1 、 المؤشرات الكيميائية العضوية
الأكسجين المذاب (DO للاختصار)
يشير الأكسجين المذاب (DO) إلى الأكسجين الجزيئي (O2) المذاب في الماء. يرتبط محتوى الأكسجين المذاب في الماء بعوامل مثل الضغط الجوي ودرجة حرارة الماء ومحتوى الملح. إن انخفاض الضغط الجوي، وزيادة درجة حرارة الماء، وزيادة الملوحة يمكن أن تؤدي جميعها إلى انخفاض محتوى الأكسجين المذاب. الأنهار النظيفة بشكل عام، يمكن أن يكون الأكسجين المذاب قريبًا من قيمة تشبع درجة حرارته، وعندما يكون هناك عدد كبير من ازدهار الطحالب، قد يكون الأكسجين المذاب مفرطًا في التشبع؛ عندما يكون المسطح المائي ملوثًا بالمواد العضوية، أو المواد المختزلة غير العضوية، فإن ذلك سيؤدي إلى تقليل محتوى الأكسجين المذاب، أو حتى يميل إلى الصفر، عندما يكون التكاثر البكتيري اللاهوائي نشطًا، وتدهور جودة المياه. عندما يكون الأكسجين المذاب في الماء أقل من 3 إلى 4 ملجم/لتر، تواجه العديد من الأسماك صعوبة في التنفس وتموت بسبب الاختناق. يعد الأكسجين المذاب أحد المؤشرات المهمة لتلوث المياه.
الطلب على الأكسجين الكيميائي (يُختصر الطلب على الأكسجين الكيميائي COD)
يشير الطلب الكيميائي للأكسجين إلى ثنائي كرومات البوتاسيوم (K2Cr2O7) أو برمنجنات البوتاسيوم (KMnO4) كعامل مؤكسد، وأكسدة المواد المختزلة في الماء لاستهلاك كمية العامل المؤكسد، وتحويل النتائج إلى كمية الأكسجين (ملغ / لتر). تشمل المواد المختزلة في الماء المواد العضوية والنتريت والكبريتيد وأملاح الحديدوز والمواد غير العضوية الأخرى. يعكس COD مدى تلوث المياه عن طريق تقليل المواد. وانطلاقاً من شيوع تلوث المسطحات المائية بالمواد العضوية، يستخدم هذا المؤشر أيضاً كأحد المؤشرات الشاملة للمحتوى النسبي للمادة العضوية، ويتم اعتماده كبند رقابي في مختلف القرارات المتعلقة جودة المياه. ملحوظة: إصدار الصين لمعايير جودة المياه الجوفية البيئية (1988)، وقيمة COD التي يتم قياسها بطريقة ثاني كرومات البوتاسيوم الحمضية التي تسمى طلب الأكسجين الكيميائي، (CODCr للاختصار)، وقيمة COD التي يتم قياسها بطريقة برمنجنات البوتاسيوم تسمى مؤشر برمنجنات، (CODMn لـ قصير).
مؤشر البرمنجنات واستهلاك الأكسجين (CODMn)
يعد مؤشر البرمنجنات، المعروف أيضًا باسم استهلاك الأكسجين، مؤشرًا شائعًا للتلوث بالمواد العضوية وغير العضوية القابلة للأكسدة في المسطحات المائية. يتم تعريفها على أنها: في ظل ظروف معينة، أكسدة بعض المواد المختزلة العضوية وغير العضوية في عينات المياه باستخدام برمنجنات البوتاسيوم، وحساب كمية الأكسجين المعادلة من كمية برمنجنات البوتاسيوم المستهلكة. وهو يعكس كمية المواد العضوية وغير العضوية العالقة والمذابة في الماء والتي يمكن أكسدتها بواسطة برمنجنات البوتاسيوم. يُعرف مؤشر برمنجنات أيضًا بطريقة برمنجنات البوتاسيوم للطلب على الأكسجين الكيميائي (COD) في تحليلات مراقبة جودة المياه السابقة. ومع ذلك، بسبب هذه الطريقة في الظروف المحددة، لا يمكن أكسدة المادة العضوية في الماء إلا جزئيًا، ولا يمثل الطلب النظري على الأكسجين، ولكنه أيضًا لا يعكس إجمالي المحتوى العضوي للجسم المائي في المقياس، وبالتالي، مصطلح برمنجنات مؤشر كمؤشر لنوعية المياه، ليختلف عن طريقة ثنائي كرومات البوتاسيوم في الطلب على الأكسجين الكيميائي، وأكثر انسجاما مع الواقع الموضوعي. عادةً ما يكون CODcr أكبر من 2 إلى 5 مرات من CODMn، والبيانات التي حصلنا عليها عمليًا هي نفسها بشكل أساسي. CODcr بشكل عام هو 2 إلى 5 مرات من CODMn، والبيانات التي نحصل عليها في العمل الفعلي تقع بشكل أساسي في هذا النطاق.
الطلب على الأكسجين الكيميائي الحيوي (يشار إلى الطلب على الأكسجين الكيميائي الحيوي بـ Bمن)
يشير الطلب على الأكسجين الكيميائي الحيوي إلى كمية الأكسجين المذاب في ظروف الأكسجين المذاب، والكائنات الحية الدقيقة الهوائية في تحلل المواد العضوية في الماء في عملية الأكسدة البيوكيميائية لكمية الأكسجين المذاب المستهلكة. وفي الوقت نفسه يشمل أيضا مثل كبريتيد الحديدوز وغيرها من المواد غير العضوية المختزلة مثل أكسدة استهلاك الأكسجين، ولكن هذا الجزء يمثل عادة نسبة صغيرة. ينقسم التحلل الهوائي للمواد العضوية تحت تأثير الكائنات الحية الدقيقة عمومًا إلى مرحلتين. 1) مرحلة أكسدة المواد الكربونية، وبشكل رئيسي المواد العضوية الكربونية المؤكسدة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء؛ 2) مرحلة النترجة، وخاصة المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين في التحلل البكتيري النتري تحت تأثير النتريت والنترات. حوالي 5-7 أيام بعد الهامة. ولذلك، فإن طريقة الحضانة الحالية شائعة الاستخدام لمدة 20 درجة مئوية (طريقة BOD5) لتحديد قيمة BOD بشكل عام لا تشمل مرحلة النترجة. إن BOD يعكس درجة التلوث العضوي للجسم المائي وهو مؤشر شامل، ولكنه أيضًا مؤشر شامل. دراسة تدهور مياه الصرف الصحي من تأثير المعالجة البيوكيميائية والكيميائية الحيوية، فضلا عن المعالجة الكيميائية الحيوية لتصميم عملية مياه الصرف الصحي والبحث الحركي في المعلمات الهامة.
إجمالي الفوسفور (TP للاختصار)
الفوسفور الكلي هو المؤشر الرئيسي للتحكم في التخثث في المسطحات المائية. الكمية الإجمالية لأشكال الفوسفور المختلفة الموجودة في الماء والتي يمكن أكسدتها إلى فوسفات بواسطة مواد مؤكسدة قوية. الفوسفور عنصر غذائي لنمو النبات وضروري للحياة. إذا تجاوز الفوسفور في الماء التركيز الحرج، فإنه سيحفز نمو النباتات المائية، لذلك “الكال بلوم” يحدث، مما أدى إلى التخثث في الجسم المائي. ويدخل الفوسفور إلى المسطحات المائية من خلال عدد من المسارات المختلفة، مثل تصريف المياه العادمة التي تحتوي على مركبات الفوسفور، والجريان السطحي من الحقول الزراعية، ومزارع الماشية. وفي السنوات الأخيرة، أدى استخدام المنظفات المحتوية على الفوسفور وغيرها من المواد اليومية المحتوية على الفوسفور إلى زيادة انبعاثات الفسفور.
نيتروجين الأمونيا (NH3-N للاختصار)
نيتروجين الأمونيا في الماء هو نيتروجين على شكل أمونيا حرة NH3 (وتسمى أيضًا أمونيا غير أيونية) وأمونيا أيونية NH4+. بالنسبة للمياه السطحية، غالبًا ما يكون تحديد الأمونيا غير الأيونية مطلوبًا. يتم تحديد نسبة تكوين الاثنين من خلال الرقم الهيدروجيني ودرجة حرارة الماء؛ فعندما يكون الرقم الهيدروجيني مرتفعاً تكون نسبة الأمونيا الحرة أعلى، والعكس صحيح بالنسبة لأملاح الأمونيا. يأتي نيتروجين الأمونيا في الماء بشكل رئيسي من منتجات تحلل المواد العضوية النيتروجينية المعرضة للعمل الميكروبي في مياه الصرف الصحي المنزلية، ومياه الصرف الصناعي مثل فحم الكوك وتخليق الأمونيا، وكذلك تصريف الأراضي الزراعية. عندما يكون محتوى نيتروجين الأمونيا مرتفعا، فإنه يكون ساما للأسماك ومضرا للإنسان بدرجات مختلفة.
إجمالي النيتروجين (TN للاختصار)
الكمية الإجمالية للأشكال المختلفة من النيتروجين غير العضوي والعضوي في الماء. بما في ذلك NO3- وNO2- وNH4+ وغيرها من النيتروجين والبروتينات غير العضوية، والأحماض الأمينية والأمينات العضوية والنيتروجين العضوي الآخر، محسوبة بالملليجرام من النيتروجين لكل لتر من الماء. وغالبًا ما يستخدم للإشارة إلى درجة تلوث المسطح المائي بالعناصر الغذائية. يعد إجمالي محتوى النيتروجين في الماء أحد أهم مؤشرات جودة المياه. يساعد قياسه على تقييم حالة التلوث والتنقية الذاتية للمسطح المائي. عندما تتجاوز مواد النيتروجين والفوسفور الموجودة في المياه السطحية المستوى الطبيعي، تتكاثر الكائنات الحية الدقيقة، وتنمو العوالق بقوة، ويحدث التخثث.
إجمالي الكربون العضوي (TOC)
وهو مؤشر شامل للكمية الإجمالية للمواد العضوية في جسم مائي معبرا عنها بمحتوى الكربون. بما أن قياس TOC يعتمد طريقة الاحتراق، فإنه يمكن أكسدة جميع المواد العضوية، والتي يمكن أن تعكس بشكل أفضل الكمية الإجمالية للمادة العضوية من BOD5 أو COD.
إجمالي الطلب على الأكسجين (TOD)
ويشير إلى كمية الأكسجين اللازمة لأكسدة المادة العضوية في الماء أثناء الاحتراق، ويتم التعبير عن النتيجة بوحدة ملجم/لتر من O2. يمكن أن يعكس TOD فقط كمية الأكسجين اللازمة لتحويل جميع المواد العضوية تقريبًا إلى ثاني أكسيد الكربون، وH2O، وNO، وSO2…بعد الاحتراق. وهو أقرب إلى قيمة الطلب النظري على الأكسجين من BOD و COD.