţia 1, TP = 100 µg/ml. Într-un balon cotat la 1000ml se adaugă 350ml

apă bidistilată. Se cântăreşte şi se trece cantitativ 0,4392÷0,4394g KH2PO4. Se

agită până la dizolvare, apoi se aduce la cotă. Se agită intens pentru

omogenizare. Se ermetizează.

Soluţia 1 este valabilă şi poate fi folosită timp de 30 zile.

Soluţia 2, TP = 10 µg/ml. Soluţia 2 se pregăteşte în ziua experimentului.

Într-un balon conic la 100ml se trec cantitativ o parte alicotă (10 ml)

soluţie 1; apoi se aduce la cotă cu apă. Se agită pentru omogenizare. Se

ermetizează.42 În cazul când reactivii folosiţi conţin impurităţi de fosfaţi soluţia îşi păstrează culoarea albastră. Uneori aceste impurităţi de fosfaţi pot fi separaţi prin filtrare pe filtru cu bandă albastră.

41

Graficul de calibrare

În opt43 baloane cotate la 100 ml se adaugă 20 ml H2SO4 (1M) şi 20 ml de

soluţie molibdenică. Baloane se pun pe baia de apă (95°C), apoi în baloanele

cotate numerotate se trec cantitativ soluţie 2: 0,00; 0,50; 0,75; 1,00; 3,00; 5,00;

10,00; 15,00 şi 20,00 ml. Conţinutul baloanelor se agită pentru omogenizare şi

se pun iarăşi pe baia de apă (95 °C). După 30 minute se scot, se răcesc până la

temperatura odăii, se aduce la cotă cu apă şi se agită pentru omogenizare.

Conţinutul de P va fi: 0,000; 0,050; 0,075; 0,100; 0,300; 0,500; 1,000; 1,500 şi

2,000 ml Soluţiile se spectrofotometrează44 la lungimea de undă λ=750 nm

(sau/şi 730 nm) folosind chiuvete la 10 mm. Ca soluţie de comparaţie se

foloseşte soluţia 0,00 ml dihidrogenofosfat de sodiu45. Se notează absorbţiile Ai

pentru fiecare soluţie de etalonat.

Pregătirea probelor de analizat

Proba de analizat trebuie să fie fără particule suspendate. Dacă e nevoie se

filtrează şi un volum de probă de analizat se trece cantitativ într-un balon cotat la

100 ml. Se notează volumul probei Vprob. Se adaugă 20 ml acid sulfuric

C(H2SO4)=1M şi 20 ml soluţie molibdenică. Balonul cu proba se aşează pe baia

de apă (t=95 °C). Se menţine 30 minute, apoi se răcesc până la temperatura

odăii. Se aduce la cotă cu apă şi se agită pentru omogenizare.

Modul de procesare şi perfectarea datelor

Soluţiile se spectrofotometrează la lungimea de undă λ=750 nm (sau/şi

730 nm) folosind chiuvete la 10mm. Soluţia de comparaţie va fi soluţia 0,00 ml

dihidrogenofosfat de sodiu. Se notează absorbţia Ai şi se construieşte graficul

Ai=f(Ti).

Utilizând ecuaţia curbei de calibrare şi mărimea Ai obţinută pentru proba

de apă uzată (de analizat) se determină Ti în μg/ml. Conţinutul fosfaţilor, în

mg/L, se determină din formula:

, unde

42

3,0662 reprezintă coeficientul de transformare al conţinutului de fosfor în fosfaţi

(PO43‾). 1000 reprezintă coeficientul de trecere al Vprob de la mililitri la litri.

Ca rezultat final se consideră media a cel puţin 2 probe paralele.

Conţinutul fosfaţilor în probele analizate sunt prezentate în tabela 3.

3.2.7 Determinarea conţinutului de substanţe tensioactive (detergenţi)

Generalităţi: detergenţii sunt substanţe tensioactive care ajung în apa

numai din poluare. Ei au un efect estetic asupra apei datorită spumei formate,

interferă în procesul de tratare a apei şi pot fi periculoşi pentru viaţa acvatică.

Principiul metodei: detergenţii anionici formează o coloraţie albastră cu

soluţia de albastru de metilen solubilă în cloroform, a cărei intensitate este

proporţională cu concentraţia detergenţilor.

Pentru efectuarea determinărilor sunt necesari următorii reactivi,

materiale şi echipamente:

Reactivi: Veselă şi aparate necesare:Hidrogenofosfat de sodiu, Na2HPO4;Hidroxid de sodiu, NaOH;Metilen albastru;Acid sulfuric ρ=1,84 g/ml;Laurilsulfonat de sodiu;CloroformApă distilată.

Balanţă analitică;pH-metru;Spectrofotometru LAMBDA 25 unit la calculator sau fotocolorimetru cu filtru roşu λ=610 nm;Set de cuve l=20 sau 50 mm;Pâlnii de decantare la 500 ml – după necesitate;Balon cotat, 1000 ml – 5 bucăţi; 50ml – după necesitate;Pipete la 5 ml, 10 ml – după necesitate;Cilindru 10 ml, 25 ml, 500 ml – câte 1 bucată;Cronometru;Picurătoare cu rezervor la 1,00 ml;Pâlnie d=20 mm – după necesitate;Vată.

Soluţie tampon hidrogenofosfat de sodiu

41 Toate soluţiile de lucru se prepară pe apă bidistilată.43 După preferinţă, se poate de pregătit mai multe soluţii de etalonare: 0.25, 0.50, 0.75, 1.00, 1.50, 2.00, 3.00, 4.00, 5.00, 6.00, 7.00, 8.00, 10.00, 12.00, 14.00, 16.00, 18.00, 20.00, etc.44 Spectrometrul se conectează la sursa de curent şi se încălzeşte, înainte de măsurări, cel puţin 20 minute. De preferinţă se va folosi versiunea soft-ului UV WinLab 5.2, acesta permiţând memorarea datelor experimentale pe un suport fix şi prelucrarea imediată sau ulterioară a acestora.45 Va reprezenta soluţie de comparaţie şi pentru probele de analizat (cu un conţinut necunoscut de fosfaţi).

43

Într-un balon cotat la 1000 ml se trece cantitativ 10,00 g Na2HPO4, 900 ml

de apă distilată şi se dizolvă prin agitare, apoi se adaugă încă 1 ml soluţie de

NaOH CN=5 N şi se aduce la cotă cu apă.

Soluţia neutră de metilen albastru

Se dizolvă 0,35 g de metilen albastru în 1000 ml de apă distilată.

Soluţia acidă de metilen albastru

Se dizolvă 0,35 g de metilen albastru în 500 ml de apă distilată, se adaugă

6,5 ml H2SO4 concentrat şi volumul se aduce la 1000 ml.

Prepararea soluţiei de bază

Se dizolvă 1,00 g de laurilsulfonat de sodiu (calificativul pur pentru

analiză) în 500 ml de apă distilată, se adaugă încă 1,00 ml cloroform şi volumul

se aduce cu apă la 1000 ml.

Prepararea soluţiei de lucru

10,00 ml de soluţie de bază (laurilsulfonat de sodiu) se diluează cu apă la

1000 ml. Astfel pregătită, soluţia are un titru de 0,010 mg/ml. Se prepară zilnic,

înainte de măsurări.

Graficul de calibrare

Într-o serie de pâlnii de decantare, care conţin cca. 100 ml apă se adaugă

cu pipeta sau biureta 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 8,0, 12,0; 16,0 şi 20,0 ml de soluţie

de lucru, ceea ce corespunde 0,000÷0,200 mg de laurilsulfonat. Aceste soluţii se

prelucrează ca şi probele de analizat (vezi mai jos).

Se notează absorbţiile Ai pentru fiecare soluţie de etalonat şi se

construieşte graficul de calibrare A=f(C).

Pregătirea probelor de analizat

Dacă concentraţia de detergenţi anionici este ≤0,8 mg/L, atunci în pâlnia

de decantare Nr.1 (V=250 ml) se adaugă 100 ml probă de analizat (la

concentraţiile 0,8÷2,0 mg/L – 100 ml; 2÷4 mg/L – 50 ml, ş.a.m.d.). Dacă proba

de analizat s-a luat în volum <100 ml atunci volumul se aduce la 100 ml cu apă

44

distilată. La fiecare 100 ml se adaugă 10 ml soluţie tampon fosfat, se agită puţin,

apoi se adaugă 5 ml de soluţie neutră de metilen albastru şi 15 ml cloroform.

În pâlnia de decantare Nr.2 se adaugă 110 ml de apă distilată şi 5 ml de

soluţie acidă de metilen albastru. Conţinutul pâlniei de decantare Nr.1 se agită

intens timp de 2 minute, apoi se lasă pentru stratificare (separare). După ceva

timp stratul de cloroform se trece cantitativ în pâlnia Nr.2. În pâlnia Nr.1 se

adaugă 5 ml de cloroform, se agită intens timp de 2 minute, se lasă pentru

stratificare, apoi stratul de cloroform se trece cantitativ în pâlnia Nr.2. Această

procedură se repetă încă de 1-3 ori, după necesitate.

Conţinutul pâlniei Nr.2 se agită intens timp de 2 minute şi după

stratificarea lichidelor, stratul de cloroform se trece cantitativ printr-o pâlnie cu

vată într-un balon cotat la 50 ml. În pâlnia Nr.2 se adaugă 5 ml de cloroform, se

agită intens timp de 2 minute, se lasă pentru stratificare, apoi stratul de

cloroform se trece cantitativ în balon cotat. Această procedură se repetă încă de

1-3 ori, după necesitate.

Extractul de cloroform se aduce la cotă cu cloroform, se agită pentru

omogenizare şi se spectrofotometrează la lungimea de undă λ=610 nm folosind

chiuvete la 20 mm sau 50 mm. Ca soluţie de comparaţie se foloseşte soluţia 0,00

ml laurilsulfonat (vezi mai sus)46. Dacă mărimea absorbţiei determinată

depăşeşte cea mai mare valoare a absorbţiei din curba de calibrare, se diluează.

Perfectarea datelor

Utilizând ecuaţia curbei de calibrare şi mărimea Ai obţinută pentru proba

de apă uzată (de analizat) se determină Xi în μg/L după formula:

, unde

Ti – concentraţia detergenţilor determinată din graficul de calibrare, în mg/L;V1i – volumul extractului de cloroform, în ml;V2i – volumul probei luat pentru determinări, în ml.

Ca rezultat final se consideră media a cel puţin 2 probe paralele.

46 Va reprezenta soluţia de comparaţie pentru probele etalon şi probele de analizat.

45

Rezultatele investigaţiilor sunt incluse în tabela 3.

3.2.8 Determinarea conţinutului de grăsimi

Grăsimile şi uleiurile, vegetale sau minerale, în cantităţi mari formează o

peliculă pe suprafaţa apei, care poate împiedica aerarea, produc colmatarea

filtrelor biologice, inhibă procesele anaerobe din bazinele de fermentare, etc.

Pentru efectuarea determinărilor conţinutului de grăsimi în apa uzată sunt

necesari următorii reactivi, materiale şi echipamente:

Reactivi necesari: Veselă şi aparate necesare:n-Hexan47;CaO, proaspăt calcinat;CaCl2 sau NaOH;Soluţie saturată Ba(OH)2;Vată degresată;Silicagel sferoform

Instalaţie de distilare;Balanţă analitică;Pâlnie;Cilindru 100ml;Pensetă;Păharele de colectare – 3 buc.;Cilindri de celuloză poroasă cu inel magnetizat – 3 buc.;Ceaşti de ceramică – 3 buc.;Dulap de uscare;Exicator (pe CaCl2 uscat, sau NaOH).

Uscarea şi distilarea n-hexanului

Hexanul se refluxează pe CaO timp de 8 ore, apoi se distilează. Se

colectează distilatul de la 68,74 °C.

Păharele de colectare

Păharul de colectare cu câteva boabe de silicagel se usucă în dulapul de

uscare 1h la temperatura de 103±2 °C (până la masă constantă). După uscare se

răceşte în exicator timp de 1h.

Pregătirea probelor de analizat

Din proba de analizat se iau între 100÷500 ml, în dependenţă de

conţinutul de grăsimi, şi se trec cantitativ în ceaşca de porţelan. Se notează

volumul Vi. Se pune la baia de apă şi se evaporă la sec. Reziduu se umectează cu

câteva picături de soluţie saturată de Ba(OH)2 şi cu ajutorul unui tampon vată

degresată se trece cantitativ în cilindrul de celuloză poroasă cu inel magnetizat.

Modul de procesare48

46

Se cântăreşte paharul de colectare49. Se notează masa m1.

Cilindrul de celuloză cu proba se fixează cu ajutorul inelului magnetizat

pe magnetul aparatului Soxhlet. În paharele de colectare se adaugă cca. 50 ml de

hexan, apoi se poziţionează pe reşoul aparatului Soxhlet. Sistemul se

ermetizează fixând mânerul în poziţia de lucru (poziţia 2). Se deschide robinetul

de alimentare cu apă şi se reglează viteza de scurgere a apei încât debitul de

scurgere a apei să fie de cel puţin 3 l/min. Se conectează aparatul Soxlet la reţea.

Se setează parametrii programului de lucru. Parametrii programului sunt:

imersie-extragere – 20 minute; spălare – 30min; colectare-recuperare – după

necesitate, cca. 20-40 minute. Se activează programul.

La finele programului se tastează “stop”. Se lasă ca să se răcească reşoul

timp de 10÷15 minute, apoi mânerul se fixează în poziţia pauză (poziţia 1). Se

deconectează aparatul şi se închide robinetul de alimentare cu apă. Pentru

înlăturarea urmelor de solvent păharul de colectare se usucă în dulapul de uscare

la temperatura de 103±2 °C timp de 30 minute.

După procedeul de uscare păharul cu ulei se răceşte în exicator timp de

40÷60 minute, apoi, se cântăreşte, rotunjind rezultatele până la a treia cifră după

virgulă. Se notează masa m2.

Perfectarea datelor:

Conţinutul de grăsimi se reprezintă în mg/l şi se determină după

următoarea formulă de calcul:

Diferenţa m2-m1 reprezintă masa în grame a grăsimilor (al substanţelor

extragibile), iar Vi volumul probei de analizat în ml. 106 = 1000 (coeficientul de

47 Ca solvenţi de extracţie pot fi folosiţi eterul de petrol (fracţia 40-70 °C) sau eterul dietilic (proaspăt uscat şi distilat, 34,5-36°C).48 Se evită luarea paharelor cu mâinile goale. Pentru procedeele de cântărire la balanţa analitică se utilizează penseta, pentru a evita depuneri de corpuri străine şi grăsime pe pereţii paharelor.49 Cântăririle se vor face cu precizia ±0,001 g.

47

trecere de la grame la miligrame) · 1000 (coeficientul de trecere de la mililitri la

litri).

Ca rezultat final se consideră media a cel puţin 2 probe paralele.

Rezultatele investigaţiilor sunt incluse în tabela 3.Tabela 3. Rezultatele unor indicatori pentru probele încercate.

Nr. IndicatoriNH3, mg/L Fosfaţi, mg/l Detergenţi, mg/l Grăsimi, mg/l

1. 9,0 5,2 0,42 57,42. 21,0 19,7 11,1 104,43. 60,0 19,0 1,30 53,44. 16,0 8,2 9,9 97,05. 91,0 34,6 2,1 111,4CMA 30 5,0 25 30

3.3 Rezultate ale investigaţiilor de laborator.

Pe parcursul efectuării lucrării de licenţă au fost investigate în laborator 5

probe de apă reziduală colectate de la unii agenţi economici de pe teritoriul

municipiului Chişinău.

S-au determinat valorile următorilor indicatori cum sunt: concentraţia de

ioni de hidrogen (pH), substanţe în suspensie, consumul chimic de oxigen

(CCO-Cr), consumul biochimic de oxigen din apă (CBO5), conţinutul de

amoniac şi ioni de amoniu, conţinutul de fosfaţi, conţinutul de substanţe

tensioactive (detergenţi) şi conţinutul de grăsimi. Rezultatele sunt incluse în

tabela 2 şi 3.

Metodele utilizate au fost cele gravimetrice, spectrofotometrice şi electro-

potenţiometrice, ce permit obţinerea unor rezultate veridice cu precizie înaltă.

În tabela de mai jos sunt prezentate rezultatele investigaţiilor de laborator,

efectuate în Laboratorul Ape Uzate şi Agenţi Economici ai S.A. „Apă-Canal

Chişinău”.

Din datele prezentate în tabela 2 şi 3 se observă că toate 5 probe de apă

încălcă normele sanitaro-igienice la majoritatea indicilor determinaţi impuse

prin lege agenţilor economici.

48

Concentraţia de ioni de hidrogen (pH)

AE5; 8,5

AE4; 8,58

AE3; 8,07

AE2; 8,53

AE1; 8,25

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

0 1 2 3 4 5 6

Proba

pH XCMA1CMA2

Figura 1. Concentraţia ionilor de hidrogen în mostrele AE1÷AE5.

Datele prezentate în figura 1 denotă că apele mostrelor AE1÷AE5 se

încadrează în limitele concentraţiilor admisibile, însă au valori ridicate,

deplasate puternic spre limita de sus, adică pH=8,5.

250 250330

720

300

1170 1150

640

156

740820

500

135

350300

350 350300

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Substanţe în suspensie,mg/l

CCO-Cr, mg(O)/l CBO5, mg(O)/l

X, m

g/L

AE1

AE2

AE3

AE4

AE5

CMA

Figura 2. Conţinutul indicilor „Substanţe în suspensie”, „CCO-Cr” şi „CBO5” în mostrele AE1÷AE5.

S-a constatat că mostra de apă AE1 este cea mai slab poluată, iar valorile

indicilor în majoritatea cazurilor se află sub limita CMA, excepţie fiind indicele

„Grăsimi”, pentru care CMA este 30 mg/L, iar pentru AE1 valoarea „Grăsimi”

este de 57,4 mg/L, care este depăşită de cca. 2 ori (vezi figurile 2÷4).

49

Pentru celelalte mostre, AE2÷AE5, starea apelor este mult mai gravă,

unde valorile indicilor „Substanţe în suspensie”, „CCO-Cr”, „CBO5”, „Grăsimi”

şi „Amoniac şi ioni de amoniu”, „Fosfaţi” şi „Detergenţi” întrec CMA de 2÷7

ori (vezi figurile 3÷4).

57,4

9

104,4

21

53,460

97

16

111,4

91

30 30

0

20

40

60

80

100

120

Grăsimi, mg/l NH3, mg/L

X, m

g/L

AE1

AE2

AE3

AE4

AE5

CMA

Figura 3. Conţinutul indicilor „Grăsimi” şi „Amoniac şi ioni de amoniu” în mostrele AE1÷AE5.

5,2

0,42

19,7

11,1

19

1,3

8,29,9

34,6

2,15

25

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Fosfaţi, mg/l Detergenţi, mg/l

X, m

g/L

AE1

AE2

AE3

AE4

AE5

CMA

Figura 4. Conţinutul indicilor „Fosfaţi” şi „Detergenţi” în mostrele AE1÷AE5.

50

CONCLUZII

1. S-a reuşit un studiu teoretic, din 37 de surse bibliografice, despre indicii de

calitate ai apelor reziduale, precum şi clasificarea, compoziţia chimică,

purificarea şi efectele nocive asupra mediului ambiant.

2. Au fost însuşite şi aplicate în practica de laborator unele metode

standardizate de analiză, cum sunt metode gravimetrice, spectrofotometrice şi

electro-potenţiometrice pentru unii indicatori: „Concentraţia de ioni de

hidrogen” , „Substanţe în suspensie”, „CCO-Cr”, „CBO5”, „Grăsimi” şi

„Amoniac şi ioni de amoniu”, „Fosfaţi” şi „Detergenţi”.

3. Investigaţiile de laborator au permis determinarea compoziţiei şi gradului de

poluare al apelor reziduale colectate de la unii agenţi economici din

municipiul Chişinău.

4. În urma efectuării analizelor s-a stabilit că în corespundere cu legislaţia

Republicii Moldova se remarcă unele abateri în probele de apă uzată şi,

anume că, valorile la unii indicatori depăşesc de circa 2-7 ori normativele,

recomandăm ca agenţii economici:

să reducă pe cât e de posibil exploatarea, modificarea proprietăţilor fizice,

chimice şi biologice ale apelor;

să realizeze măsuri tehnologice, de ameliorări silvice, agrotehnice,

hidrotehnice, sanitare şi de altă natură;

deversarea apelor reziduale va fi posibilă, doar dacă beneficiarul de folosinţă

a apei va asigura epurarea apelor reziduale până la limitele stabilite;

de a propaga, de a educa la tânăra generaţie dragostea faţă de starea apelor şi

faţă de mediul înconjurător;

de a informa prin sursele mass-media populaţia municipiului Chişinău,

despre datele ce se referă la calitatea apelor la momentul actual şi despre

alternativele de epurare, de îmbunătăţire a acestora.

51

Anexa A. Indicatori de calitate ai apelor uzate.Tabela A1. Indicatori de calitate ai apelor uzate evacuate în reţelele de canalizare ale

localităţilor (NTPA002).

Nr. crt.

Indicatorul de calitate U.M. CMA Metoda de analiza

1 Temperatura °C 402 pH Unităţi pH 6,5÷8,5 SR ISO 10523-973 Materii în suspensie mg/dm3 350 STAS 6953-814 Consum biochimic de oxigen la 5 mg(O2)/dm3 300 STAS 6560-82

SR ISO 5815/985 Consum chimic de oxigen - metoda

cu dicromat de potasiu [CCO(Cr)]mg(O2)/dm3 500 SR ISO 6060/96

6 Azot amoniacal (NH4+) mg/dm3 30 STAS 8683-70

7 Fosfor total (P) mg/dm3 5,0 STAS 10064-758 Cianuri totale (CN) mg/dm3 1,0 SR ISO 6703/1-989 Sulfuri si hidrogen sulfurat (S2ˉ) mg/dm3 1,0 SR ISO 10530-9710 Sulfiţi (SO3

2ˉ) mg/dm3 2 STAS 7661-8911 Sulfaţi (SO4

2ˉ) mg/dm3 600 STAS 8601-7012 Fenoli antrenabili cu vapori de apa

(C6H5OH)mg/dm3 30 STAS 7167-92

13 Substanţe extractibile cu solvenţi organici

mg/dm3 30 SR 7587-96

14 Detergenţi sintetici biodegradabili mg/dm3 25 SR ISO 7875/1,2-96

15 Plumb (Pb2+) mg/dm3 0,5 STAS 8637-7916 Cadmiu (Cd2+) mg/dm3 0,3 SR ISO 5961/9317 Crom total mg/dm3 1,5 STAS 7884-91, SR

ISO 9174-9818 Crom hexavalent (Cr6+) mg/dm3 0,2 STAS 7884-91, SR

ISO 11083-9819 Cupru (Cu2+) mg/dm3 0,2 STAS 7795-8020 Nichel (Ni2+) mg/dm3 1,0 STAS 7987-6721 Zinc (Zn2+) mg/dm3 1,0 STAS 8314-8722 Mangan total mg/dm3 2,0 SR 8662/1-96, SR

ISO 6333-9623 Clor rezidual liber (Cl2) mg(Cl2)/dm3 0,5 STAS 6364-78

52

Tabela A2. Principalele valori limită de încărcare cu poluanţi a apelor uzate industriale şi orăşeneşti evacuate în receptori naturali. Se aplică tuturor categoriilor de efluenţi proveniţi sau nu din staţii de epurare (NTPA001).

Indicatorul de calitate U.M. Valorile limită admisibile

Temperatura °C 35pH unităţi pH 6,5÷8,5Materii în suspensie (MS) mg/dm3 35,0 (60,0)Consum biochimic de oxigen la 5 zile(CBO5) mg(O2)/dm3 25,0Consum chimic de oxigen - metoda cu dicromat de potasiu [CCO(Cr)]

mg(O2)/dm3 125,0

Azot amoniacal (NH4+) mg/dm3 3,0

Azot total (N) mg/dm3 15,0Azotaţi (NO3ˉ) mg/dm3 37,0Azotiţi (NO2ˉ) mg/dm3 2,0Substanţe extractibile cu solvenţi organici mg/dm3 20,0Produse petroliere mg/dm3 5,0Fosfor total (P) mg/dm3 2,0Detergenţi sintetici mg/dm3 0,5Clor rezidual liber (Cl2) mg(Cl2)/

dm30,2

Cloruri (Clˉ) mg/dm3 500,0

53

BIBLIOGRAFIE

54