Меню Рубрики

Резников методы анализа природных вод

Методы анализа, разработанные для поверхностных пресных и соленых вод, применимы, несомненно, и для анализа других водных объектов, в том числе грунтовых и лизиметрических вод, почвенных растворов и вытяжек.

Аналитическая процедура определения содержаний элементов в водах различного состава включает несколько стадий:

— собственно инструментальный анализ.

В зависимости от концентраций определяемых элементов и возмож­ностей инструментальной техники вышеперечисленные стадии могут быть усложнены введением дополнительных этапов, связанных с консервацией анализируемых образцов, предварительным концентрированием элементов и модернизацией оборудования (например, введением дополнительных приспособлений для ввода пробы, перевода из одного агрегатного состо­яния в другое и т.д.).

Пробоотбор и пробоподготовка как важнейший этап анализа.Отбор пробы воды следует рассматривать как стадию, в значительной степени определяющую правильность последующего анализа, причем ошибки, допущенные в процессе пробоотбора, в дальнейшем не могут быть исправлены даже самым квалифицированным аналитиком. Место и усло­вия отбора пробы воды в каждом случае определяют конкретными задачами исследований, однако основные правила отбора проб носят общий ха­рактер:

— проба воды, взятая для анализа, должна отражать условия и место отбора;

— отбор пробы, ее хранение и транспортировка должны исключать возможность изменения ее первоначального состава (содержаний опре­деляемых компонентов или свойств воды);

-объем пробы должен быть достаточным для проведения анали­тической процедуры в соответствии с методикой.

Отбор проб воды.Отбор проб воды может быть разовым и серийным. Разовый отбор обычно применяют для получения первоначальной информации о качестве ана­лизируемой воды. Принимая во внимание изменяющийся во времени и пространстве состав анализируемых вод, более оправдан серийный отбор, который проводят либо с разных глубин источника, либо в различные моменты времени. При таком отборе можно судить об изменении качества воды во времени или в зависимости от ее расхода.

По своему виду пробы бывают простыми и смешанными. Простая пробаобеспечивается путем однократного отбора всего требуемого для анализа количества воды, при этом полученная информация отвечает составу в данной точке в данный момент времени.Смешанную пробуполучают путем сливания простых проб, отобранных в разные промежутки времени или в различных точках, характеризуя таким образом усреднен­ный состав воды. Если пробу отбирают из открытого водотока, необходимо соблюдать условия, при которых она будет типичной: лучшие места для пробоотбора — бурные участки, где происходит более полное смешение. При отборе пробы сточной воды нужно соблюдать следующие условия:

— скорость отбора не менее 0,5 м/с;

— диаметр отверстия пробоотборника не менее 9-12 мм;

— высокая турбулентность (в случае отсутствия создают искусственно).

При отборе пробы питьевой воды необходимо предварительно спустить воду в течение 15 мин при полностью открытом кране. Перед закрытием сосуда пробкой верхний слой воды сливают так, чтобы под пробкой оставался слой воздуха объемом 5-10 см 3 .

Для отбора и хранения проб используют посуду из стекла, полиэтилена, тефлона. Для определения ультрамикроконцентраций элементов идеальным материалом для отбора и особенно для хранения проб является новый полимер политетрафтор-алкокси-этилен (PFA). Его главные преимущества по сравнению с тефлоном, применяющимся в аналитической химии микро­элементов, — высокая гидрофобность и практически полное отсутствие внутренних пор, а значит и отсутствие эффекта «памяти».

Консервация и хранение.Отобранная проба природной воды представляет собой двухфазную сис­тему, состоящую из раствора и взвешенного вещества. Чтобы избежать потерь микроэлементов за счет биохимических процессов и сорбции на стенках сосуда пробу после фильтрования консервируют, в отдельных случаях даже нефильтрованные образцы, если это согласуется с задачей исследования.

источник

—> Наука и образование » Фундаментальные дисциплины » Химия >> Скачать книгу Название: Методы анализа природных вод
Автор: Резников А.А., Муликовская Е.П., Соколов И.Ю.
Издательство: Недра
Год издания: 1970
Страниц: 488
Язык: Русский
Формат: DjVu
Качество: хорошее
Размер: 5 Мб

В книге приведено описание современных методов анализа химического состава природных вод (весовые, объемные, колориметрические, турбидиметрические, пламенно-фотометрические, флуориметрические, амальгамнополярографические; методы определения рН и Eh). Значительное место отведено методам определения микроколичеств элементов: Al. , Be, B, Br, V, W, Ga, Ge, Au, In, Cd, Ca, K, Co, Li, Mg, Mn, Cu, Mo, As, Ni, Nb, Hg, Rb, Pb, Ce, Ag, Sr, Te, U, P, F, Cs, Zn, играющих большую роль в жизнедеятельности животных и растительных организмов, а также являющихся поисковым критерием месторождений полезных ископаемых.
Изложены методы определения органических веществ (нафтеновые кислоты, фенолы, общая окисляемость), растворенных газов (Co2, O2, H2S). Описываются приборы и аппаратура, полевые гидрохимические лаборатории. Приводятся сведения по отбору проб воды на анализ, документации анализа, контролю и обработке результатов, классификации природных вод и графических способов изображения анализов, расчеты форм состояния слабых кислот (CO2, H2S, H4SiO4, H3AsO3, H3AsO4), расчеты максимальных концентраций ионов, входящих в состав малорастворимых гидроокисей (Fe(OH)3; Fe(OH)2, Al(OH)3, HAlO2, Mg(OH)2), расчеты содержания в кислых водах с pH 4 Fe3+, FeOH2+, SO42-, HSO4-, H+.
Книга является практическим руководством по химическому анализу состава природных вод в основном применительно к задачам геологической службы. Кроме того, она может быть успешно использована для решения вопросов питьевого и технического водоснабжения, в сельском хозяйстве, курортологии, мелиорации.

Другие новости, похожие на книгу Резников А.А., Муликовская Е.П., Соколов И.Ю. — Методы анализа природных вод:

автор: energy555 Комментарии (0)

Вы можете разместить ссылку на книгу Резников А.А., Муликовская Е.П., Соколов И.Ю. — Методы анализа природных вод на своем сайте, блоге, любимом форуме или просто поделиться ей с друзьями:

HTML ссылка на книгу Резников А.А., Муликовская Е.П., Соколов И.Ю. — Методы анализа природных вод:

Ссылка для форума книга Резников А.А., Муликовская Е.П., Соколов И.Ю. — Методы анализа природных вод:

Ссылка на книгу Резников А.А., Муликовская Е.П., Соколов И.Ю. — Методы анализа природных вод:

Помощь по использованию электронной библиотеки книг:

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

ДОКУМЕНТАЛЬНОЕ ВИДЕО
( BBC. Discovery
National Geographic
Познавательные телепередачи )

источник

Полевой химический анализ воды имеет большое научное и практическое значение. Он помогает:

• целесообразно направлять и корректировать гидрогеологические работы в процессе их выполнения;

• отбирать наиболее важные пробы для полного анализа;

• на месте определять летучие и быстроизменяющиеся компонен­ты.

В полевой анализ воды входит определение не только летучих (СО2, Н2S, О2), быстроизменяющихся (t, pH, Fe 2+ , NO2 — ) компонен­тов, но и определение ионов, характеризующих другие ее важнейшие свойства (Са 2+ , Mg 2+ , NH + , Na + , Сl — , SO4 2- , NO3 — , НСО3 — , СО3 2- ). Учи­тывая скорость изменения физических свойств и химического соста­ва, при выполнении полевого анализа воды, соблюдают следующую последовательность определений:

1. температура, рН, запах, прозрачность, цвет;

2. свободная углекислота, сероводород, кислород;

3. нитрат и нитрит ионы, аммоний, железо закисное и окисное;

4. карбонат — и гидрокарбонат-ионы, жесткость, ионы кальция, маг­ния, сульфаты, хлориды и вкус.

Во время учебной практики с помощью полевой лаборатории за 20-30 минут можно выполнить анализ воды, состоящий из определений: рН, Fe 3+ , Fe , Fe 2+ , NO3 — , NH4 + , Ca 2+ , Mg 2+ , Сl — , SO4 2- , NO3 — ,HCO3 — , CO3 2- .

рН определяют колориметрическим методом с универсаль­ным индикатором Алямовского.

Ионы Fe 3+ , Fe^ (в виде трехвалентного) определяют колориметрическим методом с роданидом калия или аммония.

Ион Fe 2+ определяют расчетным путем.

Ион NH4 + определяют колориметрическим методом с реакти­вом Несслера.

Ион NO2 — определяют колориметрическим методом с реакти­вом Грисса.

Ионы НСО3 — и СОз 2- определяют объемным методом, если рН раствора меньше 8.2, то такая вода не содержит карбонатов.

Общую жесткость и Са 2+ определяют объемным трилонометрическим методом.

Ион Mg 2+ рассчитывают по разности.

Ион Сl — определяют аргентометрическим капельным методом.

Ион SO4 2 » определяют турбидиметрическим методом.

Лабораторная работа № 1

ВИЗУАЛЬНАЯ КОЛОРИМЕТРИЯ

Цель работы

Определение микрокомпонентов (NH4 + , NO2 — , Fe 3+ ) и концен­трации водородных ионов (рН) в природных водах.

Общие сведения

В визуальных колориметрических методах интенсивность по­тока излучения оценивается на глаз. Ряд визуальных методов приме­няется на практике для определения микрокомпонентов (NH4 + , NO2 — , Fe 3+ ) и концентрации водородных ионов (рН) в природных водах. Используемые в визуальных методах для сравнения интен­сивности окраски калиброванные пробирки должны быть одинаково­го диаметра, высоты и с одинаковой прозрачностью стекла.

Для сравнения окраски используют прибор, называемый ком­паратором. Прибор состоит из деревянного куба, в котором сверху просверлены два круглых вертикальных отверстия для пробирок и с боков — горизонтальные сквозные отверстия, пересекающиеся с пер­выми, через которые и сравнивают окраски исследуемого раствора без индикатора и с индикатором. Окраски сравнивают по горизон­тальному направлению, подложив белый фон и держа пробирки в наклонном положению к фону, используя пленочные шкалы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ рН ПРИ ПОМОЩИ РАСТВОРА УНИВЕРСАЛЬНОГО ИНДИКАТОРА

Цель работы

Определение кислой, нейтральной или щелочной среды природ­ной воды через концентрацию водородных ионов с использованием универсального индикатора Алямовского и стандартных окрашен­ных пленочных шкал.

Общие сведения

Водные растворы всегда содержат водородные и гидроксиль-ные ионы. Произведение концентрации водородных и гидроксиль-ных ионов в воде всегда постоянно и зависит только от температуры. Под концентрацией водородных и гидроксильных ионов понимают содержание грамм-эквивалентов соответствующего иона в одном литре раствора.

Если реакция водного раствора нейтральна, концентрация водо­родных и гидроксильных ионов одинакова и равна . Для рас­творов, имеющих кислую реакцию, концентрация водородных ионов будет больше , и, наоборот, если щелочная среда — концентра­ция водородных ионов меньше .

Обычно кислую, щелочную или нейтральную среду определяют через концентрацию водородных ионов. Для характеристики концен­трации водородных ионов пользуются только показателем степени при десяти, отбрасывая отрицательный знак и обозначая символом рН (показатель концентрации водородных ионов).

Колориметрический метод определения рН основан на свойстве ряда индикаторов менять свою окраску в зависимости от концентра­ции ионов водорода, причем для каждого индикатора существуют вполне определенные границы, при которых происходит изменение окраски. В полевых условиях используют универсальный индикатор Алямовского и стандартные окрашенные пленочные шкалы (диапа­зон измерений рН 4-8.0). Чувствительность этого метода 0.1 рН.

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; Нарушение авторского права страницы

источник

ВЫБОР УСЛОВИЙ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА ПРИРОДНЫХ ВОД НА РЕНТГЕНОВСКОМ СПЕКТРОМЕТРЕ С ПОЛНЫМ ВНЕШНИМ ОТРАЖЕНИЕМ

Оценена возможность использования рентгенофлуоресцентного анализа с полным внешним отражением (РФА ПВО) для определения ряда элементов в природных водах разной степени минерализации. Изучено влияние различных факторов на результаты РФА ПВО: поверхностной плотности сухого остатка воды на подложке, степени разбавления проб бидистиллированной водой и раствором поверхностно-активного вещества Triton X-100, концентрации макроэлементов, концентрации внутреннего стандарта, многократного накапывания. Для ряда проб результаты РФА ПВО сопоставлены с результатами, полученными методами «мокрой» химии и ИСП-МС. Представлены результаты определения ряда элементов в водопроводной воде до и после фильтрования с использованием разных бытовых фильтров.

Ключевые слова: рентгенофлуоресцентный анализ с полным внешним отражением, РФА ПВО, TXRF, природные воды.

Резников А.А., Муликовская Е.П., Соколов И.Ю. Методы анализа природных вод. М.: «Недра», 1970. 488 с.

Зарубина Р.Ф., Копылова Ю.Г., Зарубин А.Г. Анализ и улучшение качества природных вод. Часть 2. Методы оценки качества природных вод: учебное пособие. Томск: Изд. Томского политехнического университета, 2011. 151 с.

Шуваева О.В. Современное состояние и проблемы элементного анализа вод различной природы: Аналитический обзор. Новосибирск: Изд. ГПНТБ СО РАН, серия «Экология», 1996. 48 с.

Зарубина Р.Ф., Копылова Ю.Г. Анализ и улучшение качества природных вод. Часть 1. Анализ и оценка качества природных вод: учебное пособие. Томск: Изд. Томского политехнического университета, 2007. 168 с.

Environmental matrix reference materials. [Электронный ресурс]: http://www.referanskimya.com/pdfs/lgc/01.Enviro_Waters.pdf (дата обращения 10.10.2012).

Кузьмин Н.М., Золотов Ю.А. Концентрирование следов элементов. М.: Наука, 1988. 268 с.

Экспериандова Л.П. Нетрадиционные приемы в анализе функциональных материалов и объектов окружающей среды. Харьков: «ИСМА», 2011. 252 с.

Определение микроэлементов в природных средах: Аналитические исследования и проблемы (на примере Байкальского региона): Аналит. обзор / А.И. Кузнецова и [др.]. Новосибирск: Изд. ГПНТБ СО РАН, серия «Экология», 1994. 84 с.

Klockenkämper R. Total-reflection X-ray fluorescence analysis. New York: Wiley Interscience, 1997. 245 p.

Ревенко А.Г. Особенности методик анализа геологических образцов с использованием рентгенофлуоресцентных спектрометров с полным внешним отражением (TXRF) // Аналитика и контроль. 2010. Т. 14, № 2. С. 42-64.

Алов Н.В. Рентгенофлуоресцентный анализ с полным внешним отражением: физические основы и аналитическое применение (Обзор) // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2010. Т. 76, № 1. С. 4-14.

Wobrauschek P. Total-reflection X-ray fluorescence analysis – a review // X-Ray Spectrom. 2007. V. 36, № 5. P. 289-300.

Application of total reflection XRF to elemental studies of drinking water / M.A. Barreiros et [al.] // X-Ray Spectrom. 1997. V. 26, № 4. P. 165-168.

Ревенко А.Г., Гэрбиш Ш., Петрова Г.П. Рентгенофлуоресцентный многоэлементный анализ природных вод // Тез. докл. Всеукраинской конф. по анал. химии. Харьков: Изд-во Института монокристаллов НАН Украины, 2000. С. 95.

Kunimura S., Kawai J. Trace elemental analysis of commercial bottled drinking water by a portable total reflection X-ray fluorescence spectrometer // Anal. Sci. 2007. V. 23, № 10. P. 1185-1188.

Kump P., Necemer M., Veber M. Determination of trace elements in mineral water using total reflection X-Ray fluorescence spectrometry after preconcentration with ammonium pyrrolidinedithiocarbamate // X-Ray Spectrom. 1997. V. 26, № 4. P. 232-236.

Performance of total reflection and grazing emission X-ray fluorescence spectrometry for the determination of trace metals in drinking water in relation to other analytical techniques / B. Hołynska et [al.] // Fresenius J. Anal. Chem. 1998. V. 362, № 3. P. 294–298.

Analysis of mineral water from Brazil using total reflection X-ray fluorescence by synchrotron radiation / A.C.M. Costa et [al.] // Spectrochim. Acta B. 2003. V. 58, № 12. P. 2199-2204.

Lieser K.H., Flakowski M., Hoffmann P. Determination of trace elements in small water samples by total reflection X-ray fluorescence (TXRF) and by neutron activation analysis (NAA) // Fresenius J. Anal. Chem. 1994. V. 350. P. 135-138.

Stossel R.P., Prange A. Determination of trace elements in rainwater by total reflection X-ray fluorescence // Anal. Chem. 1985. V. 57, № 14. P. 2880-2885.

The use of a portable total reflection X-ray fluorescence spectrometer for field investigation / M. Mages et [al.] // Spectrochim. Acta. 2003. V. 58B, № 12. P. 2129-2138.

Evaluation of distribution and bioavailability of Cr, Mn, Fe, Cu, Zn and Pb in the waters of the upper course of the Lerma River / P. Avila-Perez et [al.] // X-Ray Spectrom. 2007. V. 36, № 5. P. 361-368.

Water quality assessment of Toledo River and determination of metal concentrations by using SR-TXRF technique / F.R. Espinoza-Quinones et [al.] // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2010. V. 283, № 2. P. 465-470.

Freimann P., Schmidt D. Application of total reflection X-ray fluorescence analysis for the determination of trace metals in the North Sea // Spectrochim. Acta. 1989. V. 44B, № 5. P. 505-510.

Staniszewski B., Freimann P. A solid phase extraction procedure for the simultaneous determination of total inorganic arsenic and trace metals in seawater: Sample preparation for total-reflection X-ray fluorescence // Spectrochim. Acta. 2008. V. 63B, № 11. P. 1333-1337.

Multi-element analysis of sea water from Sepetiba Bay, Brazil, by TXRF using synchrotron radiation / A.C.M. Costa et [al.] // X-Ray Spectrom. 2005. V. 34, № 3. P. 183-188.

Analysis of inlet and outlet industrial wastewater effluents by means of benchtop total reflection X-ray fluorescence spectrometry / E. Margui et [al.] // Chemosphere. 2010. V. 80, № 3. P. 263-270.

Stosnach H. Trace element analysis using a benchtop TXRF spectrometer // ICDD. Advances in X-ray Analysis. 2005. V. 48. P. 236-245.

Рентгенофлуоресцентный элементный анализ подземных вод при помощи спектрометра на основе полного внешнего отражения / В.М. Разномазов и [др.] // Экология промышленного производства. 2009. № 4. С. 2-7.

Applicability of direct total reflection X-ray fluorescence analysis for selenium determination in solutions related to environmental and geochemical studies / Margui E. et [al.] // Spectrochim. Acta. 2010. V. 65B, № 12. P. 1002-1007.

Оценка возможности применения рентгеновского спектрометра с полным внешним отражением S2 PICOFOX для анализа горных пород / С.В. Пантеева и [др.] // Аналитика и контроль. 2011. Т. 15, № 3. С. 344-352.

Определение Rb, Sr, Cs, Ba, Pb в калиевых полевых шпатах из малых навесок методом рентгенофлуоресцентного анализа с полным внешним отражением // Т.Ю. Черкашина и [др.] // Аналитика и контроль. 2012. Т.16, № 3. С. 305-311.

Пашкова Г.В., Смагунова А.Н., Финкельштейн А.Л. Возможности рентгенофлуоресцентного анализа молочных продуктов с помощью спектрометра с полным внешним отражением // Химия в интересах устойчивого развития. 2011. № 3. С. 295-304.

TRFA-спектрометр для элементного анализа Руководство по эксплуатации PICOFOX. Bruker AXS Microanalysis GmbH, 2008. 121 с.

Савенко В.С. Биофильность химических элементов и её отражение в химии океана // Вест. МГУ, сер. 5, геогр. 1997. №1. С. 3-7.

Nelson D. Natural variations in the composition of groundwater. [Электронный ресурс]: http://public.health.oregon.gov/HealthyEnvironments/DrinkingWater/SourceWater/Documents/gw/chem.pdf (дата обращения 22.10.2012).

Лосев Н.Ф. Количественный рентгеноспектральный флуоресцентный метод анализа. М.: Наука, 1969. 336 с.

Klockenkämper R., von Bohlen A. Determination of critical thickness and the sensitivity for thin film analysis by total reflection X-ray fluorescence spectrometry // Spectrochim. Acta B. 1989. V. 44, № 5. P. 461-469.

Источники погрешностей при рентгенофлуоресцентном анализе на спектрометрах с полным внешним отражением и их учёт способом внутреннего стандарта / Г.В. Павлинский и [др.] // Ж. аналит. химии. 2002. Т. 57, № 3. С. 231-239.

Von Bohlen A. Total-reflection X-ray fluorescence and grazing incidence X-ray spectrometry – Tools for micro- and surface analysis. A review // Spectrochim. Acta. 2009. V. 64B, № 10. P. 821-832.

Saturation effects in TXRF on micro-droplet residue samples / D. Hellin et [al.] // J. Anal. At. Spectrom. 2004. V. 19, № 12. P. 1517-1523.

Optimizing total reflection X-ray fluorescence for direct trace element quantification in proteins I: Influence of sample homogeneity and reflector type / G. Wellenreuther et [al.] // Spectrochim. Acta. 2008. V. 63B, № 12. P. 1461-1468.

Considerations on the ideal sample shape for total reflection X-ray fluorescence analysis / C. Horntrich et [al.] // Spectrochim. Acta. 2011. V. 66B, № 11-12. P. 815-821.

Karjou J. Matrix effect on the detection limit and accuracy in total reflection X-ray fluorescence analysis of trace elements in environmental and biological samples // Spectrochim. Acta. 2007. V. 62B, № 2. P. 177-181.

Griesel S., Reus U., Prange A. Electro-deposition as a sample preparation technique for total-reflection X-ray fluorescence analysis // Spectrochim. Acta. 2001. V. 56B, № 11. P. 2107-2115.

источник

Данная статья является реферативным изложением основной работы. Полный текст научной работы, приложения, иллюстрации и иные дополнительные материалы доступны на сайте III Международного конкурса научно-исследовательских и творческих работ учащихся «Старт в науке» по ссылке: https://www.school-science.ru/0317/1/28656.

Вода – это вещество, которое подарило на земле жизнь. Без нее никогда не возникло бы растений, животных и, конечно же, человека в современном понимании этого слова. Мы все приходим в этот мир благодаря воде, поддерживаем свой организм в хорошем состоянии с ее помощью, просто живем…

Человеку нужна вода и прежде всего – чистая, недаром одна из главных экологических проблем человечества – качество питьевой воды, которая напрямую связана с состоянием здоровья населения.

А какая вода нужна другим живым организмам, живущим на планете Земля? Например, растениям. Чувствительны ли они к загрязненности воды или же к идеально очищенной. В настоящее время многие люди занимаются выращиванием рассады в домашних условиях. Они в большинстве случаев не задумываются о том, какой водой поливать свой «огород на подоконнике». Порой они теряются в догадках: от чего это их растения не дают всходов, или медленно растут… Наблюдая за данным процессом у себя дома, я предположила, что ответы на эти вопросы кроются в химическом составе воды, которую используют для полива. Исходя из этого, я выдвинула гипотезу: химический состав воды – один их главных факторов роста и развития живого организма.

Актуальность выбранной темы состоит, прежде всего, в том, что в последнее время активно возрождается интерес к очистке воды, к фильтрам для воды, очистным системам и подобному оборудованию. Порой некоторые садоводы используют для полива очищенную воду. А при выращивании рассады абсолютно не учитывают особенности водопроводной воды. Возможно, мои исследования помогут разбить «гордиев узел» – объяснить любителям «домашнего огорода» причины проблем выращивания ими рассады.

Цель моей работы: установить степень влияния воды из разных источников на рост и развитие растений, на примере зеленого гороха.

• изучить и проанализировать литературные источники о составе и свойствах различных видов воды;

• провести исследование проб воды, взятых из разных источников, используя методики химического и органолептического исследования;

• заложить опыты с использованием зеленого гороха и проб воды, взятых из разных источников;

• провести эксперимент, наглядно показывающий рост и развитие зеленого гороха при использовании воды из разных источников;

• составить рекомендации, проанализировав результаты исследования.

Объект исследования: вода из разных источников.

Предмет исследования: рост и развитие растения зеленый горох.

– анализ литературы по проблеме исследования;

– экспериментальный – исследование химического состава воды (органолептический (включение обонятельных рецепторов и анализатора по методике Муравьёва А.Г.) и колориметрический, визуально-колориметрический (включение зрительных рецепторов и анализатора по методике Муравьёва А.Г.);

– измерение (например, определение количественных значений органолептических, общих, индивидуальных показателей; составление схемы);

– постановка опытов и наблюдение за процессом роста и развития растений;

– сравнение (степени загрязнения проб воды, взятых из различных источников, интенсивности роста зеленого гороха, поливаемого разной водой);

– описание изменений, происходящих с предметом исследования.

Практическая значимость данной работы состоит в том, что так как в при анализе литературных источников я не обнаружила конкретной литературы по исследуемой проблематике, лишь несколько статей – советов, как поливать комнатные растения, поэтому я считаю, что моя работа, основанная на экспериментально проверенных в нескольких повторах опытах, может стать своеобразным путеводителем для создания рекомендаций по данной тематике, которые помогут лучшему содержанию комнатных растений, выращиванию рассады в условиях городских квартир и в перспективе получению хорошего урожая овощных культур.

Обзор литературы по проблеме исследования

Свойства воды, определяющие ее биологическое значение

«Вода – это универсальный растворитель. Если этой уникальной жидкости предоставить достаточно времени, она растворит любое твердое вещество. На это не способно ни одно вещество в природе. Именно из-за данного свойства химически чистая вода (не содержащая примесей в принципе) –лишь теория, пока не доступная практике.

Вода – участница химических реакций. Например, благодаря ней в организме животных расщепляются белки, углеводы, жиры, и выделяется энергия, которая дает нам всем возможность жить. При фотосинтезе благодаря активному участию воды выделяется кислород, который необходим всем существам на земле.

Вода – это терморегуляция. Как бы это ни было удивительно, именно вода отвечает за поддержание постоянной температуры тела. Благодаря ней тепло равномерно распределяется по организму, температура не изменяется постоянно в зависимости от условий окружающей среды.

Вода – это уникальный транспорт. Благодаря удивительной жидкости растения и животные могут успешно насыщаться питательными веществами. Вода является одним из основных компонентов лимфы и крови, играет невероятно важную роль в работе выделительной системы. С помощью этой безликой жидкости к верхушкам растений поступают минеральные соли.

Вода – это упругость клеток и организмов. Как всем известно, воду в жидком состоянии практически нельзя сжать. Благодаря этому она часто выступает скелетом клетки и, как следствие, поддерживает форму органов. Вот, к примеру, самый обычный лист вашего комнатного растения. Он поддерживает постоянную форму исключительно благодаря удивительным возможностям воды» [17].

Вода природная и обработанная

Формирование химического состава природных вод определяют в основном две группы факторов:

– прямые факторы, непосредственно воздействующие на воду (т. е. действие веществ, которые могут обогащать воду растворёнными соединениями или, наоборот, выделять их из воды); состав горных пород, живые организмы, хозяйственная деятельность человека;

– косвенные факторы, определяющие условия, в которых протекает взаимодействие веществ с водой: климат, рельеф, гидрологический режим, растительность, гидрогеологические и гидродинамические условия.

Самой чистой природной водой считают дождевую, снеговую воду; но и она, падая на поверхность земли, увлекает с собой взвешенные в воздухе минеральные, органические и организованные примеси (микроорганизмы). Проходя через слои земли, загрязнённые различными отбросами, вода получает продукты распада этих органических веществ [7].

Человек на свои нужны, использует больше всего пресную воду. Используемая в промышленности, сельском хозяйстве, быту вода поступает обратно в водоемы (реки) в плохо очищенных или вообще неочищенных стоков. Сброс с заводов все тоже приводит к загрязнению воды. Большая проблема в том что, в воду сбрасываются большое количество нефтепродуктов. В нашей области Роспотребнадзор следит за тем, чтобы не было незаконных выбросов.

Химический состав природных вод Ярославской области

Химический состав природных вод первоначально формируется из вод атмосферных осадков. Эти осадки – не дистиллированная вода. Влага, испаряясь с поверхности океана, захватывает соли, растворенные в нем, преимущественно хлориды и сульфаты. По дороге к нам водяные пары поглощают многие другие вещества, выброшенные в атмосферу заводами и фабриками, автомашинами и самолетами. По этой причине снег и дождь, выпадающие в Ярославской области, как и в других, содержат различные соли, кислоты и прочие вещества, далеко не безвредные для растений, животных и человека.

Фильтруясь в почвы и грунт, атмосферные воды вымывают из них соли, кислоты и органические вещества и через короткое время существенно меняют их качественный состав. Количество растворенных веществ и химический состав речных вод зависят от длительности контакта воды с почвогрунтами, их физического состояния, от сезона года.

Антропогенное изменение химического состава вод обусловлено сбросом в реки, озера, океан огромного количества сточных вод. Они уменьшают в водоемах количество растворенного кислорода, изменяют условия разложения органических веществ, увеличивают концентрации азота, фосфора, тяжелых металлов, соединений хлора, ядохимикатов. Качество воды оценивается по нескольким показателям. Основными показателями качества воды являются общее солесодержание, цветность, запах, жесткость, содержание железа, марганца и некоторых других веществ.

Химический состав воды в реке Волге представлен в приложении 1.

Качество воды Рыбинского водохранилища находится между V и VI классами, причем в последние два года устойчиво соответствует категории «очень грязная».

Для природного химического состава воды Рыбинского водохранилища характерно: малое содержание растворенных солей, среди которых преобладают HCO3?, низкие концентрации минеральных форм азота и фосфора; высокое содержание органического вещества гумусовой природы и, как следствие последнего, большая цветность воды. Содержание хлоридов достигает 178 мг/л, сульфатов – 202 мг/л. Содержание нитратов в воде характеризуется сезонностью и не превышает установленных норм. Показатель прозрачности изменяется от 0.1 до 0.9 м и значительное подкисление вод. Цветность воды в водохранилище от 40 до 120 град. Водородный показатель по водохранилищу в пределах от 7,5 до 8,5 рН, реакция среды слабощелочная. Содержание кислорода в период отбора от 5,50 до 8,60 мгО2/л. В летний период БПК5, показатель качества воды, характеризующий суммарное содержание в воде органических веществ, составлял в среднем по водохранилищу 1.28–3 мг О2/л. Исключение составляет створ у н.п. Торово в устье р. Суды, где БПК5 достигают значений 4 мг О2/л. В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды в водоемах питьевого водопользования величина ХПК не должна превышать 15 мг О2/л, в зонах рекреации в водных объектах допускается величина до 30 мг О2/л. ХПК в Рыбинском водохранилище изменяется в пределах от 29 мгО2/л (Дарвинский заповедник) до 51 мгО2/л (н.п.Торово, устье р.Суды). Являясь интегральным (суммарным) показателем, ХПК в настоящее время считается одним из наиболее информативных показателей антропогенного загрязнения вод.

Водопроводная вода – питьевая

Вода – один из самых важных источников питания нашего организма должна иметь:

• Цветность до 20 град. Запахи и привкусы при 20°С.

• Хлориды до 350 мг/л. Сульфаты до 500мг/л. Остаточный алюминий до 0,5 мг/л.

• Водородный показатель 6,5–8,5. Общая жесткость до 7 мг-экв/л.

Фтор. При концентрации 2–8 мг/л возможно заболевание эндемическим флюрозом. При концентрации 1,4 – 1,6 мг/л у некоторых лиц на отдельных зубах отмечаются желто-коричневые пятнышки. При значениях значительно ниже оптимальных развивается кариес зубов.0,7–1,5 мг/л

Железо. Избыток придает воде неприятную красно-коричневую или черную окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубопроводах и их засорение. Избыток увеличивает риск инфарктов, длительное употребление вызывает заболевание печени, оказывает негативное влияние на репродуктивную функцию организма.до 0,3 мг/л.

Марганец. Марганецсодержащие воды отличаются вяжущим привкусом, окраской, оказывают элеобриотоксическое и гонадотоксическое воздействие на организм.до 0,1 мг/л. 12. Бериллийдо 0,0002 мг/л.

Молибден. При содержании свыше 0,25 мг/л вызывает подагру и молибденовую болезнь.до 0,05 мг/л.

Стронций. При концентрации свыше 7 мг/л вызывает уровскую болезнь, рахит, ломкость костей.до 2 мг/л.

Медь. При превышении вызывает заболевание печени, гепатит и анемию.до 1 мг/л.

Цинк. При превышении угнетает окислительные процессы в организме, вызывает анемию.до 5 мг/л.

Нитраты. При превышении в организме человека синтезируется нитрозамины, способствующие образованию злокачественных опухолей, перерастающих в рак желудка.

Более подробно параметры химического состава воды, и их влияние на свойства и качество воды рассмотрены в приложении 2.

Вода кипяченая и фильтрованная

Кипячение не уничтожает даже всех микробов, не говоря уже о тяжелых металлах, пестицидах, гербицидах, нитратах, феноле и нефтепродуктах. Поэтому для очищения воды кипячения ее, увы, недостаточно. Кроме того, на стенках чайника после кипячения оседают полезные соли кальция и магния. А вот кадмий, ртуть, пестициды и нитраты никуда не девают. Во время продолжительного кипячения происходит выпаривание воды и концентрация вредных веществ еще увеличивается.

Кипяченая вода никоим образом не уменьшает содержание в воде солей тяжелых металлов и органических загрязнителей. Превышающее допустимые нормы содержание в водопроводной воде тяжелых металлов, таких как свинец, ртуть, кадмий, цинк, никель, хром, вызывают атеросклероз, полиневрит, гипертонию, поражение костного мозга, потерю остроты зрения. Но самое опасное то, что при кипячении хлорированной водопроводной воды, хлор и его производные вступают во взаимодействие с неизвестным количеством органических веществ, образуя канцерогенные тригалометаны, которые в свою очередь являются одной из причин раковых заболеваний. Т.е. при кипячении, «обстановка» в водопроводной воде только усугубляется. Следует также помнить, что охлажденная кипяченая вода может повторно инфицироваться при хранении в не очень чистой посуде в открытом виде. Поэтому емкость для хранения кипяченой воды нужно тщательно промыть и продезинфицировать [17].

Фильтрованная вода проходит глубокую очистку от активного хлора, фенолов, хлорорганических соединений, нефтепродуктов, пестицидов, токсичных тяжёлых металлов (свинец, ртуть, кадмий и медь) за небольшое (около 30 секунд) время контакта очищаемой воды с сорбентом. Но порой фильтрованная вода теряет кальций и магний.

Выводы по главе: таким образом, анализ различных источников литературы показал, что в природная вода по химическому составу отличается от воды питьевой, также я установила, что в Рыбинске в разных точках забора вода может отличаться по своему химическому составу, что обусловлено антропогенными загрязнениями, и, наконец, кипячение воды не решает проблем очистки воды и даже может стать причиной возникновения тяжелых заболеваний.

Экспериментальную часть я разделила как бы на два направления:

– исследование проб воды, имеющей разные химические характеристики;

– постановка опытов с использованием этих проб воды для проращивания семян гороха зеленого, а затем его полива во время всего периода роста и развития.

Проведение эксперимента было повторено трижды (по два замера в разное время года): первый был проведен в конце августа 2014 года, второй – в середине октября 2014 года, затем в августе 2015 года, и октябре 2015 года, третий замер – август 2016 и октябрь 2016.

В данной работе представлены результаты среднего значения по всем проведенным замерам.

Методики исследования воды, использованные мною

Определение присутствия органических загрязнений в воде органолептическим методом (методика Муравьёва А.Г.)

Методика определения интенсивности запаха воды.

Не секрет, что у веществ может быть запах. Вода дистиллированная его не имеет, а вода из природных источников пахнет (иногда достаточно неприятно). Запах воды обусловлен наличием летучих пахнущих веществ, жидких органических соединений. Характер и интенсивность запаха представлены в таблице 1 приложения 3

Пахучие вещества в воду попадают двумя путями. Это:

– естественное происхождение (от живых или отмерших организмов, влияет характер почвы);

– искусственное происхождение (по вине человека – антропогенного фактора).

Как правило, запах определяют при комнатной (20°С) и повышенной (60°С) температуре. Для питьевой воды допускается запах не более 2 баллов.

1. Возьмите закрытую колбу с пробой воды (2/3 объёма колбы), сильно взболтайте её и, открыв пробку, определите запах.

Для усиления запаха 100 мл исследуемой воды налейте в колбу, накройте часовым стеклом, подогрейте до 50 – 60 С. Затем, сняв колбу с огня, взболтайте в ней воду, снимите часовое стекло и определите характер запаха.

2. Сравните ваши данные с данными таблицы «Определение интенсивности запаха воды» приложение 3 таблица 2.

Определение присутствия посторонних примесей (веществ, ионов) в воде визуально-колориметрическим методом (методика Муравьёва А.Г.)

В переводе с английского colour– цвет. Данный метод основан на сравнении качественного и количественного изменения потоков видимого света при их прохождении через исследуемый раствор и модельный раствор-эталон. В ходе протекания химической реакции компонент природной воды переводится в окрашенное соединение. Изменение окраски раствора фиксируется и сравнивается со шкалой-эталоном. Измерение интенсивности окрашивания визуальным путём в сравнении с модельным эталонным раствором (или нарисованной контрольной шкалой) лежит в основе визуально-колориметрического метода. Растворы-эталоны готовят заранее с помощью реактивов-стандартов с соблюдением заданных значений концентрации целевого компонента. За результат анализа при визуальномколориметрировании принимают то значение концентрации компонента, которое имеет ближайший по окраске образец контрольной шкалы либо модельного эталонного раствора.

источник

Объем гидрохимических работ, количество, сроки, место и способы взятия проб зависят от целей гидрохимических исследований.

Для рыбохозяйственных целей могут быть выполнены:

1)газовый анализ воды (определяют физические свойства воды, содержание растворенного кислорода, углекислого газа, концентрацию ионов водорода (рН), наличие и количество сероводорода, аммиака);

2)краткий анализ воды (кроме определений, перечисленных в газовом анализе, определяют окисляемость, щелочность, карбонатную жесткость воды и общее содер­жание растворенного железа);

3)полный общий анализ воды, который включает определение физических свойств (температуры, прозрачности, цвета, запаха и вкуса); содержания кислорода, углекислого газа, сероводорода, аммиака; концентрации ионов водорода (рН) и ще­лочности, общей, карбонатной жесткости; окисляемости нефильтрованной и фильт­рованной воды; содержания альбуминоидиого азота, солевого аммиака, нитритов, нитратов, фосфатов, различных форм железа, кремния; сульфатов, хлоридов, кальция и магния.

Целью специальных исследований может быть определение содержания метал­лов и микроэлементов.

Полученные результаты сравнивают с нормативными значениями показателей качества воды, приведенными в таблице.

Большинство природных вод мало минерализовано, поэтому для количественно­го определения многих компонентов, растворенных в воде, требуются точные мето­дики. Вместе с тем они должны быть достаточно простыми, не требующими сложного и дорогостоящего оборудования, доступными для выполнения в полевых условиях и в относительно небольших гидрохимических лабораториях рыбоводных хозяйств.

Методики исследования химического состава воды должны быть едиными при изучении водоемов в различных целях; для того чтобы полученные данные можно было сравнить и использовать.

Определения не должны занимать много времени, так как надо стремиться все необходимые показатели определить в течение 1 -2 сут.

Используемые в настоящее время в практических целях методы химического анализа природных вод можно разделить на:

1) химические (весовые, объемный ана­лиз); 2) электрохимические (потенциометрический, кондуктометрический, поляро­графический); 3) оптические (фотометрические и спектрофотометрические, люминес­центный, спектральный анализ); 4) фотохимические, 5) хроматографичсские (жидко­стная колоночная хроматография, тонкослойная хроматография, газовая хроматография и т.д.).

Наиболее распространены в гидрохимии первые три группы методов. К химиче­ским методам относятся методы, предусматривающие проведение химической реак­ции и последующее количественное определение образующихся продуктов. Из хими­ческих методов при анализе природных вод широко используется метод объемного анализа. Основным преимуществом объемного анализа являются простота, быстрота определения, а также широкие возможности использования разнообразных химиче­ских свойств веществ. Именно благодаря этим достоинствам метода объемного ана­лиза в настоящее время являются основными при определении макрокомпонентов природных вод. Суть объемного метода заключается во взаимодействии исследуемо­го компонента с реактивом, который добавляется в виде раствора определенной концентрации (титрованный раствор) до того момента, когда количество прибавленного реактива не станет эквивалентно количеству определяемого компонента в растворе. Этот процесс называется титрованием, а момент окончания титрования — точкой эквивалентности. Конец титрования обычно устанавливают по изменению цвета индикатора, т.е. вещества, которое изменяет вою окраску при концентрациях реаги­рующих веществ, близких к точке эквивалентности. Индикатор и условия титрования выбирают так, чтобы точка титрования индикатора совпадала с точкой эквивалентно­сти или была, возможно, ближе к последней.

Процесс титрования осуществляется следующим образом.

В коническую колбу помещают исследуемую пробу воды, раствор индикатора, по каплям добавляют из бюретки титрующий раствор при постоянном перемешива­нии. Титрование продолжают до изменения цвета окраски в колбе. Обычно для уста­новления конечной точки титрования используют «свидетель», в качестве которого обычно применяется проба, оттитрованная до эквивалентной точки. Сравнение окра­сок следует производить на белом фоне. По окончании титрования по бюретке отме­чают количество затраченного на титрование раствора.

В зависимости от типа реакций методы объемного анализа делятся на четыре большие группы: 1) кислотно-основное титрование, 2) титрование окислителями и восстановителями; 3) методы осаждения; 4) методы, основанные на образовании ком­плексов.

При кислотно-основном титровании в качестве титрованных растворов обычно применяют кислоты и щелочи. Определять этим методом можно кислоты, щелочи, соли слабых кислот и оснований; в частности, в гидрохимии этим методом определя­ют диоксид углерода и гидрокарбонаты.

Титрование окислителями и восстановителями применяется в гидрохимии в ос­новном при определении растворенного кислорода и окисляемости.

Методы объемного анализа, основанные на реакциях осаждения, используются при определении сульфатов и хлоридов.

Примером титрования с образованием комплексов могут служить реакции взаи­модействия ионов кальция и магния с трилоном Б, которые лежат в основе определе­ния общей жесткости воды.

Электрохимические методы основаны на измерении электрохимических свойств компонентов — окислительного потенциала, электрической проводимости, силы полярографического тока и т.д. Простота выполнения определений, легкость ав­томатизации, высокая чувствительность делают эти методы весьма перспективными в анализе вод.

В основе оптических методовлежит способность всех веществ поглощать лу­чистую энергию в виде квантов, соответствующих определенным длинам волн. Ли­нии или полосы поглощения при этом располагаются в ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной областях спектра и могут использоваться для количественной оценки (см. лаб. раб.№2.).

В процессе выполнения анализа записи следует вести в табличной форме. При применении объемного метода рекомендуется форма табл.1(приложение), фотоколо­риметрического — табл.2(приложение) и при определении окисляемости перманганатным методом — табл.3 (приложение).

Такие таблицы позволяют легко произвести расчет, устранить неясности и при необходимости быстро проверить правильность вычислений.

Пользуясь указанными выше методами, результаты анализа выражают в виде

источник

Как определить качество природной воды? Для этого нужно провести анализ природной воды. Разновидности методов определения состава воды, их особенности. Экспресс методы изучения природной воды. Альтернативные методики тестирования. Приборы для быстрого анализа в разных условиях.

Не знаете, как определить качество природной воды? Главными показателями её качества являются жёсткость, прозрачность, щёлочность и окисляемость. Но для этого нужно провести анализ природной воды.

На сегодняшний день в России действует система анализа, которая базируется на изучении микробиологических и химических характеристик жидкости и дальнейшем сравнении полученных данных с нормативными значениями.

Так, для анализа природных вод применяются такие мероприятия:

  • Физический и химический анализ природных вод
  • Вирусологическая методика проверки
  • Исследования на наличие паразитов
  • Токсикологический анализ
  • Радиационный контроль

Первый вид мероприятий позволяет выявить жёсткость воды, присутствие сухого содержимого, а также найти количество других веществ природного происхождения и элементов, попавших в жидкость во время проведения водоподготовительных процедур.

Три следующие методы позволяют найти в воде даже минимальное количество канцерогенного и мутагенного содержимого (ртути, пестицидов, сурьмы, ароматических углеводов, цианидов, различных летучих смесей и т.п.).

Радиационный контроль природных вод позволяет определить суммарную активность элементов, а так же, если требуется, выявить радионуклеидный состав вредных примесей.

Как правило, анализ воды выполняется в несколько этапов:

  1. Сокращённый этап анализа жидкости.
  2. Комплексный химический анализ.
  3. Проведение исследований жидкости по отдельным группам показателей.

Обычно чтобы определить качество природной воды, достаточно сокращённого анализа. Однако иногда приходится выполнять комплексный химический анализ либо проводит тестирование отельных показателей.

Помимо органолептических характеристик воды (запаха, привкуса) с помощью аппаратного обеспечения можно проводить гидромониторинг состава воды. Также можно выполнять экспресс тестирование.

Сегодня для этих целей могут применяться такие методики анализа природной воды:

  • Потенциометрия
  • Титрометрия
  • Турбидиметрия
  • Спектрофотометрия
  • Кондуктометрия
  • Нефелометрия
  • Пламенная фотометрия и обычная
  • Флюорометрия
  • Газовая хроматография

Использование данных методик позволяет определить:

  1. Физические характеристики воды. Её кислотность и жёсткость.
  2. Химический состав, то есть количество элементов железа, нитратов, хлора, наличие частиц тяжёлых металлов. На данном этапе можно определить перманганатную окисляемость воды.
  3. Токсикологический состав жидкости, а именно показатель ПКД.

Конечно, самый быстрый анализ воды может провести каждый из нас самостоятельно. Например, попробовав на вкус воду из наших водопроводов, вы точно ощутите присутствие хлора, выпив дачной воды, можно по вкусу с уверенностью сказать, что в составе есть железо. А если долго отстаивать воду, то на дне тары образуется белый осадок, говорящий о примесях солей. Однако такие методики тестирования очень субъективны, поэтому есть риск ошибиться. Чтобы безошибочно вычислить, можно пить воду или нет, нужно провести анализ питьевых и природных вод.

Анализ природных и сточных вод можно выполнить, используя бактериологические, химико-физические и биологические методы оценки качества. Каждый из этих методов имеет свои плюсы и минусы.

  1. Физико-химический метод позволяет изучать химические и физические характеристики жидкости в нужный временной промежуток, а также отслеживать взаимодействие этих показателей между собой. Преимуществом метода является высокая точность результатов при минимальной погрешности. Недостаток: метод позволяет исследовать только абиотические показатели жидкости, что не даёт полной картины.
  2. Бактериологические методы выявляют качество воды на основании наличия в ней патогенных микроорганизмов. Плюсы методы: высокая точность, возможность широкого применения. Недостатки: методику можно использовать только в стерильной лабораторной среде. Отобранные пробы воды необходимо хранить в определённых условиях. Для проведения анализа нужен специалист врач-бактериолог и лаборант.
  3. Биологические методы дают возможность исследовать показатели, которые на первом этапе выявить невозможно. Данный метод помогает определить санитарное состояние жидкости, уровень и вид загрязнения, степень его распространения в водоёме. Также с помощью этого метода можно охарактеризовать протекание процессов самоочищения. Минусы: требуется провести забор множества проб в разных местах. Всё это займёт много времени. Понадобится привлечь специалиста-гидробиолога. Ограничения в сезоне. Невозможно отследить быструю смену уровня загрязнения водоёма.

Для проведения химического анализа природных и сточных вод можно использовать различные портативные приборы, которые подходят для использования в разных условиях. Обычно такие приборы идут в комплекте с требуемыми реагентами, приспособлениями (компактными фотоколориметрами, спектрофотометрами) и индикаторами. Например, приборы CHEMetrics.

Данный агрегат имеет всё, что нужно для проведения тридцати разновидностей анализов жидкости. Точность прибора довольно высокая. Он имеет самозаполняемые капсулы для проб воды. Продолжительность анализа – пять минут.

Прибор позволяет определить 5 главных показателей качества воды:

  1. Химические характеристики.
  2. Органолептические.
  3. Токсикологические.
  4. Микробиологические.
  5. Общие.

Хотите заказать анализ воды? Звоните, по телефонам указанным на сайте, наши специалисты проведут забор воды и все необходимые анализы.

источник

Величина рН в воде водоемов хозяйственно-питьевого водопользования регламентируется в пределах 6,5 — 8,5. В большинстве природных вод рН составляет от 6,5 до 8,5 и зависит от соотношения концентраций свободного оксида углерода (IV) и HCO3 — . Более низкие значения рН могут наблюдаться в кислых болотных водах за счет повышенного содержания гуминовых и фульвокислот. Летом при интенсивном фотосинтезе рН может повышаться до 9. На величину рН влияет содержание карбонатов, гидроокисей, солей, подверженных гидролизу, гуминовых веществ и др.

В результате происходящих в воде химических и биологических процессов и потерь углекислоты рН воды может быстро меняться, поэтому рН следует измерять сразу же.

Для ориентировочного определения рН можно пользоваться универсальным бумажным индикатором.

Потенциометрический метод определения рН отличается большой точностью (0,02). Определению не мешают окраска, мутность, свободный хлор, окислители, восстановители, повышенное содержание солей.

После проверки потенциометра ополосните дистиллированной водой стаканчик и электроды. Налейте в стаканчик анализируемую воду и измеряйте рН 2 – 3 раза с интервалом 2 – 3 мин. Последние два показания прибора должны быть одинаковыми. Если исследуемая вода имеет низкую температуру (около 0 0 С), то она должна быть нагрета до комнатной температуры.

Определение цветности воды

Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием гуминовых веществ и комплексных соединений железа (III). Количество этих веществ зависит от геологических условий, водоносных горизонтов, характера почв, наличия болот и торфяников в бассейне реки и т.д.

Цветность воды определяют визуально. Результаты выражают в градусах цветности. Цветность от 0 до 50 0 выражается с точностью до 2 0 , от 51 до 100 0 – до 5 0 , от 101 до 250 0 – до 10 0 , от 251 до 500 0 до 20 0. . При цветности выше 80 0 воду необходимо разбавлять.

Приготовление стандартных растворов

Раствор 1: 0,0875 г K2Cr2O7, 2 г CoSO4×7H2O и 1 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/см 3 ) растворите в дистиллированной воде в мерной колбе на 1 л, доведите объем раствора до метки дистиллированной водой. Этот раствора соответствует цветности 500 0 .

Раствор 2: 1 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/см 3 ) растворите в дистиллированной воде в мерной колбе на 1 л, доведите объем раствора до метки дистиллированной водой.

Подготовка шкалы стандартных растворов. Смешивая растворы 1 и 2 в соотношениях, указанных в таблице, приготовьте шкалу цветности.

Раст-вор Градусы цветности
N1,мл N2,мл

В цилиндр, однотипный с теми, в которых приготовлена шкала, налейте 100 мл исследуемой воды. Просматривая сверху на белом фоне, подберите раствор шкалы с тождественной окраской.

Запах воды водоемов не должен превышать 2 баллов, обнаруживаемых непосредственно в воде. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интен­сивности запаха воды при 20 0 и 60 0 С.

Запах воды обусловлен наличием в ней летучих и пахнущих веществ, которые попадают в неё естественным путем или сточными водами. По характеру запахи делятся на две группы.

Запахи естественного происхождения описываются по следующей терминологии.

Символ Характер запаха Примерный род запаха
А Ароматический Огуречный, цветочный
Б Болотный Илистый, тинистый
Г Древесный Запах мокрой щепы, древесный
З Землистый Прелый, свежевспаханной земли
Р Рыбный Рыбы, рыбьего жира
С Сероводород Тухлых яиц
Т Травянистый Сена, скошенной травы
Н Неопределенный Не подходящий под предыдущие определения

Чистые природные воды запахов не имеют.

Запахи искусственного происхождения (от промышленных выбросов, для питьевой воды – от обработки воды реагентами на водопроводных сооружениях и т.п.) называют по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.п.

Интенсивность запаха оценивают по пятибалльной системе, приведенной в таблице.

Балл Интенсивность запаха Описание определения
Никакого Отсутствие ощутимого запаха.
Очень слабый Запах, обнаруживаемый опытным исследователем.
Слабый Запах, не привлекающий внимания, но такой, который можно заметить, если указать на него.
Отчетливый Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья.
Заметный Запах, легко обнаруживаемый и могущий дать повод относиться к воде с неодобрением.
Очень сильный Запах настолько сильный, что делает воду непригодной для питья

Водой, не имеющей запаха, считается такая, запах которой не превышает 2 балла.

100 мл исследуемой воды при 20 0 С налейте в колбу вместимостью 150 – 200 мл с ши­роким горлом, накройте часовым стеклом или притертой пробкой, встряхните вращательным движением, откройте пробку или сдвиньте часовое стекло и быстро определите характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагрейте до 60 0 С на водяной бане и также оцените запах.

Определение прозрачности воды

Прозрачность воды обусловлена ее цветом и мутностью, т.е. содержанием в ней различных окрашенных и взвешенных органических и минеральных веществ. Мерой прозрачности служит высота столба воды, при котором можно различать на белой бумаге стандартный шрифт определенного размера и типа. Прозрачность по шрифту выражают в см и определяют с точностью 0,5 см. Стандартный шрифт имеет высоту букв 3,5 мм.

В цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см и высотой 30 см налейте исследуемую воду и поместите его неподвижно над шрифтом на высоте 4 см. Сливая и доливая исследуемую воду, найдите высоту столба, еще позволяющую читать шрифт. Исследование проводите в хорошо освещенном помещении, но не на прямом свету, на расстоянии 1 м от окна. Измерение повторите 2 – 3 раза.

Определение перманганатной окисляемости

Окисляемость – общее количество содержащихся в воде восстановителей (неорганических и органических), реагирующих с сильными окислителями, например, бихроматом или перманганатом калия. Результаты определения окисляемости выражают в миллиграммах кислорода на 1 л воды (мг О/л).

Все методы определения окисляемости условны, а полученные результаты сравнимы только в том случае, когда точно соблюдены все условия анализа.

Наиболее полное окисление достигается бихроматом калия, поэтому бихроматную окисляемость нередко называют «химическим потреблением кислорода» (ХПК). Большинство соединений окисляется при этом на 95 – 100%. Нормативы ХПК воды водоемов хозяйственно-питьевого назначения – 15 мг О/л, культурно – бытового – 30 мг О/л.

Метод перманганатометрической окисляемости основан на окислении веществ, присутствующих в воде, 0,01 н. раствором KMnO4 в сернокислой среде при кипячении. Без разбавления можно определять окисляемость до 10 мг кислорода в 1 л.

При определении перманганатной окисляемости после реакции должно остаться не менее 40% введенного перманганата калия, так как степень окисления зависит от его концентрации. При большом расходе реагента пробу необходимо разбавлять.

В колбу поместите 100 мл исследуемой воды (или разбавленной до 100 мл), несколько капилляров или кусочков пемзы, прилейте 5 мл разбавленной серной кислоты (1:3) и 10 мл 0,01 н. раствора KMnO4. Смесь нагревайте так, чтобы она закипела не ранее, чем через 5 мин, и кипятите точно 10 мин, закрыв колбу маленькой конической воронкой для уменьшения испарения. К горячему раствору прибавьте 10 мл 0,01 н. раствора щавелевой кислоты. Обесцвеченную горячую (80-90 0 С) смесь титруйте 0,01 н. раствором KMnO4 до слабо розового окрашивания.

Если в процессе кипячения содержимое колбы потеряет розовую окраску или побуреет, то определение необходимо повторить, разбавив исследуемую воду. Определение также необходимо повторить, если при обратном титровании щавелевой кислоты израсходовано более 7 мл или менее 2 мл 0,01 н. раствора KMnO4.

Одновременно проведите холостой опыт со 100 мл дистиллированной воды, обрабатывая ее так же, как и анализируемую воду. Расход перманганата калия не должен превышать 0,3 мл.

;

где Х – перманганатная окисляемость, мг О/л;

V1 – объем перманганата калия, пошедший на титрование исследуемой воды, мл;

V2 – объем перманганата калия, пошедший на титрование холостой пробы воды, мл;

N – нормальность раствора перманганата калия;

V – объем пробы, взятой для анализа, мл.

Определение биологического потребления кислорода (БПК)

БПК — количество кислорода (мг), требуемое для окисления находящихся в 1 л воды органических веществ в аэробных условиях при 20 0 С в результате протекающих в воде био­химических процессов за определенный период времени (БПК за 3, 5, 10, 20 т.д. суток).

Установлено, что при загрязнении водоемов преимущественно хозяйственно-бытовыми сточными водами с относительно постоянным составом и свойствами БПК5 (5-суточное) составляет 70% БПК полного.

Нормативы БПК воды водоемов хозяйственно-питьевого назначения – 3 мг/л кисло­рода, культурно – бытового – 6 мг/л кислорода.

Среди различных методов определения БПК наиболее распространено определение по разности содержания кислорода до и после инкубации при стандартных условиях (при 20 0 С в аэробных условиях без дополнительного доступа воздуха и света).

БПК определяют в натуральной, тщательно перемешанной воде.

Проба для анализа БПК должна быть обработана в день отбора (или при условии хранения пробы в холодильнике на следующий день). Для отбора проб воды необходимо использовать посуду с притертыми пробками и следить, чтобы при отборе проб воды она переливалась через край склянок.

РН воды при определении БПК должна быть в пределах 6,5 – 8,5. Температура исследуемой воды должна быть 20 0 С. Для аэрации воды необходимо перед анализом встряхивать воду в колбе, заполненной водой на ¾ объема, в течение 1 мин. и затем быстро перенести воду в специальные колбы с притертыми крышками, заполняя колбы до самых краев.

Для фиксации кислорода введите в 8 колб емкостью 100 мл с анализируемой водой по 1 мл хлорида или сульфата марганца (400 г MnSO4×2H2O или 425 г MnCl2×2H2O растворите в 1 л дистиллированной воды) и по 1 мл щелочного раствора йодида калия (150 г KI растворите в 100 мл дистиллированной воды, 500 г NaOH растворите в 500 мл свежеприготовленной дистиллированной воды, оба раствора смешайте и доведите общий объем в мерной колбе до 1л). Пипетки на 1 мл следует погружать до дна колбы, часть жидкости при этом будет выливаться. После введения реактивов закройте склянки пробками, перемешайте резким перевертыванием. В таком виде оставьте склянки соответственно две на 3, две на 5 и две на 10 сут. Содержимое двух склянок проанализируйте сразу же.

Перед титрованием (осадок должен хорошо осесть) прибавьте в каждую склянку по 5 мл соляной кислоты (2:1), при этом часть жидкости будет переливаться через край. Каждую склянку закройте пробкой и содержимое её перемешайте, осадок гидроксида марганца при этом растворится и окислит йодистые соединения, а выделившийся йод окрасит раствор в желтый цвет. После перемешивания каждую пробу перенесите в колбу для титрования на 250 – 300 мл и быстро титруйте 0,02 н. раствором тиосульфата натрия в присутствии индикатора крахмала до исчезновения окраски.

;

где Х – содержание растворенного кислорода, мг/л;

V – объем тиосульфата натрия, пошедший на титрование исследуемой воды, мл;

V1 – объем кислородной склянки, мл;

V2 – объем всех реактивов, внесенных в воду для фиксации кислорода, мл;

N – нормальность раствора тиосульфата натрия;

где Х1 – содержание растворенного кислорода в пробе до начала инкубации (нулевой день);

Х2 – содержание растворенного кислорода в пробе после инкубации.

Определение щелочности или кислотности воды

После определения рН воды можно приступить к определению щелочности (если рН>7) или кислотности (если рН — , анионами слабых кислот (например, карбонаты и гидрокарбонаты). Щелочность определяется количеством сильной кислоты, необходимой для замещения этих анионов. Расход кислоты эквивалентен их общему содержанию и выражает общую щелочность воды. Щелочность выражают в мг-экв/л.

В обычных природных водах щелочность зависит в основном от присутствия гидрокарбонатов щелочноземельных металлов, в меньшей степени щелочных. В этом случае значение рН воды не превышает 8,3. Растворимые карбонаты и гидроксиды повышают значение рН.

Отберите 100 мл исследуемой воды, добавьте 2-3 капли индикатора метилоранжа и титруйте 0,1 н раствором соляной кислоты в присутствии контрольного раствора до перехода окраски из желтой в оранжевую.

;

где Щ – щелочность воды, мг-экв/л;

V – объем соляной кислоты, пошедший на титрование исследуемой воды, мл;

VП – объем пробы, взятый для анализа, мл;

N – нормальность раствора соляной кислоты;

Кислотностью называется содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с гидроксил — ионами. Расход щелочи, пошедшей на реакцию, выражает общую кислотность воды. В обычных природных водах кислотность в большинстве случаев зависит только от содержания свободного CO2. Естественную часть кислотности создают также гуминовые и другие слабые органические кислоты. В этих случаях рН воды не бывает ниже 4,5. Кислотность выражают в мг-экв/л.

Отберите 100 мл исследуемой воды, добавьте 2-3 капли индикатора фенолфталеина и титруйте 0,1 н раствором гидроксида натрия до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 30 секунд.

;

где К – кислотность воды, мг-экв/л;

V – объем гидроксида натрия, пошедший на титрование исследуемой воды, мл;

VП – объем пробы, взятый для анализа, мл;

N – нормальность раствора гидроксида натрия.

Определение жесткости воды

Определение карбонатной жесткости воды

Жесткость воды изучают, чтобы выяснить её пригодность для растениеводства, животноводства, а также для технических целей. Под жесткостью понимают суммарное содержание в воде солей кальция и магния. Общую жесткость определяют комплексонометрическим методом, а карбонатную или временную жесткость – методом нейтрализации. Карбонатная жесткость зависит от содержания в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Она почти полностью устраняется кипячением, при котором гидрокарбонаты разлагаются:

Поэтому карбонатную жесткость называют также устранимой, или временной. Карбонатная жесткость отвечает той части катионов кальция и магния, которая эквивалентна содержащимся в воде анионам гидрокарбонатов этих металлов. Жесткость принято выражать в ммоль экв/л.

Поместите 100 мл исследуемой воды в коническую колбу. Прибавьте 2-3 капли индикатора метилоранжа, перемешайте и титруйте раствором HCl до перехода желтой окраски индикатора в оранжевую. Титрование повторите не менее трех раз, до получения хорошо сходимых результатов.

Результаты рассчитайте в ммоль экв/л.

Определение общей жесткости воды

Под общей жесткостью понимают суммарное содержание ионов кальция и магния в воде, выраженное в ммоль экв/л. Она складывается из карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости воды. Некарбонатная жесткость обусловлена наличием в воде сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов этих металлов.

Жесткость воды колеблется в широких пределах: от 0,1-0,2 ммоль экв/л в реках и озерах, расположенных в зонах тайги и тундры, до 80 ммоль экв/л и более — в подземных водах, морях и океанах. Различают воду мягкую (общая жесткость до 2 ммоль экв/л), средней жесткости (2-10 ммоль экв/л) и жесткую (более 10 ммоль экв/л). В поверхностных водоисточниках преобладает, как правило, карбонатная жесткость (70-80% от общей). Наибольшего значения жесткость воды достигает в конце зимы, а наименьшего – в период паводка. Так, в реке Волге (г. Нижний Новгород) максимальная жесткость бывает в марте (4,3 ммоль экв/л), а минимальная — в мае (0,5 ммоль экв/л). В подземных водах жесткость воды наиболее постоянна и меньше изменяется в течение года.

Повышенная жесткость способствует усиленному образованию накипи в паровых котлах, отопительных приборах и бытовой металлической посуде, что значительно снижает интенсивность теплообмена. В воде с высокой жесткостью плохо развариваются овощи и мясо, так как катионы кальция образуют с белками пищевых продуктов нерастворимые соединения. Большая магниевая жесткость придает воде горький привкус, поэтому содержание магния не должно превышать 100 мг/л. Общая жесткость питьевой воды во избежание ухудшения ее органолептических свойств должна быть не более 7 ммоль экв/л.

Для устранения или уменьшения жесткости воды применяют специальные методы. Из реагентных методов наиболее распространен известково-содовый, а при комбинировании его с ионообменными методами можно получить глубоко умягченную воду.

Поместите 100 мл исследуемой воды в коническую колбу. Прибавьте 20 мл аммонийного буферного раствора (рН = 10) и на кончике шпателя — несколько кристалликов индикатора эриохрома черного Т или кислотного хром темно-синего. Раствор перемешайте, после появления винно-красной окраски титруйте 0,05 н. раствором трилона Б до перехода окраски в синюю. Титрование повторите не менее трех раз, до получения хорошо сходимых результатов.

Результаты рассчитайте в ммоль экв/л.

Определение нитратов потенциометрическим методом

с ион-селективным электродом

Предельно допустимая концентрация нитратов в воде водоемов 45 мг/л, лимитирующий показатель вредности санитарно-токсикологический.

Массовую долю нитратов в миллионных долях находят по величине рС(NO3 — ) с помощью данных, приведенных в ниже представленной таблице.

Для проведения анализа необходим иономер типа ЭВ-74, рН-милливольтметр рН-340 или рН-121 (с ион-селективным нитратным электродом и электродом сравнения хлорсеребряным).

Подготовка электрода к работе. До начала работы заполните электрод водным раствором, содержащим нитрат калия и хлорид калия (10,11 г KNO3 и 0,37 г KCl растворите в мерной колбе на 1 л и доведите до метки дистиллированной водой). После этого электрод сутки выдерживайте в 0,1 М растворе KNO3. Перед началом работы нитратный электрод поместите на 10 минут в стаканчик с дистиллированной водой.

50 мл воды поместите в стаканчик и измеряйте концентрацию иона нитрата. Перед измерением ион — селективный электрод тщательно ополосните дистиллированной водой и выдерживайте его в дистиллированной воде 10 мин. Измерения повторите три раза и возьмите среднеарифметическое значение трех измерений.

Измерение концентрации иона нитрата проводите непосредственно в логарифмических единицах рС(NO3 — ) = -lgС(NO3 — ) по шкале иономера, предварительно отградуированного по растворам сравнения.

Определение активного хлора

Хлор активный (суммарное содержание свободного хлора, хлорноватистой кислоты, гипохлорит — ионов и хлораминов) в воде водоемов должен отсутствовать, лимитирующий показатель вредности общесанитарный.

Метод основан на том, что свободный хлор, хлорноватистая кислота, гипохлорит — ионы и хлорамины в кислой среде выделяют из йодида калия йод, который оттитровывают тиосульфатом в присутствии крахмала.

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 725 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Читайте также:  Анализы на промышленной сточной воде