Свинец в сточных водах — как определить и удалить

Свинец относится к веществам второго класса опасности, в связи с чем подвергается контролю со стороны санитарных служб. В статье мастер сантехник расскажет, как удалить свинец из сточной воды.

Каким путем свинец попадает в воду

В чистом виде свинец в природе встречается крайне редко. В естественные водоёмы соединения свинца попадают с атмосферными осадками, из-за вымывания пород и почв. Но как любое минеральное сырье он содержится в минеральных отложениях и рудах.

Он вымывается и выветривается из подземных и горных пород, попадая в результате круговорота веществ и вод в различные источники.

Но самый большой вклад в загрязнение водных источников вносит деятельность человека. Огромное количество свинца поступает в воду со стоками промышленных и горно-обогатительных предприятий. Использование тетраэтиленсвинца в автомобильном топливе, бытовые отходы, сжигание угля – так же одни из самых распространённых способов попадания тяжёлых металлов в грунтовые и открытые воды. Наибольшее содержание тяжелых металлов в сточных водах электрохимической промышленности наблюдается при производстве химических источников тока: кислотных и щелочных аккумуляторов и гальванических элементов. К загрязнителям относятся: железо, свинец, никель, кадмий. При производстве кислотных аккумуляторов применяется свинец.

Предельно допустимая концентрация свинца в сточных водах

ПНД Ф 14.1:2.54-96 регламентирует методику количественного химического анализа проб природных и очищенных сточных вод для определения в них ионов свинца при массовой концентрации от 0,002 до 0,03 мг/дм³. Если массовая концентрация ионов свинца в анализируемой пробе сточной воды превышает верхнюю границу диапазона, то допускается разбавление пробы таким образом, чтобы концентрация ионов свинца соответствовала регламентированному диапазону.

Методы определения свинца в сточной воде

Для измерения массовой концентрации свинца в сточных водах используется множество методик. Одной из самых популярных, а значит и доказавших свою эффективность является инверсионная вольтамперометрия. Способ одобрен государственными организациями и позволяет определять уровень свинца в диапазоне от 0,5 до 1000 мкг/дм³. Чтобы устранить мешающее влияние органического фактора, пробу предварительно обрабатывают озолением или ультрафиолетовым облучением.

Также для определения свинца может использоваться колориметрический метод, который также называют плюмбоновым. Он подразумевает образование соединения свинца с плюмбоном. Металл предварительно экстрагируется дитизоном, после чего образуется дитизонат, разрушаемый под воздействием соляной кислоты. Эта реакция приводит к переходу ионов свинца в водный раствор, что помогает определить его концентрацию. Чувствительность метода составляет 0,5 мкг/л.

Как очистить воду от свинца

В случае определения высокой концентрации свинца в воде в обязательном порядке должны быть приняты меры по ее очистке от тяжелых металлов. Методы удаления свинца подходят и для других тяжелых металлов. Существует четыре основных способа, которые обеспечивают наибольшую эффективность:

• Химический метод подразумевает доведение уровня рН до определенного значения. Согласно установленным нормам, достаточно изменить его до 9.0-10.5, после чего металлы перейдут в нерастворимую форму. Далее они начнут разделяться, выпадая в осадок. Для этого используются специальные осаждающие емкости. Этот процесс заметно упрощает удаление свинца из воды. При этом метод чувствителен к наличию в воде других соединений, которые препятствуют осаждению.
• Мембранный метод требует использования специальных перегородок, на стенках которых происходит накопление свинца и других тяжелых металлов в гелеподобной консистенции. Они пропускают исключительно воду, удерживая примеси. Уровень свинца после завершения такой очистки падает до 1 мг/л. Это наиболее эффективный метод из перечисленных, что достигается способностью мембран разделять вещества.
• Особенность обратного осмоса заключается в искусственном давлении, уровень которого выше осмотического давления самого раствора. Оно возникает во время перехода раствора через мембрану, содержащую более плотный состав. Недостатком подобного способа очистки считается сложность в реализации, которая выражается в продолжительном удалении концентрационного слоя. Также серьезному отбору подвергаются используемые материалы.
• Ультрафильтрация – метод, в рамках которого воду проводят через специальную мембрану, пропускающую ионы и небольшие молекулы, но удерживающую более крупные частицы, а также загрязняющие вещества. Сам процесс требует применения особых ультрафильтрационых мембран, максимальный размер которых не превышает 0,1 мкм. Они обеспечивают задержку бактерий, примесей, а также свинца, марганца и других элементов.

В некоторых случаях для устранения проблем с превышенной концентрацией свинца в сточной воде достаточно реализации одного способа, но иногда могут потребоваться комплексные меры. Все зависит от объема сточных вод, места расположения источников загрязнителей и времени года.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Контроль содержания соединений азота при очистке сточных вод