Af hverju er nátríumtío­súlfat notað í vandmeðferð til að fjarlægja klór?

Efnafræðilag lagrás nátríumtío­súlfats við hlutnun á klóri

Redoxlagskipti milli nátríumtío­súlfats og frjáls klórs

Þegar natríumtío­súlfat kemst í snertingu við frjálsan klór, verkar það fljótt gegn honum með redox-aðgerð þar sem tío­súlfat-íonið berðist sem lesiefni. Aðalform klórsins í hlutnægri vatnsleysu er súráttsýra (HOCl), sem tekur rafeindir frá tío­súlfat-íónunum og breytir þeim í súlfat (SO4^2-). Sama tíma verður HOCl að klóríónum (Cl^-). Það sem gerir þennan ferli sérstaklega gagnlegan er að hann myndar ekki skaðleg aukaafurðir eins og klóramín eða þríhálómetan á meðan. Vegna þessa forgangsröðun margar rannsóknarstofur og akvakultúrustöðvar á natríumtío­súlfati þegar þarf að fjarlægja eftirafn klórs án þess að koma nýjum mengunarefnum inn í kerfin sín.

Stæðigildi: Af hverju 1,75 mg/L natríumtío­súlfat fjarlægir 1 mg/L af klór

Flestar vatnsmeðferðarstöðvar halda sig við 1,75:1 hlutfallið við blanda saman nátríumtío­sulfati og klór. Þetta byggir beint á athugunum á hvernig þessar efni endursverka saman í tilraunastofu. Skoðum til dæmis þessa jöfnu: 4Cl2 plús S2O3^2- plús 5H2O verður 8Cl^- plús 2SO4^2- plús 10H+. Þegar reiknað er í raun, virkar ein móll af nátríumtío­sulfati (um 158 grömm per móll) með fjórum mólum af Cl2 (nálægt 284 grömm samtals). Þetta gefur okkur um 1,8:1 sem upphafspunkt. En í raun og veru nota flestar stöðvar 1,75 mg/L. Af hverju? Því að ekkert fer nokkurn tíma fullkomlega í raunverulegum aðstæðum. Það koma alltaf smáatriði í veg fyrir, eins og hlutaendurskipti, ójöfn blöndun og handahófskennd öræðisefni sem flöktast um. Lágri tölvan er einfaldlega raunhæfari í raun og heldur meðferðinni öruggri og áhrifamikilli í gegnum mismunandi kerfi.

Endurskiptahraði og háð pH í raunverulegum aðstæðum

Þessi aðgerð getur fjarlægt yfir 95% af klóri innan 30 sekúnda ef skilyrðin eru rétt: umhverfis herbergis hita (um 25 gráður Celsius) og pH gildi á bilinu 6,5 til 8,5. Þetta er í raun áttin þar sem þíósúlfat er stöðugt og er nógu af HOCl fyrir hendi til aðgerða. En verið verður vandamál utan þessa bils. Ef pH gildið lækkar undir 5,0 byrjar þíósúlfat að brjótast niður í súlfurbindid og súlfít, sem gerir það miklu minna áhrifamikið. Á hinn bóginn, þegar pH fer yfir 9,0, sjáum við meira af hægar verknandi hypoklórít-jóninni (OCl⁻), sem hægir allt mjög mikið á. Kaldari vatn (um 5 gráður Celsius) þýðir að starfsfólk verður að bíða 2 til 3 mínútur í stað sekúndna. Og ekki skal gleyma vandamálum í raunheimnum heldur. Háar styrkur af sveifandi efnispartíklum eða lífrænum efnis tegundum í vatninu geta gripið í klór-molekýl eða barist við rakaefni okkar um pláss, svo svæðis-raftæknar finna sig oft koma fyrir með að breyta magni eftir því sem verkefnið krefst á staðnum.

Notkun í vatnsmeðferð: Hvar og hvers vegna valin er nátríumtíoþiosúlfat

Afklórun í úrgangi og umhverfisreglugerð

Vefsóunarrokanlegur víða um land nota natríumtío-súlfat til að fjarlægja klór úr vatni áður en því er losnað aftur í umhverfið. Umhverfisverndarstofnunin (EPA) krefst þess að eftirstandandi klór sé undir 0,1 mg/l, og hjálpar sú refni vökvanlegunum að halda sig innan þessa strangra markmiðs. Það sem gerir natríumtío-súlfat sérstakt er að þegar það brist niður myndast ómeðhöndulag súlfatefni sem ekki skaða staðbundin vistkerfi. Þetta er í skarpri mótsögn við aðrar lausnir eins og svaveldíoxíð eða natríumbisúlfít, sem geta í raun aukið sýrustig vatnsins og stundum valdið vandamálum með vexti súlfatreduzerandi baktería. Vefsóunarrokanlegur virða samvinnuhlutfall natríumtío-súlfatsins (um 1,75 hlutar efni fyrir hvern hluta klór) sem er mjög jafnt. Þessi áreiðanleiki gerir starfsmönnum kleift að sjálfstraust koma inn magninu, jafnvel á meðan hámarkshraði flæðisins er náður, svo að tryggt sé að uppfyllt sé ekki aðeins kröfur EPA heldur einnig heilbrigðisheildar Sameinuðu þjóðanna (WHO) til verndar vatnvistkerfa.

Líffæraupplýsingar í akvakultúr, vísindaleg greining og endurnýtingarkerfi

Nátríumtío­súlfat virkar mjög fljótt til að fjarlægja klórskemmdir á fiskaþvöðum, sérstaklega mikilvægt fyrir viðkvæmar tegundir eins og lax og reyður. Innan nokkurra mínútna eftir að það er bætt í vatnið, stöðvar þessi sameind deyfingu fiska þegar þeir eru færðir á milli kerja eða þegar ný kerfis eru sett í gang. Lör sem eru víðspreidd um allt land nota nátríumtío­súlfat til að fjarlægja afgjörinn klór áður en próf eru gerð á hlutum eins og BOK-stigi og næringarefnum. Vandamálið er að jafnvel mjög litlir magn klórs geta ruglað í þessum lífræna prófum. Þegar fyrirtæki vilja endurnýta vatn sitt, kemur nátríumtío­súlfat aftur að gagni, þar sem það takast á við bæði venjulegan klór og þá seigari klóramínuna án þess að skila eftir neinum rotandi efnislag. Þetta gerir það fullkomlegt fyrir kælig kerfi sem endurnýta vatn og fyrir undirbúning vatns sem fer í himnur. Fiskbændur elska það einnig í neyðartilvikum eins og brotinn rör eða bilun á púmpum, þar sem fljóð aðgerð getur bjargað lífi. En samt ráðleggja engir að nota það sem varanlega lausn án rétts fylgist með, þar sem of mikil magn getur valdið öðrum vandamálum á langan tíma.

Reglugerðarstaðall og öryggisatriði varðandi notkun nátríumtío­súlfats

EPA, WHO og staðbundnar reglur um afgjörðun kórsýringar og afkórun

EPA hefur sett takmark á 0,1 mg/l fyrir afgengt klór í úrgangsveitu loftneyslu í gegnum NPDES leyfisforritið. Markmið þessa takmarks er að vernda vatnvistkerfi við bæði beina skaða og langvarandi skemmdir. Ef horft er á alþjóðlegar staðla, mælir heilbrigðisheilbrigðishevndin (WHO) með því að halda afgengt klór undir 0,2 mg/l þegar vatn er endurnytt fyrir til dæmis flæðingu eða iðnaðarverk. Þeir vilja minnka óvinsæla afleiðingar af gerð deyfivirkra efna sem geta myndast við vinnsluferli. Sum svæði eru enn strangari en þessar leiðbeiningar. Til dæmis krefjast sumar strandnáttúru svæði að mest 0,05 mg/l sé leyft á úrgangsstöðum í ámundum. Að uppfylla þessi kröfur felur í sér nákvæmar útreikningar á lyfjagjöf. Flest kerfi byggja á grunnhlutfalli um 1,75 hluta natríumtío-súlfat fyrir hvern hluta af klóri sem er til staðar. Þetta verður útgangspunkturinn fyrir hönnun kerfa sem varast lögthakmörkunum og standast reglulegar yfirferðir vegna samræmis.

Giftighet, öryggishöndun og vernd verkfræðinga (OSHA/NIOSH leiðbeiningar)

Natríumtío­súlfat er ekki mjög giftigt ef það er leyst inn, og rannsóknir sýna að munnlegt LD50 gildi sé yfir 5.000 mg/kg í rotteykingum. Það kemur ekki fyrir á listum yfir þekkta krabbameinsvaldandi eða umhverfishættur heldur. En samt ráðleggja vinnusafnýsingarstofnanir eins og OSHA og NIOSH grunnvarnarráðstafanir til manns sem vinna reglulega með efnið. Vinnumenn ættu að nota nítrílhandskarfa og stönglar til að koma í veg fyrir húð- eða augnirritun hvorki af duftformi né lausnum. Geymsla ætti að vera í vel loftuðum svæðum langt frá fekti, þar sem dökkt getur valdið niðurbrot með tímanum. Þegar spillan á sér stað, þurfa stofnanir að hafa viðeigandi hreinsunarferli með efnum eins og vermkjólíti í stað vatns, þar sem vatn hrækkar raunverulega niðurbrotið. Öllum vinnustöðum sem notast við natriumtiosúlfat skal halda uppfærðum öryggisgögnum tiltækum samkvæmt reglum OSHA. Þeim líka að fylgjast með lofthættu til að tryggja að verkframaútsetning verði undir markmiðinu á 15 mg/m³ sem sett er fyrir 8 klukkutíma vinnudag. Með því að fylgja þessum leiðbeiningum er tryggt örugg rekstur hvort sem um er að ræða borgarvatnsmeðhöndlun, framleiðsluumhverfi eða rannsóknarlaboratoríum þar sem efnið er algengt.

Algengar spurningar

Hvað er natríumtío­súlfat notað til í vandmeðhöndlun?

Natríumtío­súlfat er notað í vandmeðhöndlun til að nøytralísera klór og fjarlægja það úr vötnum án þess að mynda skaðlega byggni. Það er valið fyrir vald þess að mynda óharmlegra súlfatefni.

Hvernig endursverkar natríumtío­súlfat við klór?

Natríumtío­súlfat endursverkar við klór í oxunarminnunarsviðri, þar sem það verkar sem oxunarhamandi og breytir klóri í klóríón og myndar súlfat úr tío­súlfatíónum.

Af hverju er 1,75:1 hlutfallið notað fyrir natríumtío­súlfat og klór?

1,75:1 hlutfallið tryggir raunhæfa ávöxtun í raunverulegum aðstæðum, með tilliti til þátta eins og hlutfallsbundin sviðr og lífrænt efni sem geta haft í vegi fyrir fullkomnum efnaendursvörum.

Hverir þættir áhrif hafa á endursvöruhraða natríumtío­súlfats og klórs?

Þættir eins og pH, hitastig og tilvera sveifðra einda eða lífræns efnis geta áhrif á hraða og ávöxtun endursvörunar milli natríumtío­súlfats og klórs.