Курсовая теория на тему Ионохроматоргафический анализ питьевых и сточных вод

Содержание:

Введение. 2

1.
Теоретическая часть. 4

1.1
Ионная хроматография как метод определения качества воды.. 4

1.2
Методы ионной хроматографии. 7

1.3
Ионообменная хроматография и ее применение. 11

Заключение. 25

Список
использованных источников. 27

Введение:

Воды и атмосферные осадки,
которые поступают в естественные водоемы с территорий населенных пунктов и
предприятий, принято называть сточными водами. Отвод данных вод осуществляется
посредством канализации или естественным путем. Сточные воды это в большей или
меньшей степени загрязненные в результате использования бытовые, промысловые и
производственные воды, содержащие отбросы или отработанное тепло, а также
отличающиеся изменившимися в отрицательную сторону физическими и биологическими
свойствами. Таким образом можно сделать вывод о, безусловно, антропогенном
происхождении и неоднородности стоков, а также о сложности очистки или
утилизации данного продукта антропогенной деятельности. Из-за ухудшившихся
биологических и физических свойств, сточные воды пагубно влияют на развитие
всей биосферы. Сточные воды провоцируют и ускоряют эвтрофикацию водоемов из
обильного содержания в них фосфора и азота, а также приводят к изменению
естественных биоценозов и, как следствие, гибели биологических видов,
загрязнению объектов водопользования, используемые человеком в качестве
источника питьевой воды. Так же происходит обильное воздействие на артезианские
бассейны: их биологическая чистота несопоставима с их состоянием до
научно-технической революции, обусловившей эру активного антропогенного
воздействия на природу.

Вследствие научно-технической
мысли, ее развитии и повсеместном внедрение, источниками сточных вод являются
практически любые антропогенные объекты: жилые дома, образовательные
учреждения, медицинские объекты, торговые склады и точки реализаций товаров,
различные сервисные организации, АЗС, металлургическая промышленность, пищевая
промышленность, фармацевтической промышленность, сельхозяйственные угодья и т.
д. Для контроля качества и объема поступления сточных вод разрабатываются
законы и подзаконные акты, происходит внедрение и разработка как новых, так и
уже зарекомендованных себя методов очистки. Формируется всесторонний анализ
сточных вод, позволяющий разработать оптимальный алгоритм очистки (с учетом
характера загрязнителей) для каждого промышленного объекта.

Классификация сточных вод:

1)Хозяйственно-бытовые. Этот тип
стоков в основном поступает из жилых домов, а так же объектов социального
пользования (больницы, образовательные учреждения, торговые центры и т. д.).
Отведение происходит посредством хозяйственно-бытовой и общесплавной
канализации. Состав загрязнителей: 58 % — органика, 42 % — минеральные
вещества. Особенность — высокое содержание азотсодержащих соединений и
фосфатов, значительная степень фекального загрязнения.

2)Промышленные сточные воды.
Основной загрязнитель — объекты промышленности и предприятия различного рода
деятельности. Отведение происходит посредством промышленной канализации. Спектр
загрязнителей характеризуется видом промышленной деятельности. Содержат
органические и неорганические элементы. Наибольшую опасность для гидросферы и
человека представляют нефтепродукты, органические красители, фенолы,
поверхностно-активные вещества, сульфаты, хлориды и тяжелые металлы.

3)Поверхностные сточные воды.
Основное поступление из дождевых и талых вод, формирующихся из атмосферных
осадков, проникающих в почву и стекающих в водоемы посредством ливневой
канализации с территории промышленных предприятий и населенных пунктов. Спектр
возможных загрязнителей широк и определяется особенностями территории и видом
антропогенной деятельности, преобладающей в районе стока.

Заключение:

Самое раннее сообщение об
ионообменной хроматографии датируется 1850 годом, когда Томпсон изучал
адсорбцию ионов аммония в почвах [9-11]. В 1947 году Спеддинг и Пауэлл
опубликовали серию работ, описывающих практические методы препаративного
разделения редких земель методом вытеснительной ионообменной хроматографии.
Начиная с 1950-х годов, Краус и Нельсон сообщили о многочисленных аналитических
методах, которые используются для ионов металлов, основанных на разделении их
хлоридных, фторидных, нитратных или сульфатных комплексов с помощью анионной
хроматографии [12]. Для разделения белков ионообменный хроматографический метод
был описан Петерсоном и трезвом в 1956 году. В современной форме ионообменная
хроматография была введена малом, Стивенсом и Бауманом в 1975 году [3]. Gjerde
et al. опубликовал метод для анионной хроматографии в 1979 году, и за этим
последовал аналогичный метод для катионной хроматографии в 1980 году [12].
Ионообменная хроматография использовалась в течение многих лет для разделения
различных ионных соединений; катионы и анионы и по-прежнему продолжает
использоваться. Популярность ионообменной хроматографии в последние годы
возросла, поскольку эта методика позволяет проводить анализ широкого спектра
молекул в фармацевтической, биотехнологической, экологической,
сельскохозяйственной и других отраслях промышленности [2].

Поскольку выделение
фармакологически активных веществ, ответственных за активность, стало возможным
в начале 19-го века, исследования открытия лекарств резко возросли [33]. Таким
образом, в последнее десятилетие наблюдается также рост интереса к жидкостным
хроматографическим процессам в связи с растущей фармацевтической промышленностью
и потребностями фармацевтической и специальной химической промышленности в
высокоспецифичных и эффективных методах разделения. Для выделения биологически
активных молекул из различных источников используется несколько различных типов
методов жидкостной хроматографии [25]. Ионообменная хроматография-это, пожалуй,
самый мощный и классический вид жидкостной хроматографии. Он все еще широко
используется сегодня для анализа и разделения молекул, которые по-разному
заряжены или ионизируются, таких как белки, ферменты, пептиды, аминокислоты,
нуклеиновые кислоты, углеводы, полисахариды, лектины самостоятельно или в
сочетании с другими хроматографическими методами [34]. Кроме того, ионообменная
хроматография может применяться для выделения и очистки органических молекул из
природных источников, которые являются протонированными основаниями, такими как
алкалоиды, или депротонированными кислотами, такими как жирные кислоты или
производные аминокислот [35]. Ионообменная хроматография имеет много
преимуществ. Этот метод широко применяется для анализа большого количества
молекул с большой емкостью. Метод легко перенесен к маштабам изготавливания с
низкой ценой. Высокие уровни очистки нужной молекулы могут быть достигнуты с
помощью ионообменной ступени. Последующее наблюдение за нерастворенными
экстрагируемыми природными продуктами может быть осуществлено с помощью этой
методики [17, 35]. Следовательно, ионообменная хроматография, которая
используется при разделении ионных молекул уже более полувека, до сих пор
используется как полезный и популярный метод выделения натуральных продуктов в
современном фармацевтическом производстве и продолжает расширяться с развитием
новых технологий.

Фрагмент текста работы:

1. Теоретическая часть

1.1 Ионная хроматография как метод определения качества воды

Ионная хроматография используется
для химического анализа воды. Ионные хроматографы способны измерять
концентрации основных анионов, таких как фторид, хлорид, нитрат, нитрит и
сульфат, а также основные катионы, такие как литий, натрий, аммоний, калий,
кальций и магний в диапазоне часть-на-миллиард (ppb). Концентрацию
органических кислот также можно измерить с помощью ионной хроматографии.

Рисунок 1. Хроматограф

Ионная хроматография, форма
жидкостной хроматографии, измеряет концентрации ионных видов путем их
разделения на основе их взаимодействия со смолой. Ионные виды разделяются
по-разному в зависимости от вида типа и размера. Растворы проб проходят
через хроматографическую колонку под давлением, где ионы поглощаются
компонентами колонки. По мере того как жидкость извлечения Иона, известная
как элюент, бежит через колонку, поглощенные ионы начинают отделять от
колонки. Время удерживания различных видов определяет ионные концентрации
в образце.

Некоторые типичные применения
хроматографии Иона включают:

• Анализ
  питьевой воды на предмет загрязнения и других составляющих
• Определение
  химического состава воды в водных экосистемах
• Определение
  содержания сахара и соли в пищевых продуктах
• Выделение
  отдельных белков