Соединения серы (сероводород, сульфиды и сульфаты)

Обычно в водах сероводород не содержится или же присутствует в незначи­тельных количествах в придонных слоях, главным образом в зимний период, когда затруднена аэрация и ветровое перемешивание водных масс.

Главным источником сероводорода и сульфидов в поверхностных водах являются восстановительные процессы, протекающие при бактериальном разложении и биохимическом окислении органических веществ естественно­го происхождения и веществ, поступающих в водоем со сточными водами (хозяйственно-бытовыми, предприятий пищевой, металлургической, хими­ческой промышленности, производства сульфатной целлюлозы и др.). Осо­бенно интенсивно процессы восстановления происходят в подземных водах и придонных слоях водоемов в условиях слабого перемешивания и дефицита кислорода. Значительные количества сероводорода и сульфидов могут посту­пать со сточными водами нефтеперерабатывающих заводов, с городскими сточными водами, водами производств минеральных удобрений.

Концентрация сероводорода в водах быстро уменьшается за счет окисле­ния кислородом, растворенным в воде, и микробактериологических процес­сов (тионовыми, бесцветными и окрашенными серными бактериями).

В процессе окисления сероводорода образуются сера и сульфаты. Интен­сивность процессов окисления сероводорода может достигать 0,5 г H2S на литр в сутки.

Причиной ограничения концентраций в воде является высокая токсич­ность сероводорода, а также неприятный запах, который резко ухудшает ор­ганолептические свойства воды, делая ее непригодной для питьевого водо­снабжения и других технических и хозяйственных целей. Появление серово­дорода в придонных слоях служит признаком острого дефицита кислорода и развития заморных явлений.

Для водоемов санитарно-бытового и рыбохозяйственного пользования наличие сероводорода и сульфидов недопустимо (ПДК — полное отсутствие). Сульфаты присутствуют практически во всех поверхностных водах. Сульфат­ион является одним из самых распространенных анионов.

Главным источником сульфатов в поверхностных водах являются процес­сы химического выветривания и растворения серосодержащих минералов, в основном гипса, а также окисления сульфидов и серы. Значительные коли­чества сульфатов поступают в водоемы в процессе отмирания организмов и окисления веществ растительного и животного происхождения, а также с подземным стоком.

В больших количествах сульфаты содержатся в шахтных водах и в про­мышленных стоках производств, в которых используется серная кислота, например окисление пирита.

Ионная форма SO4^2- характерна только для маломинерализованных вод. При увеличении минерализации сульфатные ионы склонны к образованию устойчивых ассоциированных нейтральных пар типа CaSO4, MgSO4. Содер­жание сульфатных ионов в растворе ограничивается сравнительно малой растворимостью сульфата кальция. При низких концентрациях кальция, а также в присутствии посторонних солей концентрация сульфатов может зна­чительно повышаться.

Концентрация сульфата в природной воде лежит в широких пределах. В реч­ных водах и в водах пресных озер содержание сульфатов часто колеблется от 5-10 до 60 мг/дм³, в дождевых водах — от 1 до 10 мг/дм³. В подземных водах содержание сульфатов нередко достигает значительно больших величин. Кон­центрация сульфатов в поверхностных водах подвержена заметным сезонным колебаниям и обычно коррелирует с изменением общей минерализации воды.

Повышенные содержания сульфатов ухудшают органолептические свой­ства воды и оказывают физиологическое воздействие на организм человека. Поскольку сульфат обладает слабительными свойствами, его предельно до­пустимая концентрация строго регламентируется нормативными актами. Концентрация сульфатов в водах, используемых в целях водоснабжения, ог­раничена 100 мг/дм³. Весьма жесткие требования по содержанию сульфатов предъявляются к водам, питающим паросиловые установки, поскольку в присутствии кальция сульфаты образуют прочную накипь. Вкусовой порог сульфата магния лежит в пределах от 400 до 600 мг/дм³, для сульфата кальция — от 250 до 800 мг/дм³. Наличие сульфата в промышленной и питьевой воде может быть как полезным, так и вредным.

Не замечено, чтобы сульфат в питьевой воде влиял на процессы коррозии, но если используются свинцовые трубы, то концентрация сульфатов выше 200 мг/дм³ может привести к вымыванию в воду свинца.

5.5.