სულფატის იონები არის გოგირდმჟავას საშუალო მარილები. ამ ნაერთებიდან ბევრი წყალში ძალიან ხსნადია. ნორმალურ პირობებში ნივთიერებები აგრეგაციის მყარ მდგომარეობაშია, აქვთ ღია ფერი. ბევრი სულფატური იონი დანალექი წარმოშობისაა, ეს არის საზღვაო და ტბის ქიმიური ნალექები.
შენობის მახასიათებლები
კრისტალური სტრუქტურა საშუალებას იძლევა რთული ანიონების შემცველობა SO42-. ორვალენტიანი ლითონის სულფატები შეიძლება გამოიყოს ჩვეულებრივ ნაერთებად. მაგალითად, სულფატის იონები კალციუმის, ბარიუმის, სტრონციუმის კათიონებთან შერწყმით წარმოქმნიან უხსნად მარილებს. ეს ნალექები არის მინერალები, რომლებიც თავისუფლად არსებობს ბუნებაში.
წყალში ყოფნა
გარდა ამისა, სულფატური იონი წარმოიქმნება მარილების დისოციაციის დროს, ამიტომ ეს იონები გვხვდება ზედაპირულ წყლებში. ასეთი ნაერთების ძირითადი წყაროა სულფიდების და გოგირდის ქიმიური დაჟანგვის პროცესები.
მნიშვნელოვანი რაოდენობით სულფატის იონები შედიან წყლის სხეულებში ცოცხალი ორგანიზმების სიკვდილის, ხმელეთის და წყლის მცენარეული არსებების დაჟანგვის დროს. გარდა ამისა, ისინი გვხვდება მიწისქვეშა სანიაღვრეებში.
Bსულფატის იონის მნიშვნელოვანი რაოდენობა წარმოიქმნება სამრეწველო და სასოფლო-სამეურნეო ჩამდინარე წყლებში.
დაბალმინერალიზებული წყალი ხასიათდება SO42- იონების არსებობით. ასევე არსებობს ასეთი ნაერთების სტაბილური ფორმები, რომლებიც დადებითად მოქმედებს სასმელი წყლის მინერალიზაციაზე. მაგალითად, მაგნიუმის სულფატი არის უხსნადი ნაერთი, რომელიც გროვდება წყალში.
მნიშვნელობა გოგირდის ციკლში
თუ გავაანალიზებთ სულფატ იონს წყალში, აუცილებელია აღვნიშნოთ მისი მნიშვნელობა ბუნებაში გოგირდის და მისი ნაერთების სრული ციკლისთვის. სულფატის შემამცირებელი ბაქტერიების მოქმედების გამო, ატმოსფერული ჟანგბადის წვდომის გარეშე, იგი მცირდება წყალბადის სულფიდამდე და სულფიდებად. ნიადაგის წყლებში ჟანგბადის არსებობის გამო ეს ნივთიერებები ხელახლა გარდაიქმნება სულფატებად.
სულფატის შემამცირებელი ბაქტერიების მოქმედებით და ჟანგბადის არარსებობის პირობებში ისინი იშლება სულფიდებად და წყალბადის სულფიდად. მაგრამ როგორც კი ჟანგბადი გამოჩნდება ბუნებრივ წყალში, ისინი კვლავ იჟანგება სულფატებად.
წვიმის წყალში SO42- იონების კონცენტრაცია აღწევს 10 მგ კუბურ დეციმეტრზე. მტკნარი წყლებისთვის ეს მაჩვენებელი არის დაახლოებით 50 მგ/დმ3. მიწისქვეშა წყაროებში სულფატების რაოდენობრივი შემცველობა მნიშვნელოვნად მაღალია.
ზედაპირული წყლები ხასიათდება სეზონისა და გოგირდმჟავას იონების პროცენტული კავშირით. გარდა ამისა, რაოდენობრივ მაჩვენებელზე გავლენას ახდენს ადამიანის ეკონომიკური აქტივობა, ველურ ბუნებაში მიმდინარე შემცირებისა და დაჟანგვის პროცესები.
ზემოქმედება წყლის ხარისხზე
სულფატები მნიშვნელოვან გავლენას ახდენენ სასმელი წყლის ხარისხზე. მათი გაზრდილი კონცენტრაცია უარყოფითად მოქმედებს ორგანოლეპტიკურ მახასიათებლებზე. წყალი იძენს მარილიან გემოს, იზრდება მისი სიმღვრივე. ასეთი ანიონების გაზრდილი შემცველობა უარყოფითად მოქმედებს ადამიანის ორგანიზმში მიმდინარე ფიზიოლოგიურ პროცესებზე. ისინი ცუდად შეიწოვება სისხლში ნაწლავებიდან. მომატებული კონცენტრაციის დროს ისინი აძლევენ საფაღარათო ეფექტს, არღვევენ საჭმლის მონელების პროცესებს.
შესაძლებელი გახდა სულფატების ნეგატიური ეფექტის დადგენა თმაზე, გამაღიზიანებელი ეფექტი თვალებისა და კანის ლორწოვან გარსზე. იმ საფრთხის გამო, რომ ისინი წარმოადგენენ ადამიანის ორგანიზმს, მნიშვნელოვანია სულფატის იონების განსაზღვრა და დროული ზომების მიღება სასმელ წყალში მათი რაოდენობის შესამცირებლად. რეგლამენტის მიხედვით, ისინი არ უნდა აღემატებოდეს 500 მგ კუბურ დეციმეტრზე.
წყალში ანიონების განსაზღვრის თავისებურებები
ლაბორატორიული კვლევები ეფუძნება ხარისხობრივ რეაქციას სულფატ იონზე Trilon B-ით. ტიტრაცია ხორციელდება GOST 31940-12-ის შესაბამისად, დადგენილი SO42--ისთვის. სასმელი და ჩამდინარე წყალში სულფატური ანიონების შემცველობის გამოვლენასთან დაკავშირებული ლაბორატორიული ექსპერიმენტების ჩასატარებლად მზადდება ბარიუმის ქლორიდის ხსნარები მოცემული კონცენტრაციით (0,025 მოლი დმ3). გარდა ამისა, ანალიზისთვის საჭიროა ხსნარები: მაგნიუმის მარილები, ამიაკის ბუფერი, ტრილონ B, ვერცხლის ნიტრატი, შავი ერიოქრომის T მაჩვენებელი.
ალგორითმიანალიზის ნაბიჯები
ლაბორანტი იყენებს კონუსურ კოლბას, რომლის მოცულობა არის დაახლოებით 250 მლ. მას პიპეტის გამოყენებით ემატება 10 მლ მაგნიუმის მარილის ხსნარი. შემდეგ გაანალიზებულ კოლბას ემატება 90 მლ გამოხდილი წყალი, 5 მლ ბუფერული ამიაკის ხსნარი, ინდიკატორის რამდენიმე წვეთი, ტიტრირება ხდება EDTA-ს დინატრიუმის მარილის ხსნარით. პროცესი ტარდება მანამ, სანამ ფერი არ შეიცვლება ლურჯიდან წითელ-იისფერიდან.
შემდეგ, განისაზღვრება ტიტრირებისთვის საჭირო EDTA დინატრიუმის მარილის ხსნარის რაოდენობა. საიმედო შედეგის მისაღებად, სასურველია გაიმეოროთ პროცედურა 3-4 ჯერ. კორექტირების ფაქტორის გამოყენებით, განახორციელეთ სულფატური ანიონების შემცველობის რაოდენობრივი გამოთვლა.
ტიტრაციისთვის გაანალიზებული ნიმუშების მომზადების თავისებურებები
ტარდება ორი ნიმუშის ერთდროული ანალიზი 100მლ მოცულობით. აუცილებელია 250 მლ-ზე გათვლილი კონუსური კოლბების აღება. ლაბორატორიის თანაშემწე თითოეულ მათგანში ატარებს გაანალიზებული ნიმუშის 100 მლ. შემდეგ მათ ემატება 2-3 წვეთი კონცენტრირებული მარილმჟავა, 25 მლ ბარიუმის ქლორიდი და კოლბები მოთავსებულია წყლის აბაზანაში. გათბობა ტარდება 10 წუთის განმავლობაში, შემდეგ საჭიროა გაანალიზებული ნიმუშების დატოვება 60 წუთის განმავლობაში.
შემდეგ ნიმუშები იფილტრება ისე, რომ ფილტრზე არ იყოს ბარიუმის სულფატის ნალექი. ფილტრი ირეცხება გამოხდილი წყლით, მოწმდება ხსნარში ქლორიდის იონების არარსებობა. ამისათვის პერიოდულად ჩაატარეთ ხარისხობრივირეაქცია ვერცხლის ნიტრატის ხსნარით. თუ ღრუბლიანობა გამოჩნდება, ეს მიუთითებს ხსნარში ქლორიდების არსებობაზე.
შემდეგ მოათავსეთ ფილტრი კოლბებში, სადაც იყო ნალექი. 5 მლ ამიაკის დამატების შემდეგ კოლბის შიგთავსი შუშის ღეროთი აურიეთ, გახსენით ფილტრი, გაანაწილეთ ფსკერზე. 5 მგ გაანალიზებული იონების საფუძველზე წყალს ემატება 6 მლ EDTA დინატრიუმის მარილი. შიგთავსს აცხელებენ წყლის აბაზანაში, შემდეგ ადუღებენ ელექტრო ღუმელზე, სანამ ფილტრთან ერთად წყალში შესული ნალექი მთლიანად არ დაიშლება.
გათბობის ხანგრძლივობა არ უნდა აღემატებოდეს ხუთ წუთს. ანალიზის ხარისხის გასაუმჯობესებლად აუცილებელია კოლბის შიგთავსის პერიოდულად შერევა შუშის ჯოხით.
ნიმუშის გაციების შემდეგ დაამატეთ 50 მლ გამოხდილი წყალი, 5 მლ ბუფერული ამიაკის ხსნარი და რამდენიმე წვეთი ალკოჰოლის ინდიკატორის ხსნარი. შემდეგ, ტიტრირება ტარდება სულფატის ან მაგნიუმის ქლორიდის ხსნარის დინატრიუმის მარილის EDTA ჭარბი რაოდენობით, სანამ არ გამოჩნდება სტაბილური მეწამული ელფერი.
დასკვნა
ნატრიუმის, კალიუმის, სულფატის იონები ჩამდინარე წყლებში წარმოიქმნება არა მხოლოდ სხვადასხვა ბუნებრივი პროცესების, არამედ ადამიანის საქმიანობის შედეგად. იმისათვის, რომ საკვებად მოხმარებულმა წყალმა უარყოფითი გავლენა არ მოახდინოს ცოცხალ ორგანიზმებზე, აუცილებელია მასში სხვადასხვა ანიონებისა და კატიონების რაოდენობრივი შემცველობის მონიტორინგი.
მაგალითად, Trilon B-ით ნიმუშების ტიტრირებისას შესაძლებელია ნიმუშებში სულფატური ანიონების შემცველობის რაოდენობრივი გამოთვლები,მიიღოს კონკრეტული ზომები ამ მაჩვენებლის შესამცირებლად (საჭიროების შემთხვევაში). თანამედროვე ანალიტიკურ ლაბორატორიებში სასმელი წყლის ნიმუშებში ასევე აღმოჩენილია მძიმე მეტალის კათიონები, ქლორის ანიონები, ფოსფატები, პათოგენური მიკროორგანიზმები, რომლებიც დასაშვები კონცენტრაციების გადაჭარბებისას უარყოფითად მოქმედებს ადამიანის ფიზიკურ და ემოციურ ჯანმრთელობაზე.
ასეთი ლაბორატორიული ექსპერიმენტებისა და მრავალი კვლევის შედეგების საფუძველზე, ანალიტიკოსები ასკვნიან, რომ წყალი ვარგისია მოხმარებისთვის ან რომ მას სჭირდება დამატებითი გაწმენდა, სპეციალური ფილტრაციის სისტემის გამოყენება, რომელიც დაფუძნებულია წყლის ქიმიურ გაწმენდაზე.
