طرق الكشف عن المواد العضوية السامة المتواجدة في مياه الفضلات الصناعية

1996 معالجة مياه الفضلات الصناعية

أ.د أحمد فيصل أصفري

KFAS

الكشف عن المواد العضوية السامة مياه الفضلات الصناعية الكيمياء

كما ذكرنا سابقاً فإن الملوثات العضوية السامة أو النكدة هي، تلك العناصر العضوية الملوّثة، التي لا يمكن معالجتها في محطات البيولوجية البلدية، نظراً لتأثيراتها السامة على الكتلة الحيوية، وتَسببها في اضطراب النمو الحيوي (البكتيري) للكائنات الدقيقة التي تقوم بالمعالجة البيولوجية.

لذلك يجب إجراء معالجة خاصة لهذه الملوثات، والتي تنحصر كما ذكر سابقاً في 114 مركباً عضوياً ساماً، إضافة إلى السيانايد والاسبستوس، كما صنفتها وكالة حماية البيئة الأمريكية EPA.

سوف نبحث لاحقاً بشكل مستقل في طرق إزالة عدد من الملوثات اللامعدية والعضوية الشائعة، مثل: السيلينيوم – الفلورايد – السيانايد – الفينول، نظراً لشيوع استخداماتها الصناعية، وسنعرض بعد ذلك الطرق الشائعة في إزالة الملوثات العضوية السامة بشكل عام.

 

إن العناصر الشائعة الداخلة في تركيب المواد العضوية هي: الكربون – الهيدروجين – النتروجين – الأوكسجين – الكبريت – الفوسفور – الهالوجينات…، وعناصر أخرى قليلة التركيز.

يتم الكشف عن مكونات المواد العضوية بتفكيك تلك المواد عن طريق تحويل العناصر الداخلة في تركيبها إلى أيونات، أي أكسدة المادة العضوية، فيتحول الكربون إلى ثاني أوكسيد الكربون، والهيدروجين إلى الماء، والنتروجين إلى غاز النتروجين، والكبريت إلى حمض الكبريت، والفوسفور والهالوجينات إلى حموض هالوجينية.

 

1- الكشف عن الكربون

تضاف إلى المادة العضوية مؤكسِد قوي، كأوكسيد النحاس CuO، ويتم حرق المزيج. إن وجود الكربون في المادة العضوية يؤدي إلى التفاعل التالي:

تؤدي إضافة ثاني أوكسيد الكربون إلى الكلس المطفأ Cu(OH)₂ إلى تعكير الكلس المطفأ، وتشكيل كربونات الكالسيوم:

 

2- الكشف عن الهيدروجين

نتيجة احتراق المادة العضوية التي أضيف إليها أوكسيد النحاس، تظهر قطرات على جدران أنبوبة الاختبار الحاوية على المزيج المحروق.

إن وجود الهيدروجين في القطرات المتجمعة (أي في المادة العضوية) يتحقق إذا أضيفت القطرات إلى مسحوق كبريتات النحاس الأبيض وأدت هذه الإضافة إلى تحول اللون إلى الأزرق (كبريتات النحاس المائية)، وذلك وفق التفاعلين التاليين:

 

3- الكشف عن النتروجين

تتم أكسدة المادة العضوية الحاوية على النتروجين، بإضافة معدن الصوديوم فيتشكل سيانايد الصوديوم:

يضاف إلى الناتج محلول كبريتات الحديدي، ثم يسخن المحتوى، فينتج سيانايد الحديد ويستمر التفاعل وفق ما يلي:

بعد ذلك تضاف بضع قطرات من محلول كلورايد الحديد، فيتشكل راسب أزرق (أزرق بروسيا) وفق التفاعل التالي:

إن اللون الأزرق هو الذي يشير إلى وجود النتروجين في المادة العضوية.

 

4- الكشف عن الكبريت

تتم أكسدة المادة العضوية الحاوية على الكبريت، بإضافة معدن الصوديوم، فينتج كبريت الصوديوم، وفق التفاعل التالي:

ثم تضاف إلى الناتج قطرات من خلاّت الرصاص، ويسخن المزيج، فيتشكل راسب أسود من كبريت الرصاص، وفق التفاعل التالي:

إن عدم تشكل الراسب الأسود يعني عدم وجود الكبريت في المادة العضوية.

 

5- الكشف عن الفوسفور

تتم أكسدة المادة العضوية الحاوية على الفوسفور، بإضافة حمض النتروجين والتسخين، فيحصل التفاعل التالي:

ثم بإضافة حجم مماثل من محلول مولبدات الألمنيوم والتسخين، يتشكل راسب بللوري أصفر اللون من فوسفور مولبدات الألمنيوم، وهذا يدل على وجود الفوسفور في المادة العضوية، وذلك وفق التفاعل التالي:

 

6- الكشف عن الهالوجينات

وهي: الفلور F، والكلور Cl، والبروم Br، واليود I، والاستاتين At.

الهالوجينات، عناصر فعالة جداً، وقلما توجد بالحالة الحرة، وإنما تصادف في الطبيعة بشكل مركبات ترتبط فيها الأيونات السالبة F-, Cl-, Br-, I- مع أيونات أخرى، وهي قابلة للانحلال بشدة في الماء.

هناك عدة طرق للكشف عن الهالوجينات، من أسهلها ما يلي:

 

يوضع في أنبوب اختبار مزيج من المادة العضوية مع ثاني أوكسيد المنغنيز MnO2، ويسخن الأنبوب، فيتصاعد الهالوجين بشكل حر كما يلي:

– إذا ظهر لون أصفر مخضر، فذلك يدل على وجود الكلور في المادة العضوية.

– إذا ظهر لون أحمر، فذلك يدل على وجود البروم في المادة العضوية.

– إذا ظهرت أبخرة بنفسجية، فذلك يدل على وجود اليود في المادة العضوية.

 

لعنصر الفلور استخدامات عديدة في الصناعة، لذلك يمكن التخلص منه في مياه الفضلات الصناعية بالترسيب الكيميائي بالكلس، أو الألوم، أو بالامتزاز (هيدروكسي أباتيت – ألومينا)، أو بالترسيب بوساطة بيكاربونات الكالسيوم + الكلس (على مرحلتين).

بشكل عام يوجد العديد من الملوثات على شكل أيونات سالبة، يمكن تصنيفها في المجموعات التالية:

 

1- المجموعة الأولى، أو مجموعات الغازات الحمضية، وتضم:

– أيون الكربونات CO₃^-2: وهذا يمكن ترسيبه بالحموض القوية أو Ba⁺²، أو 

–  أيون الكبريت S^-2: وهذا يمكن ترسيبه بالحموض القوية 2H⁺، أو Pb⁺².

 

2- المجموعة الثانية، أو مجموعة الباريوم:

وتضم أيون الكبريتات SO₄^-2، وأيون الكبريتيت SO₃^-2، وأيون الفوسفات PO₄^-3، وأيون الكرومات CrO₄^-2.

جميع هذه الأيونات يمكن ترسيبها بأيون الباريوم Ba⁺².

 

3- المجموعة الثالثة، أو مجموعة نترات الفضة:

وتشمل أيونات الهالوجينات، أي أيون الكلور Cl^–، وأيون البروم Br^–، وأيون اليود I^–، وترسب أيونات هذه المجموعة من محاليلها المحمَّضة بحمض الآزوت بفعل أيون الفضة Ag⁺.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]