पानी में कुल फास्फोरस (टीपी) का पता लगाना

कुल फास्फोरस एक महत्वपूर्ण जल गुणवत्ता संकेतक है, जिसका जल निकायों के पारिस्थितिक पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य पर बहुत प्रभाव पड़ता है। कुल फास्फोरस पौधों और शैवाल के विकास के लिए आवश्यक पोषक तत्वों में से एक है, लेकिन अगर पानी में कुल फास्फोरस बहुत अधिक है, तो यह जल निकाय के यूट्रोफिकेशन को बढ़ावा देगा, शैवाल और बैक्टीरिया के प्रजनन में तेजी लाएगा, शैवाल खिलने का कारण बनेगा, और जल निकाय के पारिस्थितिक पर्यावरण को गंभीर रूप से प्रभावित करते हैं। और कुछ मामलों में, जैसे पीने के पानी और स्विमिंग पूल के पानी में, कुल फास्फोरस का उच्च स्तर मानव स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचा सकता है, खासकर शिशुओं और गर्भवती महिलाओं को।
पानी में कुल फास्फोरस के स्रोत
(1) कृषि प्रदूषण
कृषि प्रदूषण मुख्य रूप से रासायनिक उर्वरकों के व्यापक उपयोग के कारण होता है, और रासायनिक उर्वरकों में मौजूद फास्फोरस वर्षा जल या कृषि सिंचाई के माध्यम से जल निकायों में बह जाता है। आम तौर पर, उर्वरक का केवल 10%-25% ही पौधों द्वारा उपयोग किया जा सकता है, और शेष 75%-90% मिट्टी में छोड़ दिया जाता है। पिछले शोध परिणामों के अनुसार, पानी में 24%-71% फॉस्फोरस कृषि उर्वरक से आता है, इसलिए पानी में फॉस्फोरस प्रदूषण मुख्य रूप से मिट्टी में फॉस्फोरस के पानी में स्थानांतरित होने के कारण होता है। आंकड़ों के अनुसार, फॉस्फेट उर्वरक की उपयोग दर आम तौर पर केवल 10% -20% है। फॉस्फेट उर्वरक के अत्यधिक उपयोग से न केवल संसाधनों की बर्बादी होती है, बल्कि अतिरिक्त फॉस्फेट उर्वरक सतही अपवाह के माध्यम से जल स्रोतों को प्रदूषित करता है।

(2) घरेलू मलजल
घरेलू सीवेज में सार्वजनिक भवन सीवेज, आवासीय घरेलू सीवेज और सीवरों में छोड़ा गया औद्योगिक सीवेज शामिल है। घरेलू सीवेज में फॉस्फोरस का मुख्य स्रोत फॉस्फोरस युक्त धुलाई उत्पादों, मानव मल और घरेलू कचरे का उपयोग है। धुलाई उत्पादों में मुख्य रूप से सोडियम फॉस्फेट और पॉलीसोडियम फॉस्फेट का उपयोग होता है, और डिटर्जेंट में मौजूद फास्फोरस सीवेज के साथ जल निकाय में बह जाता है।

(3) औद्योगिक अपशिष्ट जल
औद्योगिक अपशिष्ट जल जल निकायों में फास्फोरस की अधिकता पैदा करने वाले मुख्य कारकों में से एक है। औद्योगिक अपशिष्ट जल में उच्च प्रदूषक सांद्रता, कई प्रकार के प्रदूषक, विघटित करने में कठिन और जटिल घटकों की विशेषताएं होती हैं। यदि औद्योगिक अपशिष्ट जल को उपचार के बिना सीधे बहा दिया जाता है, तो इससे जल निकाय पर भारी प्रभाव पड़ेगा। पर्यावरण और निवासियों के स्वास्थ्य पर प्रतिकूल प्रभाव।

सीवेज फॉस्फोरस हटाने की विधि
(1) इलेक्ट्रोलिसिस
इलेक्ट्रोलिसिस के सिद्धांत के माध्यम से, अपशिष्ट जल में हानिकारक पदार्थ क्रमशः नकारात्मक और सकारात्मक ध्रुवों पर कमी प्रतिक्रिया और ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया से गुजरते हैं, और हानिकारक पदार्थ जल शुद्धिकरण के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए हानिरहित पदार्थों में परिवर्तित हो जाते हैं। इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया में उच्च दक्षता, सरल उपकरण, आसान संचालन, उच्च निष्कासन दक्षता और उपकरणों के औद्योगीकरण के फायदे हैं; इसमें कौयगुलांट, सफाई एजेंट और अन्य रसायनों को जोड़ने की आवश्यकता नहीं होती है, यह प्राकृतिक पर्यावरण पर प्रभाव से बचाता है, और साथ ही लागत भी कम करता है। थोड़ी मात्रा में कीचड़ उत्पन्न होगा. हालाँकि, इलेक्ट्रोलिसिस विधि के लिए विद्युत ऊर्जा और इस्पात सामग्री की खपत की आवश्यकता होती है, परिचालन लागत अधिक होती है, रखरखाव और प्रबंधन जटिल होता है, और तलछट के व्यापक उपयोग की समस्या के लिए और अधिक शोध और समाधान की आवश्यकता होती है।

(2) इलेक्ट्रोडायलिसिस
इलेक्ट्रोडायलिसिस विधि में, बाहरी विद्युत क्षेत्र की क्रिया के माध्यम से, जलीय घोल में आयन और धनायन क्रमशः एनोड और कैथोड में चले जाते हैं, जिससे इलेक्ट्रोड के बीच में आयन सांद्रता बहुत कम हो जाती है, और आयन सांद्रता इलेक्ट्रोड के पास वृद्धि हुई है. यदि इलेक्ट्रोड के बीच में एक आयन एक्सचेंज झिल्ली जोड़ा जाता है, तो पृथक्करण और एकाग्रता प्राप्त की जा सकती है। का लक्ष्य। इलेक्ट्रोडायलिसिस और इलेक्ट्रोलिसिस के बीच अंतर यह है कि यद्यपि इलेक्ट्रोडायलिसिस का वोल्टेज अधिक है, लेकिन करंट बड़ा नहीं है, जो आवश्यक निरंतर रेडॉक्स प्रतिक्रिया को बनाए नहीं रख सकता है, जबकि इलेक्ट्रोलिसिस बिल्कुल विपरीत है। इलेक्ट्रोडायलिसिस तकनीक के फायदे यह हैं कि इसमें किसी भी रसायन की आवश्यकता नहीं होती, सरल उपकरण और असेंबली प्रक्रिया होती है और सुविधाजनक संचालन होता है। हालाँकि, कुछ नुकसान भी हैं जो इसके व्यापक अनुप्रयोग को सीमित करते हैं, जैसे उच्च ऊर्जा खपत, कच्चे पानी के पूर्व उपचार के लिए उच्च आवश्यकताएं, और खराब उपचार स्थिरता।

(3) अधिशोषण विधि
सोखना विधि एक ऐसी विधि है जिसमें पानी में प्रदूषकों को हटाने के लिए पानी में कुछ प्रदूषकों को छिद्रपूर्ण ठोस (अवशोषक) द्वारा सोख लिया जाता है और स्थिर कर दिया जाता है। सामान्यतः अधिशोषण विधि को तीन चरणों में विभाजित किया जाता है। सबसे पहले, अधिशोषक अपशिष्ट जल के पूर्ण संपर्क में होता है ताकि प्रदूषक सोख लें; दूसरा, अवशोषक और अपशिष्ट जल को अलग करना; तीसरा, अधिशोषक का पुनर्जनन या नवीनीकरण। अधिशोषक के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सक्रिय कार्बन के अलावा, सिंथेटिक मैक्रोपोरस सोखना राल का भी व्यापक रूप से जल उपचार सोखना में उपयोग किया जाता है। सोखना विधि में सरल ऑपरेशन, अच्छे उपचार प्रभाव और तेजी से उपचार के फायदे हैं। हालाँकि, लागत अधिक है, और सोखना संतृप्ति प्रभाव कम हो जाएगा। यदि राल सोखना का उपयोग किया जाता है, तो सोखना संतृप्ति के बाद विश्लेषण की आवश्यकता होती है, और विश्लेषण अपशिष्ट तरल से निपटना मुश्किल होता है।

(4) आयन विनिमय विधि
आयन एक्सचेंज विधि आयन एक्सचेंज की क्रिया के तहत है, पानी में आयनों को ठोस पदार्थ में फॉस्फोरस के लिए आदान-प्रदान किया जाता है, और फॉस्फोरस को आयन एक्सचेंज राल द्वारा हटा दिया जाता है, जो फॉस्फोरस को जल्दी से हटा सकता है और उच्च फॉस्फोरस हटाने की दक्षता रखता है। हालाँकि, एक्सचेंज रेज़िन में आसान विषाक्तता और कठिन पुनर्जनन के नुकसान हैं।

(5) क्रिस्टलीकरण विधि
क्रिस्टलीकरण द्वारा फास्फोरस को हटाने का अर्थ है अपशिष्ट जल में अघुलनशील फॉस्फेट की सतह और संरचना के समान एक पदार्थ जोड़ना, अपशिष्ट जल में आयनों की मेटास्टेबल स्थिति को नष्ट करना, और क्रिस्टल नाभिक के रूप में क्रिस्टलीकरण एजेंट की सतह पर फॉस्फेट क्रिस्टल को अवक्षेपित करना, और फिर फॉस्फोरस को अलग करें और हटा दें। कैल्शियम युक्त खनिज पदार्थों का उपयोग क्रिस्टलीकरण एजेंटों के रूप में किया जा सकता है, जैसे फॉस्फेट रॉक, बोन चार, स्लैग, आदि, जिनमें से फॉस्फेट रॉक और बोन चार अधिक प्रभावी होते हैं। यह फर्श की जगह बचाता है और इसे नियंत्रित करना आसान है, लेकिन इसमें उच्च पीएच आवश्यकताएं और एक निश्चित कैल्शियम आयन एकाग्रता होती है।

(6) कृत्रिम आर्द्रभूमि
निर्मित आर्द्रभूमि फास्फोरस निष्कासन जैविक फास्फोरस निष्कासन, रासायनिक अवक्षेपण फास्फोरस निष्कासन, और सोखना फास्फोरस निष्कासन के लाभों को जोड़ता है। यह जैविक अवशोषण और आत्मसात और सब्सट्रेट सोखना के माध्यम से फास्फोरस सामग्री को कम करता है। फॉस्फोरस निष्कासन मुख्य रूप से फॉस्फोरस के सब्सट्रेट सोखना के माध्यम से होता है।

संक्षेप में, उपरोक्त विधियाँ अपशिष्ट जल से फास्फोरस को आसानी से और शीघ्रता से हटा सकती हैं, लेकिन इन सभी के कुछ नुकसान भी हैं। यदि किसी एक विधि का अकेले उपयोग किया जाता है, तो वास्तविक अनुप्रयोग में अधिक समस्याओं का सामना करना पड़ सकता है। फॉस्फोरस हटाने के लिए पूर्व उपचार या उन्नत उपचार के लिए उपरोक्त विधियां अधिक उपयुक्त हैं, और जैविक फॉस्फोरस हटाने के साथ मिलकर बेहतर परिणाम प्राप्त हो सकते हैं।
कुल फास्फोरस के निर्धारण की विधि
1. मोलिब्डेनम-एंटीमनी एंटी-स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री: मोलिब्डेनम-एंटीमनी एंटी-स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री के विश्लेषण और निर्धारण का सिद्धांत है: अम्लीय परिस्थितियों में, पानी के नमूनों में फास्फोरस मोलिब्डेनम एसिड और एंटीमनी पोटेशियम टार्ट्रेट के साथ आयनों के रूप में प्रतिक्रिया करके एसिड मोलिब्डेनम बना सकता है। कॉम्प्लेक्स। पॉलीएसिड, और इस पदार्थ को कम करने वाले एजेंट एस्कॉर्बिक एसिड द्वारा नीला कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए कम किया जा सकता है, जिसे हम मोलिब्डेनम नीला कहते हैं। पानी के नमूनों का विश्लेषण करने के लिए इस पद्धति का उपयोग करते समय, जल प्रदूषण की डिग्री के अनुसार विभिन्न पाचन विधियों का उपयोग किया जाना चाहिए। पोटेशियम परसल्फेट का पाचन आम तौर पर कम स्तर के प्रदूषण वाले पानी के नमूनों पर केंद्रित होता है, और यदि पानी का नमूना अत्यधिक प्रदूषित है, तो यह आम तौर पर कम ऑक्सीजन, उच्च धातु लवण और कार्बनिक पदार्थ के रूप में दिखाई देगा। इस समय, हमें ऑक्सीकरण मजबूत अभिकर्मक पाचन का उपयोग करने की आवश्यकता है। निरंतर सुधार और पूर्णता के बाद, पानी के नमूनों में फास्फोरस सामग्री निर्धारित करने के लिए इस पद्धति का उपयोग करने से न केवल निगरानी समय कम हो सकता है, बल्कि उच्च सटीकता, अच्छी संवेदनशीलता और कम पहचान सीमा भी हो सकती है। व्यापक तुलना से, यह पता लगाने का सबसे अच्छा तरीका है।
2. फेरस क्लोराइड कटौती विधि: पानी के नमूने को सल्फ्यूरिक एसिड के साथ मिलाएं और इसे उबलने तक गर्म करें, फिर कुल फॉस्फोरस को फॉस्फेट आयन में कम करने के लिए फेरस क्लोराइड और सल्फ्यूरिक एसिड मिलाएं। फिर रंग प्रतिक्रिया के लिए अमोनियम मोलिब्डेट का उपयोग करें, और कुल फास्फोरस एकाग्रता की गणना करने के लिए अवशोषण को मापने के लिए वर्णमिति या स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री का उपयोग करें।
3. उच्च तापमान पाचन-स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री: कुल फास्फोरस को अकार्बनिक फास्फोरस आयनों में परिवर्तित करने के लिए पानी के नमूने को उच्च तापमान पर पचाना। फिर सीआर(III) और फॉस्फेट उत्पन्न करने के लिए अम्लीय परिस्थितियों में फॉस्फेट आयन और पोटेशियम डाइक्रोमेट को कम करने के लिए एक अम्लीय पोटेशियम डाइक्रोमेट समाधान का उपयोग करें। Cr(III) का अवशोषण मान मापा गया, और फॉस्फोरस की सामग्री की गणना मानक वक्र द्वारा की गई।
4. परमाणु प्रतिदीप्ति विधि: पानी के नमूने में कुल फास्फोरस को पहले अकार्बनिक फास्फोरस रूप में परिवर्तित किया जाता है, और फिर इसकी सामग्री निर्धारित करने के लिए परमाणु प्रतिदीप्ति विश्लेषक द्वारा विश्लेषण किया जाता है।
5. गैस क्रोमैटोग्राफी: पानी के नमूने में कुल फास्फोरस को गैस क्रोमैटोग्राफी द्वारा अलग किया जाता है और उसका पता लगाया जाता है। पानी के नमूने को पहले फॉस्फेट आयनों को निकालने के लिए उपचारित किया गया था, और फिर एसीटोनिट्राइल-पानी (9:1) मिश्रण का उपयोग पूर्व-स्तंभ व्युत्पन्न के लिए विलायक के रूप में किया गया था, और अंत में कुल फास्फोरस सामग्री गैस क्रोमैटोग्राफी द्वारा निर्धारित की गई थी।
6. इज़ोटेर्मल टर्बिडीमेट्री: पानी के नमूने में कुल फॉस्फोरस को फॉस्फेट आयनों में परिवर्तित करें, फिर एक पीला कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए प्रतिक्रिया करने के लिए बफर और मोलिब्डोवानाडोफॉस्फोरिक एसिड (एमवीपीए) अभिकर्मक जोड़ें, एक कलरमीटर के साथ अवशोषण मूल्य को मापें, और फिर अंशांकन वक्र का उपयोग किया गया था कुल फास्फोरस सामग्री की गणना करने के लिए।