Инструкция по химическому анализу воды прудов

Контроль над средой обитания — важнейшее условие успешного выращивания и содержания рыб. Гидрохимический и бактериологический анализ должен осуществляться регулярно не реже 1 раза в месяц, а в критических ситуациях — ежедневно. Самый ответственный момент в осуществлении гидрохимических исследований — правильный отбор проб. Отобранная проба должна адекватно отражать солевой состав воды в водоеме. Водная масса в пруду не однородна по глубинам и по площадям, застойные зоны могут сильно отличаться от областей с высокой проточностью. Ошибки в отборе проб воды сделают все исследования бессмысленными. Отбор проб воды следует поручить специалисту.

Наряду с гидрохимическими исследованиями настоятельно рекомендуется проводить и бактериологические. Эти весьма чувствительные методы позволяют своевременно выявить загрязнение водоема хозфекальными стоками и оценить безопасность водоема с позиций санитарных требований.

Однократные нерегулярные анализы воды мало информативны. По ним трудно оценить состояние водоема и найти причину гибели рыбы. Необходимо знать, какова динамика того или иного соединения в течение года. Сравнение показателей химического анализа воды с рыбохозяйственными ПДК (предельно допустимая концентрация) — самый первый и самый простой этап прочтения результатов исследований воды. Гораздо важнее понять, какие процессы протекают в водоеме, и в каком направлении они идут. Это позволит сделать прогноз и принять предупреждающие меры.

Как показывает статистика, около 90% всех случаев гибели рыбы в рыбхозах России вызвано нарушениями кислородного режима, 5% является следствием токсикозов, и 5% вызвано заболеваниями.

Некоторые сведения, полезные для оценки результатов анализа воды, приводятся ниже, однако целесообразно для прочтения их привлечь специалиста, знакомого с рыбохозяйственной гидрохимией. Мы проводим анализы воды в сертифицированной гидрохимической лаборатории. Исследуются следующие показатели: рН, цветность, мутность, перманганатная окисляемость, жесткость, сульфаты, хлориды,нитраты, нитриты, аммонийный азот, СПАВ, общая минерализация, окислительно-восстановительный потенциал. В необходимых случаях число исследуемых показателей может быть существенно расширено.

Как показал анализ причин гибели рыбы, проведенный в 1980 году по материалам Центральной лаборатории ихтиопатологической службы, более 90% случаев гибели рыбы в рыбоводных хозяйствах Российской Федерации объяснялись заморами. В наше время эта проблема по-прежнему остается актуальной. В современных жестких экономических условиях ошибка в определении концентрации кислорода в рыбоводных емкостях может привести к экономическому краху предприятия. В 70е годы прошлого века в подавляющем большинстве рыбоводных хозяйств измерение содержания кислорода в воде проводилось точным и надежным, но сравнительно трудоемким методом Винклера, требовавшим хорошо оснащенной лаборатории и опытного персонала. Но в рыбхозе трудно организовать гидрохимическую лабораторию, отвечающую всем необходимым условиям, по этому результаты анализов часто страдали низкой точностью. В частности, систематические ошибки возникали при отборе проб воды непосредственно в кислородные склянки, а именно такой способ отбора практиковался повсеместно в рыбхозах. При низком содержании кислорода вода очень быстро насыщается им при контакте с воздухом, что и происходит при отборе пробы сразу в кислородную склянку. Существовали и другие проблемы: дефицит батометров для отбора проб с разных глубин, сложности с отбором проб зимой, и пр. По этому, когда появились оксиметры, рыбоводы безоговорочно сделали выбор в их пользу. Сейчас в рыбоводстве о иодометрическом методе определения кислорода по Винклеру практически забыли. Повсеместное распространение получили термооксиметры, причем импортные приборы из-за высокой цены занимают на рынке отнюдь не доминирующие позиции.

Первые оксиметры со стрелочными приборами, еще в деревянных футлярах, изготовленные в Тартусском госуниверситете, поразили удобством и простотой измерений. Поскольку в этих приборах не было термокомпенсации, конечный результат получали путем несложных упражнений с номограммой и линейкой, предварительно измерив температуру воды. Добрым словом можно вспомнить самые массовые в советское время термооксиметры Н20 ИОА, появившиеся почти во всех рыбоводных хозяйствах. Хорошо зарекомендовали себя оксиметры Гомельского приборного завода, однако, они не получили в рыбоводстве широкого распространения. Наряду с преимуществами (портативность, быстрота измерений, возможность измерения кислорода на разных глубинах, непрерывная регистрация, возможность включения и отключения систем аэрации) есть у термооксиметров и слабые стороны. К ним можно отнести высокую чувствительность пленочной мембраны зонда к механическим повреждениям, сравнительно быстрое старение самой измерительной ячейки, «живущей», как правило, менее 2 лет, инерционность при измерениях, особенно высокую зимой, необходимость периодических калибровок, чувствительность самого прибора к температуре окружающей среды (один из отечественных приборов). Некоторые приборы требуют высококвалифицированного оператора и могут калиброваться только в условиях хорошо оснащенной лаборатории.

Измерительные зонды термооксиметров обычно бывают двух типов: с боковой или торцевой мембраной. Зонды с боковой мембраной не разборные и не подлежат ремонту при повреждении. Особенностью таких зондов является более высокая инерционность и чувствительность к скорости течения воды. Для получения правильных показаний необходимо, чтобы вода непрерывно омывала мембрану зонда. Зонды с торцевой мембраной, как правило, разборные, при этом в комплекте с прибором поставляется электролит, шприц для заправки измерительной ячейки, мембраны, нитки для ее закрепления. Несложная на первый взгляд процедура замены мембраны и заправки датчика требует известной сноровки и обычно получается не с первого раза. Кроме того, разборные зонды, как показывает наш опыт, требуют, по меньшей мере, еженедельной калибровки. Достоинством зондов с торцевой мембраной является низкая инерционность и возможность ремонта.

Проводя измерение содержания кислорода с помощью термооксиметра, необходимо соблюдать некоторые правила. Перед началом замера надо хотя бы примерно оценить достоверность показаний прибора. Делается это путем сравнения показания прибора « на воздухе» с табличным значением равновесной концентрации кислорода при данной температуре. Если отклонение выше 1-2 мг/л скорее всего, требуется калибровка оксиметра. При проведении замера следует дождаться, пока не перестанет изменяться значение температуры, лишь после этого переключать прибор в режим измерения кислорода. Датчик оксиметра должен омываться водой, а если в месте замера течения нет, необходимо вручную перемещать зонд вверх-вниз, пока показания прибора не перестанут «ползти».

Концентрация кислорода в природных водоемах обычно колеблется в течение суток. Самое низкое содержание – ранним утром, когда растения в водоеме еще не начали вырабатывать кислород, а запасы его за ночь сократились. Во время измерений надо следить, чтобы зонд прибора ни за что не зацепился. Если же это произошло, ни в коем случае нельзя дергать за кабель. Следует осторожно освободить зонд с помощью какого-либо инструмента или вручную. Абсолютное большинство проблем, возникающих с оксиметрами, связано с механическими повреждениями зонда и кабеля. Сами измерительные блоки очень надежны и выдерживают даже падение в воду. Если эта неприятность произошла, надо, не разбирая прибора, положить его в теплое (но не горячее!) место на 1-2 суток, вынув перед этим батарейку. При измерении содержания кислорода самое важное – правильно оценить результаты замера и сделать верные выводы.

Наиболее чувствительны к кислороду холодноводные рыбы: лососевые, сиговые, осетровые, а также окунь, судак, другие хищные рыбы. Наименее требовательны карась, линь, карп. Зона физиологического комфорта для большинства видов рыб – от 70% до 100% от нормального насыщения. Если содержание кислорода ниже, рыба хуже растет, менее продуктивно использует корма, снижается ее физиологическая активность. Падение кислорода ниже допустимого уровня – сильный стресс, вслед за которым часто возникают те или иные заболевания. При оценке содержания кислорода важно учитывать не только абсолютное значение концентрации кислорода в мг/л или мл/л, но и относительное – в процентах от нормального насыщения.

Рыба хорошо переносит повышенную концентрацию кислорода, которая возникает в водоеме из-за развития фитопланктона. В летнее время относительное содержание кислорода может доходить до 150-180% от нормального без каких-либо вредных последствий. При перевозках рыбы уровень кислорода иногда достигает 250-300% насыщения, однако «ожога» жабр, которого иногда боятся рыбоводы, не возникает. Более вероятно в таких случаях газо-пузырьковое заболевание, но для его появления нужны дополнительные факторы. В зимовальных прудах концентрация кислорода на вытоке из пруда обычно ниже, чем на втоке, хотя бывает и наоборот. При невысоких плотностях посадки и при массовом развитии в водоеме «зимних» форм фитопланктона содержание кислорода на вытоке из пруда может быть и выше.

Среди оксиметров отечественного производства наиболее удачными для рыбоводов по нашему мнению можно считать приборы КиТ . Прежде всего, их отличает очень долговечный зонд, стабильно работающий 2,5-3 года. При этом в течение первого года он практически не нуждается в калибровке. Кабель прочный, не дает микротрещин и не «замокает», а длина его (5м) достаточна для того, чтобы произвести замер в любом рыбоводном пруду. Важной положительной чертой этого прибора является то, что в случае повреждения датчика его легко заменить вместе с небольшой платой. Сам измерительный блок мало чувствителен к низкой температуре, и его не надо греть за пазухой, чтобы получить достоверные показания. Случайное падение в воду не будет фатальным, прибор сохранит работоспособность после просушки.

Очень удобен режим автоматического измерения, который позволяет контролировать и температуру, и кислород, не прикасаясь к прибору. Калибруется прибор по одной точке, при этом сама калибровка может быть легко осуществлена в походных условиях без использования специальных реактивов. В обращении прибор очень прост и не вызывает ни малейших затруднений у пользователя. Для того чтобы пользоваться им, не требуется специального химического образования. Футляр-кейс с «липучками» хорошо защищает прибор и с ним удобно работать. В случае выхода из строя прибора, что случается редко, оксиметр будет отремонтирован в организации – изготовителе за весьма умеренную плату. Прибор можно использовать для измерений кислорода в живорыбных емкостях при перевозках живой рыбы. Прочный и надежный зонд выдерживает длительное пребывание в емкостях с рыбой. На наш взгляд, соотношение цена-качество у самарского оксиметра оптимальна. Этот оксиметр хорошо известен в рыбхозах, и пользуется устойчивым спросом.

Двуокись углерода попадает в воду из атмосферы, выделяется живыми организмами, появляется в результате разложения органического вещества. Растения в процессе дыхания выделяют двуокись углерода, а в процессе фотосинтеза поглощают ее. Растворившийся в воде углекислый газ частично взаимодействует с водой, образуя угольную кислоту, которая затем диссоциирует на карбонатные и бикарбонатные ионы.

h3O + CO2 = h3CO3-HCO3- -2H+ + CO32- Соотношения форм угольной кислоты зависят от содержания ионов водорода (рН).
В пресноводных водоемах концентрация растворенной двуокиси углерода обычно не превышает 20-30 мг/л, но может повышаться до 50 мг/л и более.
Двуокись углерода является регулятором дыхательных движений рыб. Растворенная в крови, она влияет на сродство гемоглобина с кислородом.

Чувствительность разных видов рыб к углекислоте не одинакова. Отравление таких рыб, как окуня, плотвы, ерша, пескарей отмечается при ее содержании 120 мг/л. Для лосося токсическая концентрация — 100 мг/л. Но уже при 30 мг/л многие рыбы проявляют беспокойство, при длительном воздействии возможно нарушение координации движений.
При перевозках рыбы концентрация двуокиси углерода обычно не контролируется, хотя этот показатель может быть в ряде случаев определяющим успех или неудачу перевозки.

Большинство рыб переносят рН в диапазоне от 5 до 9, однако, оценивая значения рН, необходимо учитывать влияние этого показателя на вещества, токсичность которых зависит от рН (например, соединения аммония и серы). При интенсивном «цветении» воды рН обычно сдвигается в щелочную сторону, достигая 8-9 единиц и выше. В этом случае опасность для рыб представляет свободный аммиак, в который переходят ионы аммония при увеличении рН. Сдвиг рН в кислую сторону повышает токсичность сульфидов.

При снижении рН до 4 единиц и ниже у рыб возникает ослизнение кожных покровов и жабр. Очень чувствительны к кислой реакции среды карпы. При рН ниже 5 у них развивается кислотное заболевание, проявляющееся в разрушении жаберных лепестков.

Аммиак появляется в воде в результате разложения органического вещества, попадания в водоем хозфекальных стоков, удобрений. Аммонийный азот выделяется рыбами в воду как конечный продукт метаболизма азотсодержащих веществ.

Аммиак и соли аммония

Ионы аммония (NH4+) для рыб менее токсичны, чем свободный аммиак (NH3). Предельно допустимая концентрация NH4+ для рыбохозяйственных водоемов равна 0,5 мг/л, а для NH3 — 0,05 мг/л.
Между ионами аммония и свободным аммиаком, растворенным в воде, существует подвижное равновесие, зависящее от рН и температуры воды. Эту зависимость иллюстрирует рисунок 1.

Нитриты образуются в процессе окисления азотосодержащих органических веществ и свидетельствуют о свежем органическом загрязнении водоема. Попадают в воду в результате загрязнения хозбытовыми стоками, смывами с полей, при проведении удобрения прудов. Могут восстанавливаться из нитратов в анаэробных условиях, например в грунтах водоемов. При повышенном содержании нитритов обычно отмечают низкий уровень растворенного кислорода.

Нитриты токсичны для рыб. Они нарушают связывание кислорода гемоглобином. Предельно допустимая концентрация составляет по азоту нитритов 0,02 мг/л. Однако технологические нормы допускают в рыбоводных прудах содержание нитритов на уровне 0,2 мг/л, а допустимый предел — 0,3 мг/л.

Нитраты образуются из нитритов в результате процесса нитрификации, либо попадают в водоемы в результате смыва удобрений с полей, с атмосферными осадками, различными стоками. Повышенный уровень нитратов свидетельствует о том, что в водоеме имело место в недалеком прошлом органическое загрязнение.

Нитраты значительно менее токсичны, чем нитриты. В рыбоводных прудах допустимо содержание нитратов до 3мг/л, а норма — до 2 мг/л .

Фосфаты — соли ортофосфорной кислоты. Соединения фосфора — важнейшие биогенные элементы. В зависимости от рН соединения фосфора в воде присутствуют в виде НРО42- или в виде РО43- . Повышенное содержание фосфатов — признак органического загрязнения водоемов. Обычно фосфаты присутствуют в количестве нескольких десятых миллиграмм на литр. Часто именно фосфаты лимитируют развитие фитопланктона. Фосфаты малотоксичны, в рыбоводных прудах норма фосфатов — от 0,2 до 0,5 мг/л, допустимый предел — 2 мг/л.

Железо присутствует в воде в двух формах: закисной и окисной. Соединения закисного железа растворимы в воде, однако они не устойчивы и при наличии кислорода быстро окисляются. Окисное железо мало растворимо и осаждается на дно и различные поверхности ( в некоторых случаях и на жабрах рыб). Соединения железа накапливаются в грунтах, особенно если для водоснабжения применяют артезианские воды, богатые железом. В ряде регионов страны почвы богаты соединениями железа. В анаэробных условиях окисное железо восстанавливается, и образовавшиеся закисные соединения железа растворяются в воде. Закисное железо опасно для молоди рыб, так как при его наличии в воде на жабрах рыб развиваются железобактерии.

Биохимическое потребление кислорода показывает, сколько кислорода в миллиграммах нужно для того, чтобы за некоторый промежуток времени окислить органические вещества, содержащиеся в воде. Пробу воды выдерживают либо 5 суток (БПК5), либо 20 (БПК20 или БПК полное). Для карповых прудов нормой является БПК5 4-9мг/л, допустимые значения — до 15 мг/л.

источник

Копчение лосося и ленка Копченый лосось или ленок прекрасное блюдо как закуска или как ингредиент для бутербродов. Копченый лосось или[…]

Хе из ленкаХе из ленка простое и незамысловатое, но очень вкусное блюдо, которые можно приготовить из свежепойманого ленка, очень просто[…]

Слабосоленый ленокИз свежепойманного ленка или хариуса можно сделать прекрасную свежесоленую рыбу, будь то дома или в походе на рыбалке. Слабосоленая[…]

Сочная запеченная в духовке семга Сочная запеченная в духовке семга — прекрасное блюдо на обеденный стол для всей семьи, гости[…]

Жареные стейки горбуши нежные и сочные на вкусЖареные стейки горбуши нежные и сочные на вкус прекрасные блюда которые можно приготовить[…]

Уха из семги по домашнемуУха из семги по домашнему отличное блюдо для всей семьи. Уха из семги по домашнему готовится[…]

Как правильно засолить семгуЭто оригинальный рецепт малосольной семги — прекрасной закуски на любой стол, на любой праздничный банкет, засолить малосольную[…]

Засолка красной рыбы (семга, форель, иная красная рыба) сухим и мокрым способомСемгу, форель или другую красную рыбу можно засолить двумя[…]

Как посолить икру семги в домашних условиях Иногда в руки хозяйки попадает семга с икрой, и возникает вопрос как засолить икру[…]

Требования к составу воды рыбоводных водоемов

Отечественное рыбоводство развивается в основном на пресных водах, но не во всех регионах можно обеспечить пруды прогреваемой пресной водой, необходимой для традиционных объектов рыбоводства — карпа или толстолобика. А как быть, если есть только соленые или холодные воды? Необходимо осваивать выращивание рыб, приспособленных к таким условиям. В морях нашей страны обитает около 1100, а в пресных водах — не менее 400 видов рыб, из них отечественным рыбоводством освоено лишь около 20, хотя в экспериментальных условиях, не считая аквариумных рыб, таких объектов разведения насчитывается около 100. Многие из них могут служить объектами рыбоводства.
Известный русский ученый и путешественник С.П. Крашенинников еще в XVIII в. проводил опыты по выращиванию морских рыб.
Сейчас в стране действуют до сотни рыбоводных заводов и инкубационных цехов по выращиванию осетровых, сиговых, лососевых, карповых и других рыб.
Для получения потомства пресноводных рыб, которые не выходят за пределы озер или рек в море для нагула или нереста, пригодна вода с минерализацией, как правило, не превышающей 1 г/л. Такого же качества вода необходима для нереста полупроходных солоноватоводных рыб (нагуливающихся в приустьевых пространствах, а нерестящихся в реках), проходных рыб, жизнь которых, за исключением эмбрионального и личиночного периодов, проходит в море.
Однако на берегах морей имеются водоемы с ложем ниже поверхности моря, в которые поступает морская вода. В степных и засушливых районах часто встречаются озера с горько-соленой водой. Такие озера есть в Казахстане, Калмыкии, Ставрополье, Сибири. Соленые воды появляются во многих регионах в результате сброса ирригационных и дренажных вод с полей, избытка шахтных вод высокой минерализации. Соленые воды имеют подземные моря, среди которых есть геотермальные воды, но их пока используют незначительно.

Таблица 1. Границы солености для товарного выращивания некоторых рыб

Группы	Соленость воды, г/л	Рыбы
1	до 4-6	Караси, линь, карпы, толстолобики, амуры, османы, другие жиловые карповые рыбы, а также щука, змееголов, хариусы, налим, стерлядь, веслонос и др.
2	до 10-12	Лещ, сазан, кутум, шемая и другие полупроходные ленский осетр, карповые рыбы, судак, и др.
3	до 16-18	Пелядь и другие сиговые, форели, канальный сом, осетры, белуга, калуга, некоторые тиляпии и др.
4	до 30-36	Дальневосточные и другие лососи, угорь и др.
5	18-36	Морские рыбы: кефали, камбалы и др.
6	18-36	Эвригалинные осетровые, лососевые, угорь, тиляпии, полосатый окунь, бычки и др.

Величину солености воды для выбора вселенцев в пруд проще всего определить на вкус, конечно, при условии, что вода не содержит токсических веществ и отвечает санитарным требованиям. Соль в воде чувствуется при содержании 1-3 г/л. Количество солей в воде можно определить также с помощью солемера. Если вода имеет высокую соленость, то необходимо проводить ее анализ хотя бы один раз в год. Его могут выполнить в ближайшей гидрохимической лаборатории завода, санэпидемстанции, ветлаборатории, кабинете химии школы или другого учебного заведения. При необходимости такой анализ можно провести и в домашних условиях выпариванием. Чем выше соленость, тем меньше берется объем воды. Соль, оставшуюся в посуде после выпаривания пробы воды, взвешивают и делают пересчет на 1 л воды.
Индикаторами солености являются определенные виды растений, беспозвоночных, рыб. В пресной воде обычно растут тростник, камыш, сагиттария, нимфейник, валлиснерия, рдесты, хара, кубышка, из моллюсков живут перловицы, прудовики, физа, из ракообразных — водяной ослик, щитни, а также личинки насекомых, ранатра и т.д.
При повышении солености до 4-6 г/л исчезают пресноводные водоросли и моллюски-прудовики, перловицы, почти нет личинок стрекоз, водяного ослика.
В воде с соленостью 10-12 г/л еще встречается тростник, но стебли у него тонкие, нет пресноводной кубышки, лягушек и головастиков, тритонов, жуков-плавунцов и их личинок, пузаничника-нырялки, скомороха, а также губок-бодяг, моллюсков-живородок, щитней. Могут обитать бокоплавы, кориксы, клопы, клещи и т.д.
При солености 16-18 г/л уже не растут тростник и камыш, нет пресноводных личинок насекомых, а живут усоногие раки-балянусы, креветки, черноморские крабы, мидии, губки, мшанки, а из высших водных растений — руппия. Обитают рыбы — девятииглая колюшка, атерина, бычки, иглы.
Океаническая соленость пригодна для типично морских рыб и беспозвоночных — мидий, устриц, крабов и т.д.
Другой не менее важный фактор обитания рыб — содержание растворенного в воде кислорода. Известно, что в болотистой воде рыбы практически не живут. Самые стойкие к дефициту кислорода — змееголов, линь, золотой карась, тиляпии, из малоценных — ротан, бобырец. Серебряный карась, сазан, карп, щука, угорь могут выжить при кратковременном снижении содержания кислорода до 3 мг/л. Более требовательны толстолобик, амур, кефаль, сом, буффало, язь, судак, лещ. Снижение содержания кислорода до величины менее 4 мг/л может оказаться для них губительным. Наиболее чувствительны к содержанию кислорода в воде лососевые, осетровые, окуневые, камбала, осман, налим. Им необходима вода с содержанием кислорода выше 5 мг/л.
Содержание кислорода в воде можно определить химическим путем и с помощью оксиметра, а также индикатора критических концентраций кислорода, разработанного сотрудниками ВНИИПРХ. Индикатор состоит из зонда с электрическим датчиком и магнит-электрохимического измерителя, имеет три смежных шкалы. Он позволяет определять содержание кислорода через 3-5 мин после опускания датчика в воду.
Показателем снижения кислорода в зимние месяцы, кроме беспокойного поведения рыб, служит миграция из воды личинок насекомых. Причиной снижения содержания в воде кислорода может стать гниение остатков растительности, несъеденной рыбами пищи или погибших кормовых организмов.
Температура воды — фактор, влияющий на темп роста рыб. В зависимости от температуры мест обитания условно выделены три группы рыб: холодолюбивые, эвритермные и теплолюбивые (табл.2).

Таблица 2. Оптимальные температуры для выращивания рыб

Группа рыб	Температура активного роста, °C	Рыбы
I	8-17	Чукучан, голец и палия, угорь, лосось, форель, белорыбица, нельма, уголь, лосось, хариус, тихоокеанские лососи, храмуля, щука и д.р.
II	17-26	Стерлядь, русский осетр и бестер, ленский осетр, белуга, севанская форель, шемая, подуст, голавль, судак, усач, серебряный карась, рыбец, вырезуб, линь, сом, лещ
III	25-30	Пиленгас, лобан, сингиль, форелеокунь, белый амур, тиляпия, веслонос, канальный сом, сазан и карп, толстолобик, черный амур, буффало, роху, змееголов, колоссома и др.

Выбор объекта разведения зависит от температуры воды. Так, если температура воды не может быть выше 12 0 С (например, в ручьях, родниках), в ней не дадут высокой продукции рыбы второй и третьей групп (см. табл.2). Напротив, при температуре, оптимальной для второй группы, некоторые рыбы первой группы хорошо растут (если температура не будет достигать критической для жизни рыб).
При определении плотности посадки рыбы, внесении удобрений необходимо знать и другие показатели качества воды (табл.3).

Таблица 3. Технологическая карта качества воды 8 рыбоводных прудах («Инструкция по химическому анализу воды прудов.» — М., 1984).

источник

Сточные воды систем гидрозолоудаления являются неотъемлемой составной частью в технологии гидравлического удаления золошлаковых отходов ТЭС. Попадая в окружающую среду, они могут оказывать негативное воздействие на состояние природных водоемов и водотоков, а также грунтовых вод в районе размещения золоотвала.

Для оценки экологического воздействия золоотвалов на природные комплексы, а также для разработки природоохранных мероприятий необходим систематический контроль химического состава воды систем гидрозолоудаления (ГЗУ) по нормируемым санитарным показателям загрязнения, а также по показателям солевого состава, обусловливающим осложнение эксплуатации замкнутых систем ГЗУ ТЭС.

В настоящее время отсутствует единая методическая база по химическому контролю состава вод систем гидрозолоудаления. Это приводит к определенному произволу в выборе контролируемых компонентов и аналитических методик. Перечень подлежащих определению компонентов, устанавливаемый обычно местными органами санитарного надзора, не включает, как правило, специфические загрязнители зольных вод и в то же время выдвигает требования к определению компонентов, отсутствующих в водах соответствующего состава.

Использование разнообразных аналитических методик, не учитывающих чрезвычайную сложность многокомпонентного со става зольных вод, затрудняет определение и снижает качество полученных результатов, а также не позволяет систематизировать материалы, полученные разными исследователями.

Обобщение сведений по химическому составу зол твердых топлив, использование общетеоретических соображений позволяют установить перечень компонентов зольных вод, подлежащих обязательному аналитическому контролю, а также унифицировать аналитические методики на основе сравнительного анализа существующих методов аналитического контроля и корректировки отдельных методик к специфике зольных вод.

Предлагаемые аналитические методики отвечают следующим требованиям:

а) предусматривают возможность устранения мешающих влияний сопутствующих компонентов зольных вод;

б) обладают чувствительностью, позволяющей исключить, предварительное концентрирование с целью существенного упрощения анализа;

в) позволяют достаточно точно определять концентрации компонентов, соответствующие половине санитарной нормы (0,5 ПДК) и с абсолютной достоверностью санитарную норму (ПДК);

г) в случае, если точное количественное определение компонента требует чрезвычайного усложнения методики или сопряжено с длительной работой с токсичными растворителями, предпочтение отдавалось более простой методике, позволяющей определить элемент полуколичественно и с оценкой его содержания в долях ПДК.

Отвечает вышеперечисленным требованиям по селективности и чувствительности метод атомно-абсорбционной спектроскопии, которым возможно определение в водах систем ГЗУ содержания таких компонентов, как алюминий, ванадий, железо, марганец, медь, молибден, никель, селен, хром. Однако, из-за сложности аппаратуры и отсутствия квалифицированных специалистов атомно-абсорбционная спектроскопия используется в химических лабораториях ТЭС весьма ограниченно. В практической работе применяются более доступные методы анализа фотометрические, титриметрические, гравиметрические и др.

ХАРАКТЕРИСТИКА СОСТАВА ВОД СИСТЕМ ГИДРОЗОЛОУДАЛЕНИЯ (ГЗУ), ИХ ТИПИЗАЦИЯ ПО ОСНОВНЫМ И МИКРОКОМПОНЕНТНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

Состав вод систем ГЗУ ТЭС формируется под действием ряда факторов, определяющими из которых являются химико-минералогический состав транспортируемой золы (вид сжигаемого топлива), система золоулавливания, срок и условия эксплуатации оборотной системы.

Воды систем ГЗУ — сложные многокомпонентные химические системы. Их минерализация колеблется в широких пределах и может достигать до 10 г в литре.

Состав основных минерализаторов, концентрация которых превышает 10 г/л, достаточно унифицирован для вод систем ГЗУ ТЭС, сжигающих различные топлива, и представлен следующими ионами: кальций (Са 2+ ), магний ( Mg 2+ ), гидроксид (ОН — ), карбонат (СО 2- ₃), гидрокарбонат (НСО — ₃), сульфат ( S О — ₄), хлорид (С1 — ), калий (К + ), натрий ( Na + ).

Соотношение названных ионов может варьировать в широких пределах, однако, в большинстве вод основа солевого со става, выраженная в условно-солевой форме, представлена пре имущественно кальциевыми соединениями ( CaSC ₄ , СаСО₃, Са(НСО₃)₂).

Воды, осветленные от зол, содержащих свободный оксид кальция (СаО_своб) или способные к гидролизу силикаты кальция (β CaO ·2 Si О), имеют в своем составе Са(ОН)₂, который для высокощелочных вод составляет основу солевого фона.

Исключение по составу основных минерализаторов представляют воды систем ГЗУ ТЭС, сжигающих подмосковные бурые угли. Основу солевого состава этих вод, наряду с CaS О₄ оставляют сульфаты алюминия и железа ( Al ₂ ( S О₄)₃ и Fe ₂ ( S О₄)₃).

Наличие водооборота в системе ГЗУ и увеличение срока его эксплуатации приводит к увеличению общей минерализации воды. Соотношение отдельных минерализаторов в различные сроки эксплуатации может существенно различаться.

Наличие мокрого золоулавливания может изменить как общий уровень минерализации, так и соотношение анионного со става за счет нейтрализации щелочности воды оксидами серы и углерода, уловленными из дымовых газов. Вследствие этого содержание сульфат-, карбонат- и гидрокарбонат-ионов растет, а гидроксид-ионов — падает.

Величина водородного показателя (рН) вод систем ГЗУ варьирует в широких пределах от кислой области (4,5) до сильнощелочной (12,8).

Микрокомпонентный состав вод систем ГЗУ обусловлен не только микрокомпонентным составом золы, но также минерализацией и кислотно-основным состоянием воды, сформированными основными водорастворимыми соединениями золы. Главным ограничителем возможности перехода в воду или существования в ней и наличия в значительных концентрациях ионов большинства токсичных компонентов является щелочность среды и содержание ионов кальция.

Основным классификационным признаком зольных вод является их кислотно-основное состояние — рН. По этому показателю все воды систем ГЗУ ТЭС принадлежат к одному из трех классов: кислые (рН 6,5÷11,5), высокощелочные (рН>11,5).

Каждому из названных классов соответствует определенный тип минерализации, как по основным минерализаторам, так и по микрокомпонентному составу.

В кислых водах основным минерализатором является сульфат кальция. Для вод систем ГЗУ ТЭС, сжигающих подмосковные бурые угли, в качестве основных минерализаторов выступают сульфаты алюминия и железа.

В нейтральных и слабощелочных водах основным минерализатором выступает сульфат кальция, сопровождаемый незначительным количеством карбоната и гидрокарбоната кальция.

Основными минерализаторами высокощелочных вод наряду с сульфатом кальция является гидроксид кальция.

В табл. 1 представлена типизация зольных вод по составу основных минерализаторов и наиболее часто регистрируемых микропримесей, а также указаны топлива, золы которых формируют воду данного типа при сухом золоулавливании.

источник

Таблица 1. Границы солености для товарного выращивания некоторых рыб

Группы	Соленость воды, г/л	Рыбы
1	до 4-6	Караси, линь, карпы, толстолобики, амуры, османы, другие жиловые карповые рыбы, а также щука, змееголов, хариусы, налим, стерлядь, веслонос и др.
2	до 10-12	Лещ, сазан, кутум, шемая и другие полупроходные ленский осетр, карповые рыбы, судак, и др.
3	до 16-18	Пелядь и другие сиговые, форели, канальный сом, осетры, белуга, калуга, некоторые тиляпии и др.
4	до 30-36	Дальневосточные и другие лососи, угорь и др.
5	18-36	Морские рыбы: кефали, камбалы и др.
6	18-36	Эвригалинные осетровые, лососевые, угорь, тиляпии, полосатый окунь, бычки и др.

Индикаторами солености являются определенные виды растений, беспозвоночных, рыб. В пресной воде обычно растут тростник, камыш, сагиттария, нимфейник, валлиснерия, рдесты, хара, кубышка, из моллюсков живут перловицы, прудовики, физа, из ракообразных — водяной ослик, щитни, а также личинки насекомых, ранатра и т.д.

При повышении солености до 4-6 г/л исчезают пресноводные водоросли и моллюски-прудовики, перловицы, почти нет личинок стрекоз, водяного ослика.

В воде с соленостью 10-12 г/л еще встречается тростник, но стебли у него тонкие, нет пресноводной кубышки, лягушек и головастиков, тритонов, жуков-плавунцов и их личинок, пузаничника-нырялки, скомороха, а также губок-бодяг, моллюсков-живородок, щитней. Могут обитать бокоплавы, кориксы, клопы, клещи и т.д.

При солености 16-18 г/л уже не растут тростник и камыш, нет пресноводных личинок насекомых, а живут усоногие раки-балянусы, креветки, черноморские крабы, мидии, губки, мшанки, а из высших водных растений — руппия. Обитают рыбы — девятииглая колюшка, атерина, бычки, иглы.
Океаническая соленость пригодна для типично морских рыб и беспозвоночных — мидий, устриц, крабов и т.д.

Другой не менее важный фактор обитания рыб — содержание растворенного в воде кислорода. Известно, что в болотистой воде рыбы практически не живут. Самые стойкие к дефициту кислорода — змееголов, линь, золотой карась, тиляпии, из малоценных — ротан, бобырец. Серебряный карась, сазан, карп, щука, угорь могут выжить при кратковременном снижении содержания кислорода до 3 мг/л. Более требовательны толстолобик, амур, кефаль, сом, буффало, язь, судак, лещ. Снижение содержания кислорода до величины менее 4 мг/л может оказаться для них губительным. Наиболее чувствительны к содержанию кислорода в воде лососевые, осетровые, окуневые, камбала, осман, налим. Им необходима вода с содержанием кислорода выше 5 мг/л.

Содержание кислорода в воде можно определить химическим путем и с помощью оксиметра, а также индикатора критических концентраций кислорода, разработанного сотрудниками ВНИИПРХ. Индикатор состоит из зонда с электрическим датчиком и магнит-электрохимического измерителя, имеет три смежных шкалы. Он позволяет определять содержание кислорода через 3-5 мин после опускания датчика в воду.
Показателем снижения кислорода в зимние месяцы, кроме беспокойного поведения рыб, служит миграция из воды личинок насекомых. Причиной снижения содержания в воде кислорода может стать гниение остатков растительности, несъеденной рыбами пищи или погибших кормовых организмов.

Температура воды — фактор, влияющий на темп роста рыб. В зависимости от температуры мест обитания условно выделены три группы рыб: холодолюбивые, эвритермные и теплолюбивые (табл.2).

Таблица 2. Оптимальные температуры для выращивания рыб

Группа рыб	Температура активного роста, °C	Рыбы
I	8-17	Чукучан, голец и палия, угорь, лосось, форель, белорыбица, нельма, уголь, лосось, хариус, тихоокеанские лососи, храмуля, щука и д.р.
II	17-26	Стерлядь, русский осетр и бестер, ленский осетр, белуга, севанская форель, шемая, подуст, голавль, судак, усач, серебряный карась, рыбец, вырезуб, линь, сом, лещ
III	25-30	Пиленгас, лобан, сингиль, форелеокунь, белый амур, тиляпия, веслонос, канальный сом, сазан и карп, толстолобик, черный амур, буффало, роху, змееголов, колоссома и др.

Выбор объекта разведения зависит от температуры воды. Так, если температура воды не может быть выше 120С (например, в ручьях, родниках), в ней не дадут высокой продукции рыбы второй и третьей групп (см. табл.2). Напротив, при температуре, оптимальной для второй группы, некоторые рыбы первой группы хорошо растут (если температура не будет достигать критической для жизни рыб).

При определении плотности посадки рыбы, внесении удобрений необходимо знать и другие показатели качества воды (табл.3).

источник

Руководство по химическому анализу морских и пресных вод при экологическом мониторинге рыбохозяйственных водоемов и перспективных для промысла районов Мирового Океана

Представлены современные химико-аналитические методы определения растворенного кислорода, фосфатов, нитратов, мочевины, аммония, кремния, суммарного железа (Fe2 + Fe3), органических форм фосфора и азота.

Изложены методы определения минеральных форм биогенных элементов на гидрохимических автоанализаторах, которые дают возможность получения массового и наиболее репрезентативного материала.

Во многих случаях представлено несколько методов для определения одного и того же параметра, что дает возможность гидрохимику выбрать оптимальную процедуру анализа в зависимости от предполагаемого диапазона концентраций и условий среды (мутность, соленость).

Поскольку основной задачей гидрохимии является оценка биогенной обеспеченности фитопланктона, в приложении приведены расчеты первичной продукции по гидрохимическим параметрам, по их пространственно-временной изменчивости.

Руководство рассчитано на гидрохимиков, океанологов, геохимиков, биологов, работников рыбного и водного хозяйства.

Глава I Отбор проб и подготовка к работе
1.1. Отбор и консервация проб
1.2. Батометры и защита их внутренней поверхности
1.3 Калибрация мерной посуды
1.3.1 Калибрация мерных колб
1.3.2 Калибрация кислородных склянок
1.3.3 Калибрация пипеток
1.3.4 Калибрация бюреток
1.3.5 Применение результатов калибрации измерительной посуды в аналитических работах

Глава II Определение солености и минерализации воды измерителями абсолютной электропроводности
II. 1. Общая характеристика
II.2. Калибровка прибора
II.З. Определение солености и минерализации
II.4. Пример расчета минерализации пробы воды

Глава III Определение кислорода
III. 1. Общая характеристика
III.2. Модификация метода Винклера
III. 3. Спектрофотометрический метод определения кислорода
III.4. Определение кислорода в присутствии сероводорода

Глава IV Определение восстановленных соединений серы
IV. 1. Одновременное определение сульфидов, сульфитов, тиосульфатов из одной пробы
IV.2. Титриметрическое определение сероводорода
IV.3. Определение соотношения между раствором иода и раствором тиосульфата

Глава V Определение форм фосфора
V. 1. Общая характеристика
V.2. Определение неорганического растворенного фосфора
V.2.1. Метод определения фосфатов по Морфи и Райли
V.2.2. Метод определения фосфатов по Дениже-Аткинсу
V.3. Определения фосфатов в присутствии сероводорода
V.4. Определение валового фосфора
V.4.I. Определение валового фосфора сжиганием с персульфатом калия или персульфатом аммония
V.4.2. Определение валового фосфора в морской воде и взвеси сжиганием с нитратом магния

Глава VI Определение форм азота
VI.1. Общая характеристика
VI.2. Определение аммонийного азота в морской воде
VI.2.1. Определение аммонийного азота по Сэджи-Солорзано
VI.2.2. Определение аммонийного азота с реактивом Несслера
VI.2.3. Определение аммонийного азота по Грассхоффу-Юхансену
VI.2.4. Потенциометрическое определение аммонийного азота газочувствительным электродом
VI.3. Определение нитритного азота
VI.3.1. Определение нитритного азота методом Бендшнайдера и Робинсона
VI.3.2. Определение нитритного азота с реактивом Грисса
VI.4. Определение нитратного азота
VI.5 Определение мочевины
VI.5.1 Метод определения мочевины с диацетилмонооксимом
VI.5.2 Метод определения мочевины с уреазой
VI.6 Определение валового содержания азота
VI.7 Определение валового азота и фосфора методом Королева-Вальдеррама

Глава VII Определение форм кремния
VII.1. Определение растворенного кремния по голубому кремнемолибденовому комплексному соединению
VII.2. Определение растворенного кремния по желтому кремнемолибденовому комплексному соединению

Глава VIII Определение железа
VIII. 1. Определение железав морской и иловой воде
VIII.2. Определение железа в питьевой воде

Глава IX Автоматизированное определение биогенных элементов на скоростном проточном анализаторе (СПА)
IX.1. Общая характеристика
IX.2. Определение фосфатов на СПА
IX.3. Определение нитратов и нитритов на СПА
IX.4. Определение аммонийного азота на СПА
IX.5. Определение кремния на СПА
IX.6. Определение органического углерода на СПА
IX.7. Определение мочевины на СПА
IX.8. Комплексные стандартные растворы для калибровки многоканального СПА

Глава X Определение фотосинтетических пигментов в морской воде
X.1. Спектрофотометрический метод
Х.2. Флуоресцентный метод
Х.З. Экстракция пигментов смесью Фолча

Глава XI Измерение продукционно-деструкционных процессов при помощи измерения основных гидрохимических параметров
XI.1 Общая характеристика
XI.2 Определение величины первичной продукции параллельно с автоматической регистрацией концентрации кислорода, величины рН, температуры и подводной освещенности
XI.3 Вынос фосфатов в эвфотический слой и оценка роли вертикальной адвекции при образовании «new production»
XI.4 Расчет первичной продукции на нижней границе эвфотического слоя тропических вод по вертикальному выносу нитратов и фосфатов
XI.5 Увеличение первичной продукции при «забросах» биогенных элементов в эвфотический слой
XI.6 Расчет первичной продукции в зонах апвеллингов по скорости утилизации фосфатов, нитратов, кремния и увеличению рН и Ог

Глава XII Использование гидрохимических данных доя оценки первичной продукции фитопланктона
Литература
Приложение 1. Масса дистиллированной воды (г), взвешенной на воздухе при различных температурах в стеклянном сосуде, объемом (при 20°С) точно 1л
Приложение 2. Температурные поправки ±AWt (мл) на истинный объем измерительной посуды (рассчитанной для 20°С), вводимые в случае отклонения температуры растворов в момент приготовления от 20°С
Приложение 3. Абсолютная электропроводность растворов нормальной морской воды
Приложение 4. Абсолютная электропроводность нормальной морской воды S=35
Приложение 5. Соотношение значений относительной электропроводности Rt и практической солености S при t = 15°С
Приложение 6. Поправки S*103 на температуру к значениям солености S, полученным при температурах, отличных от 15°С
Приложение 7 Проверка и очистка реактивов
Приложение 8. Рецепты искусственной морской воды
Приложение 9. Плотности и концентрации растворов
1. Азотная кислота
2. Серная кислота
3. Хлороводородная кислота
4. Фосфорная кислота
5. Хлорная кислота
6. Уксусная кислота
7. Гидроксид калия (едкое кали)
8. Гидроксид натрия (едкий натр)
9. Аммиак
10. Карбонат натрия
Приложение 10. Определение коэффициента калибрации
Приложение 11 Введение поправки на мутность проб
Приложение 12 Периодическая система элементов Д.И. Менделеева

источник

Зачем нужен анализ воды пруда? С какой целью проводится анализ донных отложений и воды? Разновидности анализов воды в водоёме. Тесты для самостоятельного анализа, как пользоваться, как оценивать результаты. Что делать, чтобы улучшить ситуацию. Анализ донных отложений. Если вы решили заселить водоём рыбой, то прежде нужно сделать анализ воды пруда. При этом вам понадобится провести анализ донных отложений и воды.

При заселении водоёма или использовании воды из него для хозяйственных или бытовых целей вам обязательно нужно провести анализ воды пруда.

При этом частота проверок зависит от сроков существования водного объекта. Так, если ваш пруд только начал заселяться рыбой, то проверку нужно проводить 2-3 раза в неделю. Это нужно делать так часто по той причине, что по мере заселения пруда рыбами его биологическая система будет только формироваться и развиваться, а показатели воды будут постоянно меняться в ту или иную сторону. При наличии анализов вы сможете своевременно отслеживать неблагоприятные изменения водной среды и корректировать ситуацию.

Когда водоём будет заселен и его экосистема сформируется анализ воды можно проводить один раз в две недели. При этом нет нужды делать полный комплекс анализов, достаточно контролировать базовые показатели (кислотность, наличие нитратов и нитритов). Так вы сможете делать выводы о чистоте воды, здоровье и благополучии его обитателей.

Обычно на начальном этапе контроль осуществляется по семи показателям, условно разделённым на две группы:

Биологическая группа показателей
Химическая группа показателей

В данной группе показателей оцениваются вещества, образующиеся в ходе жизнедеятельности обитателей водоёма, а именно нитраты, нитриты и аммиак. Данные вещества перерабатываются и нейтрализуются бактериями. К ним относятся:

Токсичный аммиак – продукт жизнедеятельности рыб. Он не имеет цвета и быстро растворяется в воде. Вещество попадает в воду через жабры рыб. Аммиак способен отравлять обитателей пруда, поэтому важно его полностью удалять.
В ходе переработка бактериями аммиака образуются нитриты. Их токсичность также высока. Процесс расщепления нитритов более длительный из-за повышенной стойкости вещества. От этого компонента также лучше избавляться. Но в новом водоёме процесс практически неконтролируемый, поскольку переизбыток нитритов может приводить к гибели бактерий, их перерабатывающих.
Ещё одна группа азотистых компонентов воды – нитраты. Они не такие токсичные, как первые два вещества. Нитраты могут собираться в воде и употребляться водной флорой либо нейтрализоваться заменой воды. Не желательно, чтобы концентрация этого вещества превышала 50 промилле.

В химической группе показателей пруда определяются кислотность, жёсткость воды и степень озонирования.

Кислотно-щелочной баланс водоёма (его кислотность) должен быть в пределах 7-8,5 рН. Хорошо, если он не будет меняться на протяжении существования водоёма. Если ваш пруд заселен рыбами, то невысокая щелочная среда будет благоприятной для них.
Также при анализе определяется общая жёсткость воды в водоёме. Жёсткость зависит от присутствия ионов кальция и магния. Обычно в естественных водоёмах жёсткость воды находится в пределах от 6 до 25. Показатель карбонатной жёсткости воды напрямую связан с общей жёсткостью. Старайтесь, чтобы этот показатель был средним или высоким, это даст стабильную жёсткость водоёма.
Концентрация кислорода в пруду должна быть минимальной. Иногда по утрам в летнюю пору она может снижаться до критического значения из-за дыхания представителей водной флоры. Этот показатель должен быть выше 6 мг/л.

Мутная вода в водоёме может быть по причине того, что пруд заселён обилием водорослей или бактерий. Для очистки водоёма можно использовать специальную растительность.

Конечно, наиболее точный и развёрнутый анализ вы можете провести только в лаборатории, но некоторые анализы можно выполнить самостоятельно, используя:

Портативные электронные тесты. Это специальные откалиброванные приборы для оценки разных показателей воды.
Колориметрические тесты. Бывают тест-полоски, капли и таблетки. Обычно оценка результатов происходит по полученному цвету жидкости, полоски или количеству капель.

При превышении показателей по содержанию аммиака или нитритов необходимо перестать кормить рыбу, прекратить заселение водоёма и выполнить замену воды. Кормёжку рыбы можно начинать после отрицательных результатов этих анализов. Если предпринятые меры не помогли снизить уровень содержания токсичных веществ, то процедуры придётся повторить.

Для получения полной картины о состоянии пруда недостаточно выполнить проверку воды, также может потребоваться анализ донных отложений. Данная проверка может выполняться двумя методами:

Механический метод проверки ещё называется гранулометрическим. Он позволяет подсчитать концентрацию тех или иных частиц в отложениях и на основании это сделать выводы о состоянии пруда.

Вторая методика позволяет выявить химический состав донных отложений. Элементный анализ поможет подсчитать концентрацию железа, калия, натрия, алюминия, кальция, магния, серы, магния и других элементов в отложениях. А анализ водной вытяжки даст полную картину о присутствии в отложениях карбонатов, сульфатов, хлоридов. Также по результатам можно судить о водопоглощении почвы и концентрации питательных веществ (азота, фтора, калия).

Если вам необходим анализ воды из пруда или оценка его донных отложений, можете смело обращаться в нашу лабораторию, где за приемлемую цену проведут полную проверку. Чтобы заказать анализ, можете позвонить по указанным телефонам.

источник

Республиканская экологическая акция «Живая вода Башкортостана»

Исследование физико-химического состава воды пруда

Выполнили: Халиева Зарина, Смолева Индира, ученицы 11 –ого класса члены экологического кружка «Аметист» от СЮТ

МОУ СОШ с. Октябрьское, Стерлитамакского района РБ

Руководитель: учитель химии

Исхакова Р.У. МОУ СОШ с.Октябрьское

1 Глава. Изучение физико-химических показателей воды.

1.1.Обзор литературы._________________________________________4 стр.

1.2. Основные показатели качества воды.

2 Глава. Экспериментальная часть.

2.1.Определение органолептических свойств воды

(запах, цвет, вкус, прозрачность).________________________________6 стр.

2.2. Определение физико-химических свойств воды.

2.2.1. Определение реакции.________________________________6 стр.

2.2.2. Определение содержания аммиака._____________________7 стр.

2.2.3. Определение жесткости воды

комплексометрическим методом .__________________________7 стр.

2.2.4. Определение восстановителей, содержащихся в воде ( «окисляемость» ), йодометрическим методом._______________8 стр.

2.2.5. Определение содержания сульфат-иона титрованием хлористым барием._______________________________________________10 стр.

2.2.6. Определение содержания хлорид-иона титрованием азотнокислым серебром._____________________________________________12 стр.

2.3. Обобщение и выводы. ____________________________________13 стр.

Список литературы.___________________________________________15 стр.

Данная работа является одной из составных частей исследований, проводимых членами экологического кружка «Аметист» по изучению физико- химического состава водных источников села Октябрьское. Они были начаты в сентябре 2002 года. Одним из таких источников является пруд «Северный».(Приложение №)

Проблема качества воды затрагивает многие стороны жизни человеческого общества и поэтому тема нашей исследовательской работы выбрана не случайно. Мы настолько привыкли к воде, что стали забывать, что вода – это самое уникальное и необычное вещество в природе. Мы привыкли к ней, так как вода единственная жидкость, которую постоянно можно найти вокруг нас при обычных условиях. Она течет из-под крана на кухне и в ванне, она есть в колодцах, прудах, в озерах, морях. Мы пьём её, используем для плаванья, умывания, приготовления пищи. Но в последнее время происходит резкое ухудшение качества не только питьевой воды, потребление которой может привести к неприятным последствиям, но и других источников, что и наблюдается в нашей деревне – с нашим прудом «Северный».

Гипотезой исследования явилось предположение о том, что причиной изменения физико-химического воды зависит от практической деятельности людей.

Цель исследования: теоретически обосновать и экспериментально проверить, верна ли наша гипотеза.

Для достижения данной цели мы поставили перед собой следующие задачи:

продолжить изучение литератур ы ;

продолжить изучение химических показателей воды, изучение методики выполнения измерения (МВИ) содержания сульфат-ионов титрованием хлористым барием и хлорид-ионов — азотнокислым серебром, МВИ определения жесткости воды комплексонометрическим методом, восстановителей, содержащихся в воде (окисляемость) йодометрическим способом, органолептических свойств воды, определение содержания аммиака (азота аммонийных солей) с реактивом Несслера;

проанализировать результаты исследования.

Объектом исследования явился пруд «Северный».

Предметом исследования стала вода (её физико-химический состав).

Методы исследования: наблюдение, анализ литературы, химический эксперимент.

Базой исследования стала школьная химическая лаборатория МОУ СОШ с.Октябрьское Стерлитамакского района Республики Башкортостан.

Практическое значение работы состоит в том, что мы узнаем, влияет ли практическая деятельность жителей деревни на физико-химический состав воды

Структура работы состоит из введения, двух глав, обобщений и выводов, списка литературы, приложения.

Глава I. Изучение физико-химических показателей воды.

Вода – самое обыденное и в тоже время самое удивительное вещество на нашей планете – обладает рядом необычных, неожиданных свойств. Во-первых, она согревает нас. Вода поглощает солнечное тепло и, медленно остывая, отдает его понемногу атмосфере. Поэтому на Земле не бывает таких резких перепадов температур, как, скажем, на Марсе. Во-вторых, не только жидкая вода, но и пары – также наши спасители. Если бы атмосфера не содержала водяных паров, космический холод давным-давно добрался бы до нас и заморозил бы все на свете, а так, «шуба» — атмосфера с «подстежкой» из водяных паров не дает нам замерзнуть. Вода — это спасительница земли. И если бы только это! Сама наша жизнь зародилась в воде, из нее вышли на сушу наши пра-пра-предки, да и сейчас соленая морская вода все еще плещется в наших жилах – это наша соленая кровь, без которой жизнь невозможна. Словом, где нет воды, там нет и земной жизни. (4, стр.4).

Откуда столько воды? Да и так ли проста вода, как нам кажется? Известный ученый Лорен Эйсли писал: «Она есть повсюду; она соприкасается с прошлым и готовит будущее; она струится под полюсами и присутствует на больших высотах. Если и есть что-то загадочное на этой планете, так это вода». Трудно поверить, что обычная вода таит в себе какие-то тайны и загадки. Откуда берется вода? Подземные источники пронизывают почву планеты как кровеносная система. Но, если речь зашла о кровеносной системе, то получается, что подземная вода – это кровь Земли, огромного живого существа, хотя и непохожего на нас с вами. Тогда атмосфера, а также океаны и моря – это «кожа» Земли, которая защищает ее от губительного воздействия космоса. Защищает и дает возможность существовать на ней многочисленным живым существам – от большущих китов до маленьких императоров ангелов. Мы живем только благодаря ей и потому, что питаемся ее материнским молоком – чистейшей водой. Где вода – там и жизнь, а где ее нет…. Впрочем, она есть везде – даже под барханами самых засушливых пустынь. Воды в земле, действительно, очень много, и ею можно пользоваться сколько угодно. Важно лишь не забывать, что мы ходим по живой планете, а не по безжизненному грунту. (4, стр31)

В настоящее время серьезным опасением для человечества является недостаток питьевой воды и ее качественные изменения, несоответствие санитарно-гигиеническим требованиям. Техногенная деятельность человека привела всю пресную воду поверхностных и подземных источников к загрязнению чужеродными для организма человека веществами – ксенобиотиками (гербициды, пестициды, продукты переработки нефти и пр.), которые в свою очередь в дальнейшем нередко распадаются на более токсичные. (10)

Бытовые, производственные, сельскохозяйственные отходы, а также дождевые стоки часто вызывают эвтрофикацию – обогащение воды.

В результате избыточного поступления в водоемы минеральных фосфатов и азотных веществ появляется «цветение» воды, ухудшаются физико-химические свойства, вода делается мутной, зеленой с неприятным привкусом и запахом. Создаются условия для буйного роста водорослей. Такой же рост наблюдается и при тепловом загрязнении. Отмирающие части водорослей и органические соединения разлагаются до простейших соединений. Продукты распада поглощают кислород воды и некоторые из них токсичны. Токсичные вещества выделяются при жизнедеятельности некоторых водорослей. При разложении образуется метан, сероводород и другие, вредные для живых организмов, соединения. В результате эвтрофикации могут возникнуть заморы рыб и других обитателей водоемов.

При использовании некачественной воды, без предварительного ее кипячения населением возможны вспышки желудочно-кишечных заболеваний, отравление скота и птицы. В воде обнаруживаются несколько тысяч органических веществ разных химических классов и групп. Органические соединения природного происхождения – гуминовые вещества, различные амины и другие, которые способны изменять органолептические свойства воды.(2, 508). Кроме того, наши односельчане могут столкнуться с проблемой микробиологической безопасности воды, потому что даже вода из подземных источников может содержать единичные клетки патогенных микроорганизмов. Но основную угрозу представляет вода, вторично загрязняемая микробами при нарушении герметичности водопроводной сети.

Проблема качества питьевой воды – это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая. Таких проблем много в любой местности. Есть они и в нашей деревне, которые вызывают тревогу – «самочувствие» пруда. В природе вода не встречается в химически чистом виде, она представляет собой растворы сложного состава, которые включают газы ( O ₂, CO _2, H ₂ S , CH ₄ и др.), органические и минеральные вещества. В движущихся потоках воды присутствуют взвешенные частицы. В природных водах найдено подавляющее большинство химических элементов. Воды океанов содержат в среднем 35г/дм 3 (34,6-35%_о) солей. Их основную часть составляют хлориды (88,7%),сульфаты (10,8%) и карбонаты (0,3%). Наименее минерализированные воды атмосферных осадков, ультрапресные воды горных потоков и пресных озер.(3, 90). Чистая пресная вода – большая ценность, но, к сожалению, ее природные ресурсы исчерпаемы. Мы, люди, должны беречь и защищать её от загрязнений, помнить, что она — важная составная часть среды нашего обитания. С некоторого времени жителей нашей деревни, да и нас, и наших одноклассников стали интересовать такие вопросы:

почему вода в нашем пруду имеет неприятный вкус и запах?

почему вода мутная весной и желто-зеленого цвета летом и осенью?

почему водонагревательные приборы покрываются белым, а иногда и желтым налетом?

почему нельзя купаться в нашем пруду, хотя наши родители с упоением рассказывают нам о том, каких они ловили карасей, карпов и сколько радостей им приносило купание и, что когда-то пруд являлся гордостью и украшением нашей деревни.

Прочитав специальную литературу, мы поняли, что анализ проб по ряду химических и микробиологических показателей даст ответы на эти вопросы..

1.2. Основные показатели качества воды.

Органолептические показатели (запах, привкус, цветность, мутность).

Токсикологические показатели (алюминий, свинец, мышьяк, фенолы, пестициды).

Показатели, влияющие на органонолептические свойства воды ( pH , жесткость общая, нефтепродукты, железо, марганец, нитраты, кальций, магний, окисляемость перманганатная, сульфиды).

Химические вещества, образующиеся при обработке воды (хлор остаточный свободный, хлороформ, серебро).

Микробиологические показатели (термотолерантные колиформы или Е. coli , ОМЧ).

Требования к качеству воды устанавливаются в каждом конкретном случае в зависимости от назначения. При оценке качества воды, предназначенных для питьевых целей, согласно СанПин 2.1.4.1074-01, проводят химический анализ по очень большой номенклатуре показателей. Это — цветность, мутность, содержание железа, марганца, меди, общая жесткость, щелочность, кислотность, солесодержание, окисляемость, нефтепродукты, содержание нитратов, хлоридов, сульфатов, фторидов, гидрокарбонатов и др.(9)

2 Глава. Экспериментальная часть.

2.1.Определение органолептических свойств воды

(запах, цвет, вкус, прозрачность).

Запах воды определяется при обычной температуре и при нагревании до 60 С.

Качественно запах характеризуют как «хлорный», «землистый», «болотный», «нефтяной», «ароматический», «неопределенный» и т.д.. Количественно запах оценивают по пятибалльной системе (см табл. № 1). При определении запаха воды руки и платье не должны иметь посторонних запахов (духов и прочее), воздух помещения должен быть чистым.

Колбу емкостью 150-200 мл наполнили на 2/3 исследуемой водой. Закрыли часовым стеклом, ее интенсивно встряхнули и затем, быстро открыв, определили запах. Запах воды болотный. Запах отчетливый, обращающий внимание и делающий воду неприятной для питья. Мы оценили запах воды в 4 балла.

Вкус воды определяется только при уверенности, что она безопасна (отсутствуют ядовитые вещества и бактериальное загрязнение). Полость рта

ополаскивают 10 мл исследуемой воды, не проглатывая ее, и определяют вкус, который характеризуют как «солоноватый», «горький», «кислый», «сладкий». Привкус может быть «рыбный», «металлический», «неопределенный» и т. д. Интенсивность привкуса также оценивается в баллах.

Несмотря на болотный запах и очень неприятный внешний вид, мы все-таки рискнули попробовать на вкус воду, предварительно отстояв ее. Затем профильтровали и, наконец, попробовав на вкус, выяснили, что он «солоноватый», привкус «неопределенный». Мы оценили привкус воды в 5 баллов.

Прозрачность воды определяют обычно по печатному шрифту Снеллена. Исследуемую воду взболтали и доверху налили в бесцветный цилиндр, разделенный по высоте на сантиметры и снабженный внизу тубусом с зажимом. Дно цилиндра должно быть гладким. Под цилиндр на расстоянии 4 сантиметра от его дна помещают шрифт Снеллена и пытаются различить буквы через столб воды. Сначала шрифт прочесть не удалось, поэтому воду медленно выпустили через тубус в чашку Петри до тех пор, пока буквы не стали ясно видны. Высота столба воды в сантиметрах указывает на степень её прозрачности. У нашей воды прозрачность составила около 5 см.

Степень прозрачности можно характеризовать также её обратной величиной – мутностью. Количественно мутность определяется с помощью специального прибора – мутномера, в котором исследуемую воду сравнивают с эталонным раствором, приготовленным из инфузорной земли или каолина на дистиллированной воде. Мутность воды выражают в миллиграммах взвешенного вещества на 1 литр воды. Поскольку такого прибора у нас нет, мы просто определили, что вода очень мутная.

Цветность воды определяют качественно путём сравнения окраски профильтрованной воды (в количестве не менее 40мл) с окраской равного объёма дистиллированной воды. Цилиндры с пробою рассматривают над белым листом бумаги, характеризуя исследуемую воду как «бесцветная», «слабо – жёлтая», «буроватая» и т.д.(3, 40 ). Вода из пруда была слабо-желтая.

2.2. Определение физико-химических свойств воды

Природная вода обычно имеет слабощелочную реакцию. Кислую реакцию вода приобретает при наличии гуминовых веществ или при спуске в водоем промышленных сточных вод, содержащих кислоты.

Качественно реакцию ( pH ) определили по универсальной индикаторной бумаге. Для этого в пробирку налили исследуемую воду и погрузили в нее полоску бумаги. По извлечении бумаги сравнили ее окраску с эталонами шкалы универсального индикатора, соответствующими величинам pH от 1,0 до 10,0. В результате рН была равна 8,5, то есть среда слабощелочная.

2.2.2.Определение содержания аммиака (азота аммонийных солей).

Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы и растворы.

Методика проведения анализа.

Принцип определения аммиака основан на способности его соединений образовывать с реактивом Несслера йодистый меркураммоний ( NH ₂ Hg ₂ OI ), который имеет красно-бурую окраску. О наличии и количестве аммиака судят по интенсивности этой окраски. Реакция идет по уравнению

Соли кальция, магния, алюминия, железа также соединяются с реактивом Несслера, образуя окрашенный осадок, поэтому их необходимо предварительно связать раствором сегнетовой соли ( KNaC ₄ H ₄ O ₆ 4 H ₂ O ).

Для выявления присутствия солей аммония в воде в пробирку налили 10 мл исследуемой воды, 0,2 мл сегнетовой соли и после перемешивания – 0,2 мл реактива Несслера. Появление желтой окраски указало на присутствие аммиака, количество которого можно приблизительно определить по таблице № 3.

В результате проведения 5 опытов определили, что аммиака содержалось около 9 мг/л. Повышенное количество аммиака говорит о том, что вода загрязнена веществами животного происхождения (рядом с прудом находится свинокомплекс, отходы которого стекают в воду).

2.2.3. Определение жесткости воды комплексонометрическим методом .

Определения проводились титриметрическим методом: Титриметрический анализ (объемный анализ) – это метод количественного анализа, основанный на том, что к раствору определяемого вещества постепенно прибавляют титрованный раствор реактива с известной концентрацией (титрант), пока его количество не станет эквивалентным количеству реагирующего с ним определяемого вещества. Определение веществ таким методом называется титрованием.

Проведение титрования. Определенный объем (примерно 10 мл) анализируемого раствора смешивается в колбе Эрленмейера с несколькими каплями раствора-индикатора. Титрованный раствор медленно (по каплям) добавляется из бюретки в колбу, до тех пор, пока изменение цвета индикатора не покажет точку эквивалентности. По шкале бюретки находится расход титрованного раствора.(6, 315)

Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы и растворы.

Для определения жесткости воды использовали комплексонометрический метод. Для работы нужны были следующие реактивы:

3.Индикаторы – эриохром черный, хромоген.

5.Аммиачный буферный раствор.

Оборудование: колбы плоскодонные на 250 мл, бюретка, воронка, фильтры, химические стаканы, пипетки (50 мл, 100 мл).

Методика проведения анализа.

Метод основан на способности трилона Б (двунатриевой соли этилендиаминотетрауксусной кислоты) связывать ионы Ca и Mg в прочные комплексы. В тот же момент, когда ионы находящиеся в воде, связаны в комплекс, добавленный заранее индикатор эрихром черной изменит свою первоначальную окраску с красной на синюю с зеленоватым оттенком.

В коническую колбу емкостью 250 отобрали 100мл анализируемой воды, добавили 5мл аммиачно-буферного раствора ( NH ₃ NH ₄) и 3-5 капель индикатора (эрихрома черного) ; раствор окрасился в красный цвет , после чего титровали 0,05н. раствором трилона Б, интенсивно перемешивая до изменения окраски воды в голубовато-зеленый. Каждый миллиметр 0,05н. раствора трилона Б соответствует 0,05мг экв. жесткости.

Обработка результатов и измерений.

Жесткость анализируемой воды вычисляли по формуле:

H — нормальность трилона Б

А -расход на титрование 0,05 н. раствора трилона Б, мл;

K -коэффициент поправки 0,05 н. раствора трилона Б;

1000-коэффициент для перерасчета на 1 л воды;

Например, на титрование затратилось трилона Б 4,3, тогда жесткость будет равна:

мг-экв / л

Для определения ионов кальция использовали те же реактивы кроме аммиачного буферного раствора и эриохрома, вместо них использовали 5% раствор гидроксида натрия и индикатор мурексид:

, или

где А₁-число миллилитров раствора трилона Б, израсходованное на титрование данного объма пробы для определения жесткости.

А ₂-число миллилитров раствора трилона Б, израсходованное на титрование данного объема пробы для определения кальция.

Э _Mg и Э _Ca –эквиваленты магния и кальция .

2,5-т.к на титрование взяли 20 мл. воды.

В результате проведенных 5 опытов выяснилось, что среднее количество ионов-магния-157,6, ионов кальция – 209,6. Такие результаты подтверждают, что действительно вода в пруду является жесткой. Пруд постепенно засыхает и концентрация ионов кальция и магния увеличивается, поэтому и увеличивается жесткость воды.

2.2.4. Определение восстановителей, содержащихся в воде ( «окисляемость» ), йодометрическим методом.

Величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей при определенных условиях, называется окисляемостью. Существуют несколько видов окисляемости воды; перманганатная, бихроматная, иодатная, цериевая.

Окисляемость выражается в миллиграммах кислорода, пошедшего на окисление органических веществ, содержащихся в 1 дм 3 воды.

Состав органических веществ в природных водах формируются под влиянием многих факторов. К числу важнейших относятся внутриводоемные биохимические процессы продуцирования и трансформации, поступления из других водных объектов, с промышлеными и хозяйственно-бытовыми сточными водами. Образующие в водоеме и поступающие в него извне органические вещества, разнообразны по своей природе и химическим свойствам, в том числе по устойчивости к действию разных окислителей. Соотношение содержащихся в воде легко-и трудноокисляемых веществ в значительной мере влияет на окисляемость воды в условиях того или иного метода ее определения.

В поверхностных водах органические вещества находятся в растворенном, взвешенном и коллоидном состояниях. Последние в рутинном анализе не учитываются, поэтому различают окисляемость фильтрованных (растворенное органическое вещество) и нефильтрованных (общее содержание органических веществ) проб.

Величины окисляемости природных вод изменяются в пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов в литре в зависимости общебиологической продуктивности водоемов, степени загрязненности органическими веществами и соединениями биогенных элементов, а также влияния органических веществ естественного происхождения, поступающих из болот, торфянников и тд. Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость по сравнению с подземными (десятые и сотые доли мг / дм 3 исключение составляют воды нефтяных месторождений и грунтовые воды, питающиеся за счет болот. Горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2-3 мг О/дм 3 , равнинные – 5-12 мг О/дм 3 , реки с болотным питанием- десятки миллиграммов на 1 дм 3 .

Окисляемость является одним из тех показателей, которые влияют на органолептические свойства воды – запах, привкус, цветность, мутность.

Органические вещества, обусловливающие повышение значение перманганатной окисляемости, отрицательно влияют на печень, почки, репродуктивную функцию, а также на центральную нервную и иммунную систему человека. Вода, имеющая перманганатную окисляемость выше 2 мг О/дм 3 , не рекомендуется к употреблению. ПДК окисляемости-5мг О/дм 3

Методика проведения анализа.

Метод основан на окислении присутствующих в воде веществ перманганатом калия в кислой среде, с последующим добавлением иодида калия, выделившийся йод (его количество эквивалентно непрореагировавшему перманганату калия ( KMnO ₄) оттитровывают с тиосульфатом натрия ( Na ₂ S ₂ O ₃)) .

После титрования должно остаться около 40% введенного KMnO ₄ (на титрование должно пойти не более 6 мл 0,01 н Na ₂ S ₂ O ₃) Поскольку степень окисления зависит от концентрации. Если на титрование пошло более 6 мл, то пробу разбавляют. Проведению анализа мешают хлориды (более 300 мг/л), железо, нитриты, сульфиды. При содержании этих веществ менее 0,1 мг/л ими можно пренебречь. В противном случае их предварительно окисляют при комнатной температуре. К 100 мл исследуемой пробы прибавляют 10 мл 0,01 Н KMnO _4, 5 мл Н₂ SO ₄ (1:3), 0,5г. KI и сразу после растворения KI титруют выделившийся йод 0,01 Н Na ₂ S ₂ O ₃. Объем тиосульфата учитывают при расчете окисляемости.

Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы и растворы.

Для того, чтобы более точно определять окисляемость, мы мысленно поделили пруд на четыре участка и с каждого делали забор воды по 100 мл. Затем воду перемешали и для анализа взяли 100 мл воды. Анализ повели в течении часа после забора воды. Использовали следующее оборудование: плоскодонная колба на 250 мл, бюретка, пипетки (10 мл, 5 мл) , воронка, мерные цилиндры. Реактивы: растворы перманганата калия, серной кислоты, тиосульфата натрия, иодида калия (кристаллический), крахмал 0,5% раствор.

Методика проведения анализа.

Перед началом анализа предварительно обработали колбу концентрированным раствором перманганата калия, подкисленного серной кислотой и прокипятили 5 минут. Образовавшийся на стенках колбы осадок растворили концентрированным соляной кислоты. Колбу ополоснули дистиллированной водой. Операцию повторили 2 раза. Затем в эту колбу отмерили мерным цилиндром 100 мл исследуемой воды (если вода сильно загрязнена, тогда брали 10 мл данной воды и разбавляем до 100 мл дистиллированной водой), добавили 5 мл серной кислоты (1:3), и начали нагревать. В самом начале кипения добавили 10 мл раствора перманганата калия 0,01 Н, цвет раствора стал темно-малиновым, кипятили 10 минут, закрыв колбу маленькой конической воронкой для уменьшения испарения. Затем смесь охладили и добавили 0,5 г иодида калия, цвет раствора стал ярко-желтым. Выделившийся йод оттитровали 0,01Н раствором тиосульфата натрия до слабо желтого цвета. Добавили 1 мл 0,5% раствора крахмала, цвет изменился до темно-синего и продолжили титровать по каплям до обесцвечивания раствора.

Параллельно проводили определение окисляемости холостой пробы (дистиллированная вода)

Обработка результатов и измерений. Величину перманганатной окисляемости (мг О / л ) вычислили по формуле;

А _! и А ₂-объем 0,01Н тиосульфата натрия, израсходованного на титрование холостой и исследуемой пробы, мл;

Н-нормальность раствора тиосульфата натрия;

V -объем пробы, взятой для анализа, мл;

К- поправочный коэффициент к раствору Na ₂ S ₂ O ₃.

Например, на титрование воды из пруда пошло 3,5 мл тиосульфата натрия, а не дистиллированную воду – 8,1 мл. Рассчитываем по формуле:

В результате проведения 5 опытов, выяснилось, что окисляемость превышает норму в 7,5 раз. Это лишний раз подтверждает, что вода пруда не годиться для употребления. (Таблица № 4)

2.2.5 . Определение содержания сульфат-иона титрованием хлористым барием.

Определения проводились титриметрическим методом: содержание сульфат-иона титрованием хлористым барием и содержание хлорид-иона титрованием азотнокислым серебром.

Определение содержания сульфат-иона титрованием хлористым барием.

Для определения хлорид- и сульфат-ионов отбиралась отдельная проба с глубины 0,5 метров в полиэтиленовые бутылки. Затем вода доставлялась в школьную лабораторию и анализировалась примерно через 30 минут после отбора. Всего было проведено 5 анализов воды (Таблица№4)

Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы и растворы.

Вода из различных источников, хлорид бария, катионнообменная смола КУ-2, этиловый спирт (или ацетон), индикатор нитхромазо (2,7-бис(4-нитро-2-сульфофенол)-азо-1,8-диоксинафталин 3,6-дисульфокислота).

Колбы плоскодонные (250мл), колбы мерные, мерный цилиндр, бюретка, фильтр, пипетки градуированные.

Подготовка катионита к работе.

Смолу заливают на ночь дистиллированной водой. На следующий день воду сливают и на сутки заливают раствором соляной кислоты с концентрацией 1 моль/дм 3 . Окрасившийся раствор кислоты сливают, промывают смолу 2-3 раза дистиллированной водой декантацией и снова заливают раствором соляной кислоты. Такую процедуру повторяют до тех пор, пока раствор над смолой перестанет окрашиваться в желтый цвет. Затем катионит отмывают дистиллированной водой до рН= 6 (по индикаторной бумаге).

Отработанный катионит собирают в одну колбу и обрабатывают раствором соляной кислоты с концентрацией 1 моль/дм 3 , встряхивая 8-10 раз в

течение 8-10 минут. Раствор кислоты сливают, и катионит отмывают декантацией дистиллированной водой до рН=6.

Методика проведения анализа.

Измерение массовой концентрации сульфат-ионов выполняли титриметрическим методом с солью бария. Метод основан на способности

сульфат-ионов образовывать слаборастворимый осадок сернокислого бария

Избыток ионов бария определяли по изменению окраски (из фиолетовой до ярко-голубой) индикатором нитхромазо C ₂₂ H ₁₄ N ₆ O ₁₈ S ₄, который в эквивалентной точке титрования образует комплексное соединение с ионами

Для уменьшения растворимости осадка сульфата бария титрование проводили в водноспиртовой (водно-ацетоновой) среде. Мешающее влияние мутности устраняли фильтрованием. Для устранения влияния катионов пробу воды встряхивали с катионнообменной смолой КУ-2 в Н + форме. Определению не мешают фториды, хлориды, нитриты и перхлораты

Подготовка воды к исследованию.

Пробу воды объёмом 50-100 мл поместили в коническую колбу 250мл, добавили 5-10 грамм подготовленного катионита КУ-2. Смесь в колбе встряхивали 8-10 раз в течение 10 минут, затем дали смоле осесть и отобрали 10-50 мл воды. Данную воду поместили в коническую плоскодонную колбу,

прилили равное количество спирта и 2 капли 0,2% раствора нитхромазо. Затем титровали 0,01 моль/л раствором хлорида бария до изменения цвета раствора из фиолетового в голубой.

В начальной стадии титрования, особенно в пробах с невысоким

содержанием сульфат-ионов, уже после добавления первых капель хлористого бария происходит изменение окраски из фиолетового в голубую. Титрование продолжали до тех пор, пока голубая окраска будет сохраняться в течение 2-3 минут.

Обработка результатов и измерений.

Массовую концентрацию сульфат-ионов (Х) мг/л вычисляется по формуле

V ₁ — объём раствора хлорида бария, израсходованного на титрование, см 3

0.02 — концентрация раствора хлорида бария, моль/ дм 3

K — поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора хлорида бария точно к 0,01 моль/ дм 3

96 — молекулярная масса сульфат-ионов мг;

V ₂ — объём пробы воды, взятой для титрования, см 3

Например, на титрование пошло хлорида бария 1,3 см 3 мл, тогда

X ==124,8 мг/см 3

Среднее значение сульфат-ионов составило 157,6 мг/см 3 (Таблица № 4). Сульфат-ионами, как правило, обогащены болотные воды, то есть можно предположить, что в скором будущем пруд может превратиться в болото.

2.2.6. Определение содержания хлорид-иона титрованием азотнокислым серебром.

Метод основан на осаждении хлорид-иона в нейтральной или слабощелочной среде азотнокислым серебром в присутствии хромовокислого калия в качестве индикатора. После осаждения хлорида серебра в точке эквивалентности образуется хромовокислое серебро, при этом желтая окраска раствора переходит в оранжево-желтую. Точность метода 1-3 мг/дм 3

Определение содержания хлорид-иона в питьевой воде проводят:

— при содержании хлорид-иона от 10 мг/дм 3 и выше титрованием азотнокислым серебром в присутствии хромовокислого калия в качестве индикатора;

— при содержании хлорид-иона до 10 мг/дм 3 титрованием азотнокислой ртутью в присутствии индикатора дифенилкарбазона.

Мы же проводили титрованием азотнокислым серебром в присутствии хромовокислого калия в качестве индикатора.

Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы и растворы.

Вода из различных источников, серебро азотнокислое, индикатор – калий

хромовокислый, вода дистиллированная, квасцы алюмокалиевые (алюминий-калий сернокислый), аммиак водный 25%-ный раствор.

Посуда мерная стеклянная лабораторная, вместимостью: пипетки 100, 50 и 10 см 3 без делений, цилиндр мерный 100 см 3 , бюретка 25 см 3 со стеклянным краном, колбы конические, вместимостью 250 см 3

Методика проведения анализа.

1. Качественное определение

В пробирку налили 5 см 3 воды и добавили 3 капли 10%-ного раствора азотнокислого серебра. Примерное содержание хлорид-иона определяли по осадку или мути в соответствии с требованиями таблицы.

Характеристика осадка или мути

Содержание хлорид-иона, мг/см 3

1 Опалесценция или слабая муть

3. Образуется хлопья, осаждаются не сразу

В результате в пробирке образовывались хлопья, поэтому мы сделали вывод, что содержание хлорид-иона составляет 50-100 мг/см 3 .

Реакция протекает по уравнению:

NaCI + AgNO ₃ = Na NO ₃ + AgCI ↓

Для того чтобы в осадок не выпадали одновременно углекислые и фосфорно-кислые соли, последние растворяют прибавлением азотной кислоты.

Отобрали 20 см 3 испытуемой воды и довели до 100см 3 дистиллированной водой. Если вода мутная – то необходимо профильтровать. При цветности воды

выше 30 о , пробу обесцвечивают добавлением гидроокиси алюминия. Для этого к 200см 3 пробы добавляют 6 см 3 суспензии гидроокиси алюминия, встряхивают до обесцвечивания жидкости. Первые порции фильтрата отбрасывают. Отмеренный объем воды вносили в 2 конические колбы и прибавляли по 1 см 3 хромовокислого калия. Одну пробу титровали раствором азотнокислым серебром до появления слабого оранжевого оттенка, вторую пробу использовали в качестве контрольной пробы.

Определению мешают ортофосфаты в концентрации, превышающие 25 мг/см 3 ; железо концентрацией более10 мг/см 3 . Бромиды и иодиды определяются в концентрациях, эквивалентных хлор-иону.

Обработка результатов, измерений.

Содержание хлорид-иона (Х), мг/см 3 , вычисляли по формуле:

где: v – количество азотнокислого серебра, израсходованное на титрование, см 3 ;

K – поправочный коэффициент к титру раствора нитрата серебра;

g – 0,5 – количество хлорид-иона, соответствующая 1 см 3 раствора азотнокислого серебра, мг ;

V – объем пробы, взятой для определения, см 3 .

Расхождения между результатами повторных определений при содержании Cl -иона от 20 до 200 мг/дм 3 – 2 мг/дм 3 ; при более высоком содержании – 2 отн. %

Например, на титрование воды пошло нитрата серебра 2,9 мл, тогда

X = мг/см 3

Среднее значение хлорид-ионов составило 76 мг/см 3 (Таблица № 4).

Реакция протекает по уравнению:

В ходе нашего научного исследования проведен анализ литературных источников по выбранной теме. Аналитическая химия представляет собой предмет очень важный для экологической химии, однако анализ не лишен специфических недостатков. Одним из примеров может служить тот факт, что для анализа обычно отбирают чрезвычайно малую пробу, которая почти всегда является смесью веществ, способных взаимодействовать друг с другом. Кроме того, анализ следовых количеств одного вещества проводится в бесконечно большом объеме воздуха, воды или сточных вод.(1,21), тем не менее, анализы были проведены (в количестве 5 – определение жесткости воды, 5 – определение окисляемости, 5 – определение хлоридов и сульфат-ионов, 5- определение аммиака.) и вычислено среднее значение (таблица № 4). По полученным данным можно сделать следующие выводы:

источник