606_HHerbakov_JU._S._Praktikum_Monitoring_sredy_obitanija_

Жесткость, мг-экв/л = ,

где 0,05 – молярность трилона Б; V – объем трилона Б, пошедший на титрование, мл; 1000 – коэффициент пересчета в л; 10 – объем пробы воды, взятой на анализ, мл.

3.6. Определение нитратов в пробах снега.

Метод основан на реакции нитратов с с салициловокислым натрием в присутствии серной кислоты с образованием соли нитросалициловой кислоты, окрашенной в желтый цвет.

Ход работы. 10 мл исследуемой воды помещают в фарфоровую чашку. Прибавляют 1 мл раствора салициловокислого натрия и выпаривают досуха. После охлаждения сухой остаток увлажняют 1 мл концентрированной серной кислоты, тщательно растирают его стеклянной палочкой и оставляют на 10 мин. Затем добавляют 5 – 10 мл дистиллированной воды и количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл. Прибавляют 7 мл 10 Н раствора едкого натра, доводят объем дистиллированной водой до метки и перемешивают. В течение 10 мин после прибавления едкого натра окраска не изменяется. Сравнение интенсивности окраски исследуемой пробы производят фотометрическим методом, измеряя оптическую плотность раствора (фиолетовый светофильтр ).

Содержание нитратов определяют по калибровочному графику в мг/л ( в работе желательно пользоваться готовой предварительно полученной стандартной кривой ).

3.7. Определение сульфат-ионов

Метод основан на определении сульфат-иона в виде BaSO4 в солянокислой среде с помощью гликолевого реагента:

BaCl2 + SO = BaSO4¯ + 2Cl –

Гликоль, введенный в реакционную смесь при осаждении сульфата бария, стабилизирует образующуюся суспензию BaSO4 и делает возможным турбидиметрическое определение сульфатов.

Ход работы: К 5 мл талого снега после фильтрования добавляют 1 – 2 капли соляной кислоты ( 1 : 1 ), 5 мл гликолевого реагента и тщательно перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность полученного раствора на фотоэлектроколориметре или спектрофотометре в кюветах толщиной 20 мм при l = 364 нм. В качестве раствора сравнения используют исследуемую пробу с добавлением гликолевого реагента, приготовленного без хлорида бария. Содержание сульфатов находят по калибровочной кривой.

41

Оптимальные интервалы концентраций для турбидиметрического определения сульфат-иона находятся в интервале 2 – 25 мг/л.

Все результаты определений записываются в таблицу 1.

Таблица 1 Физико-химические характеристики снега

Ввыводах по проделанной работе должно быть отражено:

1.определение наибольшего экологического риска в одной из точек исследования;

2.объяснение, откуда появилось загрязнение в том или ином пункте отбора проб сульфатами, ионами хлора, органическими веществами, ионами кальция и магния, нитратами;

3.выявление наиболее экологически благоприятных зон.

Контрольные вопросы

1.Какие загрязнения снежного покрова следует ожидать в радиусе действия: автотранспорта; теплоэлектростанций;предприятий черной и цветной металлургии; предприятий органического синтеза.

2.Почему надо пересчитывать результаты на 1 л талого снега, почему нельзя сравнивать исходные данные?

3.В чем заключается принцип комплексонометрического определения жесткости воды?

4.Каковы характерные реакции на ионы хлора и сульфат-ионы?

5.На чем основан метод турбидиметрического анализа сульфат-ионов?

6.Объясните изменение цвета раствора при титровании пробы воды раствором ЭДТА.

7.Напишите формулу этилендиаминтетрауксусной кислоты, объясните

ееспособность образовывать прочные комплексы.

8.Напишите формулу эриохрома черного Т и объясните способность этого

соединения образовывать комплексы с металлами.

42

Практическая работа № 6

Оценка качества воды в различных объектах

Цель работы: Оценить качество воды в различных объектах

1. Общие сведения о

Гидросфера служит естественным аккумулятором большинства загрязняющих веществ, Поступающих в атмосферу или литосферу. Это связано с большой растворяющей

способностью воды, с круговоротом воды в природе, а также с тем, что водоем являются конечным пунктом на пути движения различных сточных вод.

Под качеством воды понимают совокупность ее свойств, обусловленных характером и концентрацией содержащихся в воде примесей.

Существуют 3 группы показателей, определяющих качество воды:

1 – показатели, характеризующие органолептические свойства (запах, вкус, цветность, прозрачность, мутность);

2 – показатели, характеризующие химический состав воды ( рН, жесткость, БПК, ХПК и другие );

3 – показатели, характеризующие эпидемическую безопасность воды ( общее микробное число и число бактерий группы Coli ).

Сеть наблюдений, сбора, обработки и управления данными о состоянии водных объектов составляет систему национального мониторинга. Контроль за качеством воды и

распределением пресных вод между пользователями и водопотребителями возложен на ряд соответствующих министерств и ведомств.

За санитарно – гигиенические состояния водоемов в пределах городов, населенных пунктов отвечает Минздрав России. Санитарно – эпидемиологическая служба этого

министерства осуществляет систематический контроль санитарно – биологический характер воды тех водных объектов, откуда осуществляется водоснабжение.

Служба наблюдения и контроля решает следующие задачи:

- наблюдение и контроль за уровнем загрязнения вод по химическим, физическим и гидробиологическим показателям;

43

-изучение динамики загрязняющих веществ и выявление условий, при которых

-происходят резкие колебания уровня загрязнения;

-изучение закономерностей процессов самоочищения и накопления загрязняющих

-веществ в донных отложениях;

-изучение закономерностей выноса веществ через устьевые створы рек

для определения баланса этих веществ в водоемах.

Наблюдение и контроль за уровнем загрязнения вод производится на постоянных и временных пунктах наблюдения, располагающихся как в местах наличия, так

и

отсутствия влияния хозяйственной деятельности. Последнее необходимо для производства фоновых наблюдений.

При этом организуются:

-стационарная сеть пунктов наблюдений за естественным составом и загрязнением поверхностных вод по физическим, химическим и гидробиологическим показателям;

-специализированная сеть пунктов на загрязненных водных объектах;

-временная экспедиционная сеть пунктов для наблюдения на объектах, не охваченных вышеуказанными пунктами наблюдений.

Основные требования к сети:

приоритет изучения и контроля антропогенного воздействия на поверхностные воды;

систематичность и комплектность наблюдений за качеством воды по физическим, химическим, биологическим показателям и проведение сопутствующих гидрологических измерений;

согласованность сроков наблюдений с характерными гидрологическими ситуациями;

определение показателей качества воды едиными методами; оперативность получения информации о качестве воды. Пункты наблюдений должны удовлетворять требованиям

репрезентативности и располагать данными о расходах рек и уровнях воды в водоемах.

Следует максимально стремиться к совмещению пунктов наблюдений с режимными гидрологическими постами.

Основными объектами при выборе пунктов наблюдений и контроля должны являться следующие:

44

· места сброса сточных и ливневых вод городов, крупных поселков и сельскохозяйственных комплексов;

·места сброса сточных вод отдельными крупными промышленными предприятиями (заводы, рудники, шахты, нефтепромыслы и др.;

·места сброса подогретых вод от ТЭС, ГРЭС, АЭС;

·места сброса коллекторно–дренажных вод, отводимых с орошаемых

или осушаемых земель;

·приплотинные участки рек, являющиеся важными для рыбного хозяйства;

·крупные нерестилища и зимовья ценных пород рыб;

·замыкающие створы больших и средних рек, впадающих в моря и внутренние водоемы, имеющие большое народно хозяйственное значение;

·границы крупных экономических районов, республик и стран, пересекаемые транзитными реками;

·устьевые зоны загрязненных притоков главной реки внутри крупных речных систем и больших озер и водохранилищ, имеющих важное народнохозяйственное значение.

В каждом пункте должно быть намечено не менее двух-трех створов. На водотокахпервый (фоновый) створ целесообразно располагать на

расстоянии 1 км выше источника загрязнений, что достаточно для исключения влияния сбрасываемых сточных вод. На водоемах фоновый створ (вертикаль) размещается вне зоны влияния загрязнения от данного источника, определяемой по данным рекогносцировочных наблюдений или расчетным путем.

Второй створ предназначен для контроля за изменением качества воды водотока или водоема вблизи выпуска сточных вод, т. е. в зоне загрязнения. В соответствии с санитарными нормами желательно размещать его на расстоянии 1 км выше ближайшего места водопользования (водозабора). На реках, используемых в рыболовных целях, этот створ должен располагаться на расстоянии 0,5 км ниже по течению от места сброса вод, а на водоемах – 0,5 км в сторону наиболее выраженного течения.

Третий створ целесообразно разместить таким образом, чтобы данные наблюдений на нем характеризовали качество воды в целом по поперечному сечению водного потока, т. е. он должен находиться в месте достаточного (не менее 80%) перемешивания сточных вод с водами реки. Однако, этот створ не должен находиться ниже того места, где при указанном расходе воды концентрация загрязняющих веществ оказывается меньше пределов чувствительности химико–аналитических методов.

Вфоновом створе на водотоках и водоемах пробы воды достаточно отбирать с поверхностного горизонта на одной вертикали. На остальных створах на нескольких вертикалях со следующих горизонтов: при глубине до 5 м – с

45

поверхностного горизонта; при глубине 5-10 м – с поверхностного и придонного горизонтов; при более 10 м – дополнительно с промежуточного (среднего) горизонта.

Как и в случае атмосферного воздуха, важнейшим принципом является экологическое нормирование качества воды водных объектов. Для вредных примесей, содержащихся в воде, устанавливаются ПДК, превышение которых недопустимо при хозяйственно

– питьевом, рекреационном или ином использование водоѐма [30, 31].

В нашей стране нормирование качества воды водоемов осуществляется в соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» (1975 г.). Целью разработки и законодательного утверждения «Правил» является предупреждение и устранение существующего загрязнения сточными водами рек, озер, водохранилищ, прудов, искусственных каналов, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, культурно-бытовых нужд населения, а также длярыбохозяйственных целей. В «Правилах» дифференцированы требования к составу и свойствам воды для каждого вида водопользования и подчеркнуты принципы обязательности защиты всех водопользователей. В случаях одновременного использования водоемов для различных нужд следует исходить из более жестких требований в ряду одноименных нормативов качества воды. Особо отмечается, что запрещается сбрасывать в водоемы сточные воды, содержащие ценные отходы, производственное сырье, реагенты и т. д., которые могут быть устранены путем рациональной технологии.

Условия сброса сточных вод определяются с учетом степени возможного их смешения в водоемах, при этом состав и свойства воды реки или водоема должны соответствовать нормативам в створе, расположенном на расстоянии 1 км от ближайшего пункта водопользования.

Общие требования к составу и свойствам воды для водотоков питьевого или рекреационного назначения приведены в табл. 3.14, а для водоемов, используемых в рыбохозяйственных целях, - в табл. 3.15. При питьевом или рекреационном использовании водных объектов нормируется 11 основных показателей состава и свойств воды, а для 420 ядовитых веществ установлены предельно допустимые концентрации (ПДК), которые могут иметь место в водоеме в контрольном створе. Для водоемов, используемых в рыбохозяиственных целях, нормируется 8 основных показателей и приведены ПДК для 72 ядовитых веществ.

ПДК ядовитых веществ устанавливаются санитарными врачами и биологами и утверждаются высшими инстанциями. Все ядовитые вещества по своему влиянию на организм человека и на жизнь водоема делятся на три категории (лимитирующие показатели вредности — ЛПВ):

- вещества, изменяющие органолептические свойства воды (цвет, запах, вкус);

46

-вещества, влияющие на общесанитарное состояние водоема (в

частности, на скорость протекания процессов самоочищения);

-вещества, определяющие санитарно-токсикологические свойства воды, оказывающие влияние на организм человека и обитающих в водоеме животных (токсичные вещества).

В «Правилах охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» указывается, что содержание каждого ядовитого вещества в воде водоема не должно превышать ПДК.

Отбор проб воды и их консервация

Отбор проб – операция, от правильного выполнения которой во многом зависит точность получаемых результатов. Неправильный выбор пунктов, горизонтов, времени наблюдений,

ошибки в организации и технике отбора проб приводят к более серьезным искажениям получаемой информации, чем некорректный анализ

В нормативных документах (ГОСТ Р 51592-2000, ИСО 5667-2, ИСО 5667-

3 и др.)

определены основные правила и рекомендации, которые следует использовать для получения репрезентативных проб. Различные виды водоемов обусловливают некоторые особенности отбора проб в каждом случае.

Пробы из рек и водных потоков отбирают для определения качества воды в бассейне Реки, пригодности воды для пищевого использования, орошения, рыборазведения, купания и водного спорта, установления источников загрязнения.

Для определения влияния места сброса сточных вод и вод притоков, пробы отбирают выше по течению и в точке, где произошло полное смешение вод.

Отбор проб из озер должен быть тщательно спланирован, в связи с тем, что качество воды в озерах сильно различается по глубине из-за термальной стратификации, причиной которой могут быть фотосинтез в поверхностной зоне, подогрев воды, воздействие донных отложений или внутренняя циркуляция. Поскольку качество воды в водоемах подвержено суточной цикличности, ежедневные пробы следует отбирать в одно и то же время суток. При отборе проб следует обращать внимание на сопровождающие отбор проб гидрологические и климатические условия, такие, как осадки и их обилие, паводки,

межень и застойность водоема. Для отбора проб используют стеклянные бутыли вместимостью не менее 1 л, открывающиеся и наполняющиеся на требуемой глубине. Посуду для отбора проб

тщательно отмывают мыльной водой и многократно ополаскивают чистой теплой водой.

47

Перед отбором проб посуду ополаскивают не менее трѐх раз отбираемой водой и закупоривают стеклянными или пластмассовыми пробками, прокипяченными в дистиллированной воде. Между пробкой и отобранной пробой оставляют воздух объемом 5 – 10 мл.

Для получения достоверных результатов анализ воды следует выполнять, по возможности, скорее.

Вводе протекают процессы окисления – восстановления, сорбции, седиментации, биохимические процессы, вызванные жизнедеятельностью микроорганизмов и др.

Врезультате некоторые компоненты могут окисляться или восстанавливаться:

нитраты – до нитритов или ионов аммония; сульфаты – до сульфитов; кислород

может расходоваться на окисление органических веществ. Соответственно могут изменяться и органолептические свойства воды – запах, привкус, цвет, мутность. Биохимические процессы можно

замедлить, охладив воду до температуры 4 – 50С (в холодильнике). Если анализ сразу выполнить не

удается, пробы консервируют. Универсального консервирующего средства не существует, поэтому пробы для анализа отбирают в несколько бутылей,

добавляя соответствующие химикаты в зависимости от определяемых компонентов (табл.2).

Таблица 2 Способы консервации, особенности отбора и хранения проб

Пробы воды из водопроводных сетей отбирают в целях определения общего уровня качества водопроводной воды, поиска причин загрязнения распределительной системы, контроля степени возможного загрязнения питьевой воды продуктами коррозии. Отбор проб проводят после спуска воды в течении 10 – 15 мин - времени, обычно достаточного для

50