Сезонные колебания содержания различных форм органического углерода в днепровской воде и их изменение в процессах водоподготовки
Оценено содержание разных форм органического углерода (общего, биодоступного и ассимилируемого) в воде р. Днепр в районе водозабора Днепровской водопроводной станции и в воде после всех применяемых стадий очистки. Исследованы сезонные изменения содержания разных форм органического углерода и влияние...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України
2012
|
| Назва видання: | Химия и технология воды |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130704 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Сезонные колебания содержания различных форм органического углерода в днепровской воде и их изменение в процессах водоподготовки / Н.А. Клименко, Е.А. Самсони-Тодорова, Л.А. Савчина, Т.П. Чеховская, И.Н. Лавренчук, Т.Н. Засядько // Химия и технология воды. — 2012. — Т. 34, № 2. — С. 195-205. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-130704 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1307042025-02-09T15:19:54Z Сезонные колебания содержания различных форм органического углерода в днепровской воде и их изменение в процессах водоподготовки Seasonal variations of different forms of organic carbon in dnieper river water and their changes in water treatment processes Клименко, Н.А. Самсони-Тодорова, Е.А. Савчина, Л.А. Чеховская, Т.П. Лавренчук, И.Н. Засядько, Т.Н. Природные воды Оценено содержание разных форм органического углерода (общего, биодоступного и ассимилируемого) в воде р. Днепр в районе водозабора Днепровской водопроводной станции и в воде после всех применяемых стадий очистки. Исследованы сезонные изменения содержания разных форм органического углерода и влияние обработки воды на эти показатели. Оцінено вміст різних форм органічного вуглецю (загального, біодоступного і асимільованого) у воді р. Дніпро в районі водозабору водопровідної станції та у воді після всіх застосованих стадій очищення. Досліджено сезонні зміни вмісту різних форм органічного вуглецю та вплив обробки води на ці показники. The content of different forms of organic carbon (total, biodegradable and assimilated) in raw and treated Dnieper river water was estimated. The seasonal variations of different forms of organic carbon content and the influence of water treatment on these characteristics were studied. 2012 Article Сезонные колебания содержания различных форм органического углерода в днепровской воде и их изменение в процессах водоподготовки / Н.А. Клименко, Е.А. Самсони-Тодорова, Л.А. Савчина, Т.П. Чеховская, И.Н. Лавренчук, Т.Н. Засядько // Химия и технология воды. — 2012. — Т. 34, № 2. — С. 195-205. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. 0204-3556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130704 628.1.032+628.1.033 ru Химия и технология воды application/pdf Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Природные воды Природные воды |
| spellingShingle |
Природные воды Природные воды Клименко, Н.А. Самсони-Тодорова, Е.А. Савчина, Л.А. Чеховская, Т.П. Лавренчук, И.Н. Засядько, Т.Н. Сезонные колебания содержания различных форм органического углерода в днепровской воде и их изменение в процессах водоподготовки Химия и технология воды |
| description |
Оценено содержание разных форм органического углерода (общего, биодоступного и ассимилируемого) в воде р. Днепр в районе водозабора Днепровской водопроводной станции и в воде после всех применяемых стадий очистки. Исследованы сезонные изменения содержания разных форм органического углерода и влияние обработки воды на эти показатели. |
| format |
Article |
| author |
Клименко, Н.А. Самсони-Тодорова, Е.А. Савчина, Л.А. Чеховская, Т.П. Лавренчук, И.Н. Засядько, Т.Н. |
| author_facet |
Клименко, Н.А. Самсони-Тодорова, Е.А. Савчина, Л.А. Чеховская, Т.П. Лавренчук, И.Н. Засядько, Т.Н. |
| author_sort |
Клименко, Н.А. |
| title |
Сезонные колебания содержания различных форм органического углерода в днепровской воде и их изменение в процессах водоподготовки |
| title_short |
Сезонные колебания содержания различных форм органического углерода в днепровской воде и их изменение в процессах водоподготовки |
| title_full |
Сезонные колебания содержания различных форм органического углерода в днепровской воде и их изменение в процессах водоподготовки |
| title_fullStr |
Сезонные колебания содержания различных форм органического углерода в днепровской воде и их изменение в процессах водоподготовки |
| title_full_unstemmed |
Сезонные колебания содержания различных форм органического углерода в днепровской воде и их изменение в процессах водоподготовки |
| title_sort |
сезонные колебания содержания различных форм органического углерода в днепровской воде и их изменение в процессах водоподготовки |
| publisher |
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України |
| publishDate |
2012 |
| topic_facet |
Природные воды |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130704 |
| citation_txt |
Сезонные колебания содержания различных форм органического углерода в днепровской воде и их изменение в процессах водоподготовки / Н.А. Клименко, Е.А. Самсони-Тодорова, Л.А. Савчина, Т.П. Чеховская, И.Н. Лавренчук, Т.Н. Засядько // Химия и технология воды. — 2012. — Т. 34, № 2. — С. 195-205. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
| series |
Химия и технология воды |
| work_keys_str_mv |
AT klimenkona sezonnyekolebaniâsoderžaniârazličnyhformorganičeskogouglerodavdneprovskojvodeiihizmenenievprocessahvodopodgotovki AT samsonitodorovaea sezonnyekolebaniâsoderžaniârazličnyhformorganičeskogouglerodavdneprovskojvodeiihizmenenievprocessahvodopodgotovki AT savčinala sezonnyekolebaniâsoderžaniârazličnyhformorganičeskogouglerodavdneprovskojvodeiihizmenenievprocessahvodopodgotovki AT čehovskaâtp sezonnyekolebaniâsoderžaniârazličnyhformorganičeskogouglerodavdneprovskojvodeiihizmenenievprocessahvodopodgotovki AT lavrenčukin sezonnyekolebaniâsoderžaniârazličnyhformorganičeskogouglerodavdneprovskojvodeiihizmenenievprocessahvodopodgotovki AT zasâdʹkotn sezonnyekolebaniâsoderžaniârazličnyhformorganičeskogouglerodavdneprovskojvodeiihizmenenievprocessahvodopodgotovki AT klimenkona seasonalvariationsofdifferentformsoforganiccarbonindnieperriverwaterandtheirchangesinwatertreatmentprocesses AT samsonitodorovaea seasonalvariationsofdifferentformsoforganiccarbonindnieperriverwaterandtheirchangesinwatertreatmentprocesses AT savčinala seasonalvariationsofdifferentformsoforganiccarbonindnieperriverwaterandtheirchangesinwatertreatmentprocesses AT čehovskaâtp seasonalvariationsofdifferentformsoforganiccarbonindnieperriverwaterandtheirchangesinwatertreatmentprocesses AT lavrenčukin seasonalvariationsofdifferentformsoforganiccarbonindnieperriverwaterandtheirchangesinwatertreatmentprocesses AT zasâdʹkotn seasonalvariationsofdifferentformsoforganiccarbonindnieperriverwaterandtheirchangesinwatertreatmentprocesses |
| first_indexed |
2025-11-27T08:36:51Z |
| last_indexed |
2025-11-27T08:36:51Z |
| _version_ |
1849931976943861760 |
| fulltext |
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 2 195
Н.А. КЛИМЕНКО, Е.А. САМСОНИ-ТОДОРОВА, Л.А. САВЧИНА,
Т.П. ЧЕХОВСКАЯ, И.Н. ЛАВРЕНЧУК, Т.Н. ЗАСЯДЬКО, 2012
ПРИРОДНЫЕ ВОДЫ
УДК 628.1.032+628.1.033
СЕЗОННЫЕ КОЛЕБАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ
ФОРМ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ДНЕПРОВСКОЙ
ВОДЕ И ИХ ИЗМЕНЕНИЕ В ПРОЦЕССАХ
ВОДОПОДГОТОВКИ
Н.А. Клименко, Е.А. Самсони-Тодорова, Л.А. Савчина,
Т.П. Чеховская, И.Н. Лавренчук, Т.Н. Засядько
Институт коллоидной химии и химии воды
им. А.В.Думанского НАН Украины, г. Киев
Поступила 23.06.2011 г.
Оценено содержание разных форм органического углерода (общего, биодос-
тупного и ассимилируемого) в воде р. Днепр в районе водозабора Днепровской
водопроводной станции и в воде после всех применяемых стадий очистки.
Исследованы сезонные изменения содержания разных форм органического уг-
лерода и влияние обработки воды на эти показатели.
Ключевые слова: ассимилируемый органический углерод, биодоступный
органический углерод, общий органический углерод, природные органичес-
кие соединения.
Введение. Для природной воды в бассейне р. Днепр характерно вы-
сокое содержание природных органических соединений (ПОС), суще-
ственно влияющих при водоподготовке на качество получаемой питье-
вой воды. Поскольку ПОС являются субстратом, обеспечивающим
жизнедеятельность микроорганизмов, их наличие в определенных кон-
центрациях определяет биологическую стабильность или нестабильность
питьевой воды. Биологическая стабильность воды – это состояние, при
котором отсутствуют условия для репродукции колиформных и гетерот-
рофных бактерий [1] и, соответственно, вторичного загрязнения воды.
При транспортировке и хранении воды повторный рост микроорганиз-
мов может приводить к ухудшению бактериального качества, вкуса и за-
паха воды, увеличивает коррозию и промотирует рост беспозвоночных
гидробионтов в системе [2].
Основным фактором, определяющим биологическую стабильность
воды, является наличие в ней биологически доступного органического
углерода (БДОУ). БДОУ идентифицируют как фракцию растворенного
196 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 2
органического углерода, который может быть минерализован гетеротроф-
ными микроорганизмами. Помимо БДОУ, важным показателем биологи-
ческой стабильности воды является наличие в ней ассимилируемого орга-
нического углерода (АОУ) [3 – 4]. Некоторые исследователи полагают,
что именно содержание АОУ в воде коррелирует с вторичным бактери-
альным ростом и является мерой бактериальной массы [5]. В работах [3,
6, 7] АОУ рассматривается как часть БДОУ. Наличие БДОУ и АОУ в воде
обусловлено протеканием процессов окисления ПОС как за счет при-
родных реакций в водной экосистеме, так и в результате использования
окислителей при подготовке и обеззараживании воды.
По данным [5, 8, 9], реакционная активность различных окислите-
лей по отношению к ПОС проявляется неодинаково. Так, озон известен
как наиболее реактивноспособный окислитель [10]; диоксид хлора и фер-
рат реагируют главным образом с фенольными соединениями; хлор или
гипохлорит реагируют быстро только с аминами; перманганат медленно
вступает во взаимодействие с органическими соединениями, в основном
с олефинами. В отношении генерации АОУ при обработке воды разны-
ми окислителями данных для их сравнения в литературе недостаточно
[11, 12]. Однако в [13] было установлено, что простые карбоксильные
кислоты при окислительной обработке воды озоном составляют значи-
тельную часть АОУ [10, 13]. Потенциал образования органических кис-
лот при озонировании находится в ряду 10,8 – 62,8 мкг/мг общего орга-
нического углерода (ООУ) [10]. Относительно высокий потенциал
образования наблюдается также и для диоксида хлора – 5,3 – 17,9 мкг/мг
ООУ. В случае хлорирования продуктивность образования органических
кислот была низкой и не превышала 3,4 мкг/мг ООУ. Авторами [10] пред-
ложно использовать потенциал образования органических кислот как
меру, характеризующую образование БДОУ и АОУ. Однако, как показа-
но в [14], основные побочные продукты озонирования – альдегиды и кар-
боксильные кислоты составляют только 37% БДОУ. Между тем именно
БДОУ является основным прекурсором образования тригалогенметанов
и галогенуксусных кислот при обеззараживании воды хлором [2]. Опре-
деление БДОУ [15] показало, что наибольшей биодеградируемостью об-
ладают ПОС нейтрального гидрофильного характера. Далее за ними сле-
дуют фракции заряженных гидрофильных соединений, слабогидро-
фобных и сильногидрофобных кислот.
В воде днепровских водохранилищ преобладающим компонентом ПОС
являются гумусовые соединения, которые составляют для Киевского, Кре-
менчугского и Каховского водохранилищ соответственно 77,5; 66,9 и 50,4%
[16]. В свою очередь, в составе гумусовых соединений преобладающими
являются фульвокислоты (ФК), содержание которых примерно в 20 – 40
раз выше, чем гуминовых кислот [16]. При этом молекулярная масса ФК в
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 2 197
водах Киевского и Кременчугского водохранилищ находится преимуще-
ственно в диапазоне 200 – 1000 Да. Можно ожидать, что природный фон
содержания БДОУ в воде р. Днепр будет относительно небольшой, и хло-
рирование воды будет незначительно влиять на его изменения. Однако
данные по определению БДОУ и АОУ в днепровской воде отсутствуют.
Между тем питьевая вода считается биологически стабильной, если
уровень АОУ меньше 10 – 20 мкг ацетат-C/дм3 без дезинфицирования и
меньше 50 – 100 мкг ацетат-С/дм3, если вода дезинфицирована [1, 17].
Таким образом, сведения о содержании ООУ, БДОУ и АОУ в исход-
ной воде и после ее обработки для получения питьевой воды являются
основой для оценки эффективности процессов водоподготовки, необхо-
димой корректировки технологии и применения новых процессов, осо-
бенно с учетом обеспечения биологической стабильности воды в рас-
пределительных системах.
Цель данной работы – оценить содержание ООУ, БДОУ и АОУ в днепров-
ской воде в районе водозабора Днепровской водопроводной станции (ДВС),
его сезонные изменения и влияние обработки воды на эти показатели.
Методика эксперимента. В качестве объектов исследования выбра-
ны днепровская вода в месте водозабора ДВС на I-ом подъеме (далее эта
вода обозначена В1) и вода после всех стадий очистки, предусмотренных
на ДВС, из резервуара чистой воды (далее – В2).
Содержание общего органического углерода (мгС/дм3) находили мето-
дом каталитического сжигания при 800°С на приборе Shimadzu TOC-V CSN
(Япония).
Определение UV
254
проводили на двулучевом спектрофотометре Unico
4802 при длине волны = 254 нм, используя кварцевую кювету с l = 1 см.
При изучении БДОУ использовали методику, представленную в [4,
18 – 20]. В этих работах показано, что при определении БДОУ лучше
всего использовать микроорганизмы со станций подготовки питьевой
воды и распределительных систем и закреплять их на неорганических
носителях. В наших же экспериментах использовали биологически ак-
тивный песок, отобранный со скорых фильтров ДВС. Непосредственно
перед исследованием песок многократно промывали дистиллированной
водой до достижения постоянного значения содержания ООУ в промыв-
ной воде (не более 0,5 мг С/дм3). После промывания по 100 г влажного
биологически активного песка помещали в пять инкубационных колб,
затем в каждую доливали по 300 см3 исследуемой воды. Эксперимент
проводили в термокомнате (20±2°С) при постоянном аэрировании про-
бы воды с интенсивностью 4 дм3/ч. Воздух из аэратора проходил через
дрексель, заполненный дистиллированной водой. Инкубационный период
составлял 7 сут. Каждые сутки отбирали пробу воды из инкубационных
колб и определяли содержание ООУ.
198 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 2
Для расчета БДОУ (мг/дм3) использовали соотношение, предложен-
ное в [18 – 21]:
БДОУ = ООУ
нач
– ООУ
мин
– ООУ
пром
,
где ООУ
нач
– содержание ООУ в растворе перед инкубацией, ООУ
мин
–
минимальное содержание ООУ за инкубационный период, ООУ
пром
– со-
держание ООУ в промывной воде после окончательного промывания
песка, мг С/дм3.
Определение ассимилируемого органического углерода. Исполь-
зовали эталонный штамм-индикатор ассимилируемого углерода в воде
Pseudomonas fluorescens P 17, который был получен из Национальной
коллекции промышленных и морских бактерий (NCIMB, Великобрита-
ния). Штамм сохраняли в лиофилизированном состоянии при 8°С и на
скошенном мясо-пептонном агаре (МПА) при комнатной температуре.
Культуру пересевали один раз в месяц. Постановку экспериментов про-
водили согласно стандартным методам исследования воды и сточных вод
[22] с некоторыми модификациями.
Микробиологическое определение АОУ в пробах воды рекомендует-
ся проводить при помощи штамма P. fluorescens P 17, который выращи-
вают на водопроводной воде, так как считается, что она лимитирована
по углероду. В Украине водопроводная вода часто содержит значитель-
ные количества углерода, поэтому она непригодна для приготовления
посевного материала. В связи с этим готовили посевной материал на среде
следующего состава (в г/дм3): K
2
HPO
4
– 0,171; NH
4
Cl – 0,767; KNO
3
– 1,444;
NaCl – 0,1; MgSO
4
– 0,1. Для приготовления раствора использовали деио-
низированную воду.
Эксперимент проводили в посуде, обработанной таким образом, что-
бы свести до минимума содержание углерода на ее поверхности. Для этого
использовали стеклянную посуду со шлифами, пробирки закрывали спе-
циальными металлическими пробками, флаконы темного стекла емкос-
тью 50 см3 завинчивали алюминиевыми пробками. Посуду обрабатыва-
ли детергентами, промывали горячей водой и 0,1 М раствором соляной
кислоты. После этого трижды ополаскивали сначала дистиллированной,
а затем деионизированной водой и стерилизовали. Флаконы, пипетки и
пробирки с металлическими крышками дополнительно выдерживали в
сушильном шкафу в течение 180 мин при 350°С.
В работе использовали такие реактивы: раствор ацетата натрия –
400 мгС/дм3; раствор тиосульфата натрия – 13,2 мг/дм3; физиологичес-
кий раствор – 8,5 г/дм3. Все реактивы готовили на деионизированной
воде и стерилизовали. В результате специально проведенных опытов ус-
тановлено, что штамм-индикатор P. fluorescens P 17 растет одинаково
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 2 199
как на предлагаемой в [22] среде R2A, так и на МПА. Поэтому все иссле-
дования проводили на последнем.
В каждый из четырех флаконов вносили по 50 см3 раствора солей
и стерилизовали. В два флакона добавляли раствор ацетата натрия та-
ким образом, чтобы конечная концентрация АОУ ацетата составляла
100 мкг/см3. На МПА выращивали суточную культуру штамма P.
fluorescens P 17 и из нее готовили суспензию на стерильном физиологи-
ческом растворе, содержащую 500 млн. клеток в 1 см3 по стандарту Мак-
Ферлайна. Путем серийных разведений получали 250000 кл/см3. В каж-
дый флакон вносили по 100 мкл такой суспензии. Флаконы инкубировали
в течение 10 сут при 20°С. Затем из содержимого каждого флакона гото-
вили десятикратные разведения. Пробы с разведениями 10-3 и 10-4 в коли-
честве 0,1 см3 высевали на МПА в чашки Петри. Каждую пробу высе-
вали на 3 – 5 чашек, которые инкубировали при 20°С в течение трех
суток, после чего подсчитывали количество выросших колоний в ко-
лониеобразующих единицах (КОЕ). Культуру, выращенную на солевой
среде с ацетатом, сохраняли при 8°С и использовали в качестве посевно-
го материала для определения АОУ, периодически проверяя титр культу-
ры во флаконе. Прирост штамма P. fluorescens P 17 на ацетате и содержа-
ние АОУ рассчитывали по формулам, приведенным в [22].
Далее во флаконы вносили по 50 см3 свежеотобранной отфильтро-
ванной воды. Туда же добавляли по 0,1 см3 раствора тиосульфата натрия
для нейтрализации дезинфектантов, которые могут находиться в воде. Фла-
коны закрывали пробками и пастеризовали на водяной бане при 70°С в
течение 30 мин. Пробы охлаждали и инокулировали посевным материа-
лом штамма P. fluorescens P 17 до концентрации 500 КОЕ/см3. Посевы
выдерживали при 20°С в течение 10 сут. Для проб из каждого флакона
проводили десятикратные разведения. Из разведений 10-3; 10-4 и 10-5 вы-
севали по 0,1 см3 в чашки Петри. Посевы выдерживали в термостате при
20°С в течение трех суток. После этого подсчитывали количество вырос-
ших колоний и определяли содержание АОУ в отобранных образцах воды
следующим образом:
АОУ =
n
N
. 1000,
где N – количество P. fluorescens P 17, выросших на исследуемом образ-
це воды, КОЕ/см3; n – прирост P. fluorescens P 17 на ацетате, рассчитан-
ный на 1 мкг углерода ацетата, мкг ацетат-С/дм3.
Результаты и их обсуждение. Определение ООУ, БДОУ и АОУ были
проведены с января 2010 по март 2011 гг. в исходной воде, отобранной в
200 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 2
месте водозабора на I-ом подъеме, и воде, прошедшей все стадии очист-
ки, предусмотренные на ДВС.
На рис. 1, 2 приведены гистограммы изменения величин ООУ и БДОУ
в исследуемых водах за указанный период.
0
5
10
15
20
25
я
н
в
а
р
ь
2
0
1
0
ф
е
в
р
а
л
ь
2
0
1
0
м
а
р
т
2
0
1
0
а
п
р
е
л
ь
2
0
1
0
м
а
й
2
0
1
0
и
ю
н
ь
2
0
1
0
и
ю
л
ь
2
0
1
0
а
в
гу
с
т
2
0
1
0
с
е
н
тя
б
р
ь
2
0
1
0
о
кт
я
б
р
ь
2
0
1
0
н
о
я
б
р
ь
2
0
1
0
д
е
ка
б
р
ь
2
0
1
0
я
н
в
а
р
ь
2
0
1
1
ф
е
в
р
а
л
ь
2
0
1
1
м
а
р
т
2
0
1
1
М есяц
ООУ, мг С/дм3
Рис. 1. Изменение величин ООУ () и БДОУ () в образцах воды В1 с
января 2010 по март 2011гг.
0
2
4
6
8
10
12
ян
ва
рь
2
01
0
ф
ев
ра
ль
2
01
0
м
ар
т
20
10
ап
ре
ль
2
01
0
м
ай
2
01
0
и
ю
нь
2
01
0
и
ю
ль
2
01
0
ав
гу
ст
2
01
0
се
н
тя
бр
ь
20
10
ок
тя
бр
ь
20
10
н
оя
бр
ь
20
10
де
ка
бр
ь
20
10
ян
ва
рь
2
01
1
ф
ев
ра
ль
2
01
1
м
ар
т
20
11
Месяц
О О У, мг С/дм
3
Рис. 2. Изменение величин ООУ () и БДОУ () в образцах воды В2 с
января 2010 по март 2011 г.
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 2 201
Данные по изменению величин UV
254
за тот же период представлены
на рис. 3.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
ян
ва
рь
2
01
0
фев
ра
ль
2
01
0
мар
т 2
01
0
ап
ре
ль
20
10
май
2
01
0
ию
нь
2
01
0
ию
ль
2
01
0
ав
гу
ст
20
10
се
нт
яб
рь
2
01
0
ок
тя
бр
ь 2
01
0
но
яб
рь
20
10
де
ка
бр
ь 2
01
0
ян
ва
рь
2
01
1
фев
ра
ль
2
01
1
мар
т 2
01
1
Месяц
UV254
Рис. 3. Изменение величины UV
254
в днепровской воде с января 2010 по
март 2011 гг.: – В1; – В2.
В табл.1 показано изменение содержания ООУ в водах В1 и В2 с янва-
ря 2010 по март 2011 гг.
Таблица 1. Эффективность удаления общего органического углеро-
да из днепровской воды после всех стадий обработки
ООУ, мг С/дм3 Время отбора
пробы В1 В2
Степень снижения ООУ, %
Январь 2010 19,2 9,2 52,1
Февраль 2010 16,0 9,0 43,8
Март 2010 14,4 7,9 45,1
Апрель 2010 16,1 9,2 42,9
Май 2010 18,1 10,0 44,7
Июнь 2010 18,0 9,4 47,8
Июль 2010 18,0 9,2 48,9
Август 2010 16,0 9,4 41,2
Сентябрь 2010 14,4 9,2 36,1
Октябрь 2010 12,4 7,0 43,6
Ноябрь 2010 10,1 7,5 25,7
Декабрь 2010 9,1 8,4 7,7
Январь 2011 13,2 8,9 32,6
Февраль 2011 14,3 9,8 31,5
Март 2011 16,2 10,6 34,6
202 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 2
Как видно из рис. 1, 2 и табл. 1, самое высокое значение величины ООУ
наблюдалось в январе 2010 г. и обусловлено специфическими климатичес-
кими условиями в этот период. При этом достаточно высокими были вели-
чина UV
254
и относительная доля БДОУ в составе ООУ. Это связано с возра-
станием в воде соединений с ароматическими и хромофорными группами,
которые эффективно удаляются в процессах коагуляции – отстаивания –
фильтрования. В феврале 2010 г. величина ООУ и доля БДОУ снизилась, а
значение UV
254
осталось практически неизменным, однако степень удале-
ния ООУ изменилась очень незначительно. С апреля по июнь наблюдалось
постепенное повышение содержания ООУ и возрастание величины UV
254
.
В соответствии с этим повышалась и степень удаления ООУ от 43,7 до
50,3%. Доля БДОУ при этом находилась в диапазоне 18,5 – 23,0 %.
Снижение содержания ООУ, величины UV
254
и доли БДОУ в августе и
сентябре 2010 г. способствовало существенному снижению степени удале-
ния ООУ. Таким образом, анализ приведенных данных позволяет предполо-
жить, что степень удаления ООУ в процессах коагуляции – отстаивания –
фильтрования лучше всего коррелирует с изменением величины UV
254
, т.е.
чем она больше, тем выше степень удаления ООУ. Четко выраженной кор-
реляции между долей БДОУ и степенью удаления ООУ не наблюдалось.
В табл. 2 приведены данные по снижению доли БДОУ в днепровской
воде до и после ее обработки.
Таблица 2. Эффективность снижения содержания биологически доступ-
ного органического углерода в процессах обработки днепровской воды
В1 В2
Время отбора
пробы БДОУ,
мгС/дм3
Доля БДОУ,
% от ООУ
БДОУ,
мгС/дм3
Доля БДОУ,
% от ООУ
Степень
снижения
БДОУ, %
Январь 2010 4,3 22,4 0 0 100,0
Февраль 2010 2,2 13,7 0,6 6,7 72,7
Март 2010 2,7 18,6 0,1 1,3 96,3
Апрель 2010 3,7 22,8 0,5 5,4 86,5
Май 2010 4,1 22,6 0 0 100,0
Июнь 2010 4,0 22,5 0,8 8,5 80,0
Июль 2010 3,8 21,1 0 0 100,0
Август 2010 2,7 16,5 0,6 6,4 77,8
Сентябрь 2010 1,6 11,2 0 0 100,0
Октябрь 2010 1,1 9,0 0 0 100,0
Ноябрь 2010 0,9 9,3 0,2 2,7 77,8
Декабрь 2010 0,9 9,9 0,1 1,2 88,9
Январь 2011 0,9 7,1 0,2 2,2 77,8
Февраль 2011 0,9 6,4 0,2 2,0 77,8
Март 2011 0,9 5,8 0,2 1,9 77,8
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 2 203
Как видно, степень снижения содержания БДОУ после обработки
воды тем ниже, чем выше доля БДОУ в составе ООУ. Наличие таких раз-
личий между разными образцами воды может быть отнесено к измене-
ниям качественного состава ПОС в разные периоды года, обусловлен-
ным изменениями распределения по молекулярным массам, степени
гидрофильности – гидрофобности, плотности заряда и состава функцио-
нальных групп.
Известно, что коагулянты наиболее эффективно удаляют гидрофоб-
ные компоненты ПОС и хуже гидрофильные. Несомненно, биологичес-
ки доступный органический углерод является более гидрофильной фрак-
цией ООУ с меньшей молекулярной массой, чем другие фракции. Поэтому
наблюдаемая зависимость эффективности снижения содержания ООУ от
доли БДОУ (см. табл. 2) вполне закономерна. Отсутствие такой зависи-
мости связано, вероятно, с тем, что удаление ПОС (в единицах ООУ)
обусловлено несколькими механизмами: нейтрализацией заряда колло-
идных частиц, комплексообразованием – осаждением растворимой фрак-
ции и ее адсорбцией на осаждающихся флокулах и гидроксиде алюми-
ния [23]. Наблюдающаяся корреляция между изменением UV
254
и
степенью удаления ООУ позволяет предположить, что определяющим в
данном процессе коагуляции является и адсорбция ароматических со-
единений фракций фульвокислот, преобладающих в днепровской воде.
Они обусловливают большую часть заряда ПОС, который оказывает зна-
чительное влияние на протекание коагуляции.
Для обеспечения биологической стабильности воды очень важно
оценить уровень содержания АОУ в днепровской воде до и после ее об-
работки. В табл. 3 приведены данные по изменению содержания АОУ в
образцах вод В1 и В2 с января 2010 по март 2011 гг.
Таблица 3. Изменение содержания ассимилируемого органического
углерода в днепровской воде до и после ее обработки
Содержание АОУ,
мкг ацетат-С/дм3 Время отбора
пробы В1 В2
Степень снижения
АОУ, %
Январь 2010 972 – –
Февраль 2010 856 100 88,3
Апрель 2010 478 182 61,9
Июнь 2010 637 148 76,8
Июль 2010 710 20 97,2
Октябрь 2010 729 – –
Январь 2011 67 0 100,0
Март 2011 162 49 69,8
204 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 2
Как видно из данных табл. 3, содержание АОУ в необработанной днеп-
ровской воде достаточно высокое и ее состояние далеко от биологически
стабильного. Это может обусловить обрастание сооружений подготовки
воды до стадии коагуляции. После всех стадий очистки, предусмотрен-
ных на ДВС, степень снижения содержания АОУ достаточно высокая, и
состояние воды в некоторых случаях может быть оценено как биологи-
чески стабильное или приближающееся к такому.
Выводы. Оценено содержание разных форм органического углеро-
да (общего, биодоступного и ассимилируемого) в воде р. Днепр в райо-
не водозабора Днепровской водопроводной станции и в воде после всех
применяемых стадий очистки. Показано, что эффективность снижения
содержания ООУ в днепровской воде после водоподготовки практи-
чески не зависит от его исходного содержания (район водозабора ДВС),
а коррелирует с изменением величины оптической плотности – чем она
больше, тем выше степень удаления ООУ. Эффективность снижения со-
держания БДОУ в составе ООУ тем ниже, чем выше его доля в исходной
воде. Концентрация АОУ в днепровской воде до обработки (до 972
мкг/дм3) характеризует высокую степень ее биологической нестабильнос-
ти. После водоподготовки в весенне-зимний период концентрация АОУ
в воде снижается до уровня, соответствующего биологически стабиль-
ной воде.
Резюме. Оцінено вміст різних форм органічного вуглецю (загально-
го, біодоступного і асимільованого) у воді р. Дніпро в районі водозабору
водопровідної станції та у воді після всіх застосованих стадій очищення.
Досліджено сезонні зміни вмісту різних форм органічного вуглецю та
вплив обробки води на ці показники.
N.А. Klymenko, O.O. Samsoni-Todorova, L.A. Savchyna,
T.P. Chekhovskaya, I.N. Lavrenchuk, T.M. Zasiad’ko
SEASONAL VARIATIONS OF DIFFERENT FORMS OF ORGANIC
CARBON IN DNIEPER RIVER WATER AND THEIR CHANGES IN
WATER TREATMENT PROCESSES
Summary
The content of different forms of organic carbon (total, biodegradable and
assimilated) in raw and treated Dnieper river water was estimated. The seasonal
variations of different forms of organic carbon content and the influence of
water treatment on these characteristics were studied.
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2012, т. 34, № 2 205
Список литературы
[1] Hu J.Y., Wang Z.S., Ng W.J., Ong S.L. // Water Res. – 1999. – 33. – P. 2587 –
2592.
[2] Jie-Chung Lou, Ting-Wei Chang, Chien-Er Huang // J. Hazard. Materials. –
2009. – 172. – P. 1365 – 1371.
[3] Volk C.J., LeChevallier M. // J. Amer. Water Works Assoc. – 2000. – 92, N5. –
P. 64 – 76.
[4] Raczyk-Stanisіawiak U., Swietlik J., Dabrowska A., Nawrocki J. // Water Res. –
2004. – 38. – P.1044 – 1054.
[5] Ramseir M.K., Peter A., Traber J., von Gunten U. // Ibid. – 2011. – 45. –
P. 2002 – 2010.
[6] Escobar I.C., Randall A.A. // J. Amer. Water Works Assoc. – 2001. – 93, N10. –
P. 77 – 89.
[7] Escobar I.C., Randall A.A. // Water Res. – 2001. – 35. – P. 4444 – 4454.
[8] Lee Y., von Gunten U. // Ibid. – 2010. – 44. – P. 555 – 566.
[9] Waldemer R.H., Tratnyek P.G. // Environ. Sci. and Technol. – 2006. – 40,
N 3. – P. 1055 – 1061.
[10] Swietlik J., Raczyk-Stanisіawiak U., Nawrocki J. // Water Res. – 2009. – 43. –
P. 463 – 473.
[11] Chen C., Zhang X.J., He W.J., Lu W., Han H.D. // Sci. Total Environ. – 2007. –
382, N1. – P. 93 – 102.
[12] Polanska M., Huysman K., van Keer C. // Water Res. – 2005. – 39. –
P. 2259 – 2266.
[13] Hammes F., Salhi E., Koster O., Kaiser H.-P., Egli T., von Gunten U. // Ibid. –
2006. – 40. – P. 2275 – 2286.
[14] Richardson S.D., Simmons J.E., Rice G. // Environ. Sci. and Technol. – 2002. –
36. – P. 199A – 205A.
[15] Yeow Chong Soh, Felicity Roddick, John van Leeuwen // Water Sci. and Tech-
nol. – 2008. – 58, N 6. – P. 1173 – 1179.
[16] Линник П.Н., Васильчук Т.А., Болелая Н.В. // Гидробиол. журн. – 1995. –
31, № 2. – С. 74 – 81.
[17] LeChevallier M.W., Shaw N.E., Kaplan L.A., Bott T.L. // Appl. Environ. Mi-
crobiol. – 1993. – 59, N 5. – P. 1526 – 1531.
[18] Joret I., Levi Y., Dupin T., Gilbert M. // Proc.of the AWWA Annual Conf.
(Orlando (USA), 1998). – Orlando, 1998. – P. 1715 – 1725.
[19] Trulleyova S., Rulik M. // Sci. Total Environ. – 2004. – 332. – P. 253 – 260.
[20] Sondergaard M., Worm J. // Water Res. – 2001. – 35. – P. 2505 – 2513.
[21] Servais P., Billen G., Hascoet M.C. // Ibid. – 1987. – 21. – P. 445 – 450.
[22] Standard methods for the examination of water and wastewater. – Washing-
ton: American Public Health Association, 18th Edition, 1992. – 1100 р.
[23] Sharp E.L., Parsons S.A., Jefferson B. // Sci. Total Environ. – 2006. – 363. –
P.183 – 194.
|