close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Гусева Татьяна Андреевна. Аналитическое определение анионного состава речной воды в окрестностях города Ливны

код для вставки
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕРШЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРловскШ/і ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени И.С. ТУРГЕНЕВА»
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОЪШАЯ РАБОТА
по направлению подготовки 04.04.01 Химия
направленность Аналитическая химия
Студента Гусевой Татьяны Андреевны шифр 151578
Факультет естественных наук
Тема выпускной квалификационной работы
Аналитическое определение аНИОННОГО состава речной воды в окрестностях города
Ливны
Студент
@/
(подпись) Гусева Т.А.
(\
Руководитель
ХЭ? №94 №
Зав. кафедрой химии
(подпись) Булгакова К.Н.
(подпись) Оскотская Э. Р.
Орел 2017
2
Содержание
ВВЕДЕНИЕ …………………...………………………………………………………..4
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР …………………………………………..………7
1.1. Состав воды………………………………………………………………………..7
1.1.1. Основные (преобладающие) компоненты речной воды……………………...9
1.1.2. Мезоэлементы…………………………………………………………….……11
1.1.3. Микроэлементы………………………………………………………….……..12
1.1.4. Органические вещества………………………………………………….……..13
1.2. Формирование химического состава природных вод…………………………14
1.3. Химические свойства и влияние на организм человека некоторых веществ .16
1.3.1. Хлориды………………………………………………………………………..16
1.3.2. Фосфаты………………………………………………………………………..17
1.3.3. Фториды и йодиды………………………………………………………….…18
1.3.4. Соединения азота………………………………………………………………19
1.3.5. Нитраты и качество воды……………………………………………………...19
1.3.6. Сульфаты…………………………………………………………….…………20
1.4. Объект исследования……………………………………………………………21
1.4.1. Краткая история формирования реки………………………………………...21
1.5. Аналитические методы исследования воды….……...…………..……………23
1.5.1. Общие химические методы анализа воды…………………………………….26
1.5.2. Фотометрический метод анализа…………………………………….…..……28
1.6. Пробоотбор и пробоподготовка ……...…………………………...……………28
1.6.1. Перечень показателей для контроля, порядок отбора проб………………...28
1.6.2. Отбор проб воды и их консервация…………………………………………..33
1.6.3. Оборудование для отбора точечных проб на определенной глубине………35
1.6.4. Оборудование для отбора проб донных отложений………………..……….35
1.6.5. Автоматическое оборудование для отбора проб…………………………….36
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ………………..……………………..38
2.1. Отбор проб из рек…………..……………………………...……………..………38
3
2.2. Методы определения некоторых анионов в речной воде……………………..40
2.2.1. Аналитическое определение концентрации нитритов в речной воде с
использованием сульфаниловой кислоты фотометрическим методом ………..….42
2.2.2. Определение концентрации нитратов в речных водах с использованием
салициловокислого натрия фотометрическим методом …………………………...47
2.2.3. Определение концентрации сульфатов в речной воде турбидиметрическим
методом ……………………………………………………………………………….53
2.2.4. Определение массовой концентрации
фосфат - ионов в речной воде
фотометрическим методом …………………………………………………..……..57
2.2.5.
Определение
массовой
концентрации
хлоридов
в
речной
воде
аргентометрическим методом……………….………………………………………61
2.3. Анализ результатов исследования…………………………...…………………65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………...….…………..72
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ …………………..………..……75
ПРИЛОЖЕНИЕ……………………….………………………………………...…….81
4
ВВЕДЕНИЕ
Вода является важным условием образования жизни на земле, именно в
воде зародились первые живые организмы, вода входит в состав всех живых
веществ на Земле. Вода имеет способность растворять различные вещества,
которые встречаются в природе, а также она образует сложные растворы солей,
газов
и
органических
веществ.
В
природе
не
существует
нерастворимых веществ, все вещества способны подвергаться к
абсолютно
воздействию
воды, и отличаются друг от друга только количеством вещества, которое
переходит
в раствор. Поэтому в естественном состоянии природная вода
представляет собой сложный раствор различных веществ, который принято
называть природной водой в отличие от химически чистой воды. Вода жизненно
необходима. Она нужна везде - в быту, сельском хозяйстве и промышленности.
Вода необходима организму в большей степени, чем все остальное, за
исключением
кислорода.
Вода
является
универсальным
растворителем
значительного количества веществ, в связи, с чем в природе химически чистой
воды нет. По содержанию растворенных в ней веществ вода делится на 3 класса:
пресная, соленая и рассолы.
В современном обществе происходит разрушение окружающей среды под
влиянием человека. В связи с этим, необходимо принимать меры направленные на
уменьшение этого воздействия, например, сокращение выброса вредных веществ,
создание замкнутых систем водоснабжения. Таким образом, актуальность
представленной работы связана с проблемой возрастающего загрязнения речной
воды различными веществами, в результате чего
возрастает заболеваемость
населения, развиваются массовые инфекционные заболевания, и естественно,
ухудшаются условия водопользования населения.
Из выше сказанного следует, что обязательным условием для нормальной
жизнедеятельности людей является проведение химического мониторинга
различными аналитическими методами, который позволяет:
- следить за качеством воды и состоянием водных объектов;
-наблюдать за развитием негативных процессов;
5
- своевременно принимать меры для устранения отрицательных последствий
этих процессов;
- подводить итоги по оценке эффективности мероприятий по охране
окружающей среды, в том числе и природных водоемов.
Цель работы:
аналитическое определение состава речной воды
в
окрестностях города Ливны, выявление динамики загрязнения за определенный
временной промежуток.
Объект исследования: пробы речной воды реки Сосна в окрестностях
города Ливны.
Задачи:
1. Информационный поиск, обобщения и систематизация литературных данных о
составе речной воды.
2. Изучение и анализ теоретического материала о методах определения анионного
состава речной воды.
3. Осуществление количественного химического анализа воды реки Сосна для
определения анионного состава.
4. Обобщение данных наблюдений за качеством речной воды на протяжении
определенного периода времени
для обнаружения изменений долгосрочного
характера.
5. Анализ результатов исследований.
Методы
исследования:
информационный
поиск,
обобщение,
систематизация и анализ научной литературы, проведение теоретического анализа
состояния проблемы химического эксперимента, с учетов его практической
направленности.
Научная новизна. Для оценки влияния анионного состава речной воды на
организм человека необходимо постоянного контролировать состав речной воды.
Новизна данной работы состоит в получении независимых результатов
эксперимента с целью последующей интерпретации данных в конкретных
условиях.
6
Практическая значимость работы состоит в наблюдении за качеством воды
на протяжении определенного периода времени.
7
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Состав воды
По ГОСТ 19179-73 река – водоток значительных размеров, питающийся
атмосферными осадками со своего водосбора и имеющий четко выраженное
русло [1]. Рассмотрим общую характеристику воды, основные вещества,
входящие в ее состав, особенности их поведения, миграции и трансформации.
Как известно, состав речной воды подвержен постоянным изменениям, т.е. он
непостоянный. В реках могут происходить следующие процессы: окисление,
восстановление, осаждение. Кроме этого состав воды способен изменятся по
сезонам года и в результате атмосферных осадков [2]. На изменение состава
речной воды влияют как естественные факторы, так и человек. Для того чтобы
оценить качество воды применяют гидрохимические методы и гидрологические.
По ГОСТ 17.1.1.01-77 под загрязнением речной воды понимают изменение
состава воды под влиянием попадающих в воду веществ, микроорганизмов и др.,
которые приводят к ухудшению качества воды. Загрязненность воды оценивают
по широкому перечню ингредиентов и показателей, а затем определяют, к какой
степени загрязненности относится данная вода. Качественной водой считается
вода, состав и свойства которой отвечают норме, и которая может быть пригодна
для конкретных видов водопользования [3].
Вода включает: различные
соли, в основном в виде молекул, ионов и
комплексов; органические вещества представлены молекулярными соединения и
находятся
в коллоидном состоянии; газы представлены
молекулами и
гидратированными соединениями; гидробионты (планктон, бентос и др.);
бактерии, вирусы.
В коллоидном состоянии в речной воде содержатся
органические вещества,
различные
кремнекислота, Fe2O3, гуматы; во взвешенном -
глинистые, песчаные, гипсовые и известковые частицы; в виде растворов
присутствуют минеральные соли, которые обогащают воду ионами [4].
8
Размеры веществ варьируются от коллоидных до грубодисперсных [5].
Реки можно
подразделить по типу растворенных в них
солей на классы:
гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные [6]. Кроме основных веществ в воде
также содержатся примеси, которые можно разделить на следующие группы.
Примеси 1-й группы представлены в виде
нерастворимых суспензий и
эмульсий, кинетически неустойчивых и находящихся во взвешенном состоянии
вследствие гидродинамического воздействия водного потока. Данные примеси
способны проникать в воду в результате эрозии составляющих ложе водоема
пород и смыва с поверхности почвы. Если вода находится в состоянии покоя, то
взвеси образуют осадок.
Примеси 2-й группы находятся в виде
гидрофобных и гидрофильных
органических и минеральных коллоидных частиц, которые вымыты водой из
грунтов и почв, а также в виде нерастворимых и недиссоциированных формы
гумусовых веществ. К этой группе относятся вирусы, близкие по размерам к
коллоидным
частицам.
Агрегативная
устойчивость
гидрофобных
частиц
объясняется
наличием двойного электрического слоя из адсорбированных и
диффузионных слоев ионов или образованием на межфазной поверхности частиц
стабилизирующих слоев.
Примеси 3-й группы представлены в виде молекулярно-растворенных
веществ
(вещества
органической
природы,
растворимые
газы).
При
взаимодействии этих соединений под влиянием ван-дер-ваальсовых сил может
происходить ассоциация однородных молекул и гидратация, т.е. наблюдается
соединение разнородных молекул.
Примеси 4-й группы действием
способна
вещества, диссоциированные на ионы. Под
процесса гидратации кристаллическая структура этих веществ
разрушаться.
Устойчивость,
образующихся
гидратов,
прямо
пропорциональна радиусу, так гидраты ионов щелочных металлов неустойчивы,
а щелочноземельных более прочные [6].
9
Химический состав природных вод, - сложный комплекс, который включает
минеральные и органические вещества в разных формах ионно-молекулярного и
коллоидного состояния [7]. Выделяют 5 групп:
1
группа:
главные
ионы,
содержащиеся
в
наибольшем
кол-ве
(Na+,K+,Ca+2,Mg+2,SO4-2,CO32-,HCO3-);
2 группа: растворенные газы (N2,O2,CO2,H2Sи др.);
3 группа: биогенные элементы (соединения P,N,S);
4 группа: микроэлементы – соединения всех остальных химических элементов;
5 группа: органические вещества.
1.1.1. Основные (преобладающие) компоненты речной воды
В водных растворах наибольшее число солей находятся в виде ионов. В
природных водах чаще встречаются четыре катиона (кальций Ca2+, магний
Mg2+, натрий Na+ и калий K+) и три аниона (гидрокарбонат HCO3-, хлорид Cl- и
сульфат SO42-), которые относят к главным ионам. Сульфат -ионы, ионы кальция
и магния придают воде горький вкус, хлорид -ионы - солѐный, гидрокарбонат ионы безвкусные. Они составляют в высокоминерализованных водах свыше 99 %,
а в пресных - свыше 90-95 % всех растворенных веществ. Об этом говорится в
работе А.Л. Байдман [8]. Обычно нижний предел концентрации для основных
ионов считаются 1 мг/л, именно по этой причине для морских и некоторых
подземных вод, к основным компонентам следует отнести такие ионы как: Br-,
B3+, Sr3+ и др. Не всегда ионы K+ относят к главным ионам. В некоторых
подземных и поверхностных водах эти ионы находятся в небольшом количестве и
занимают второстепенное положение. Но, как правило, в атмосферных осадках
ионы K+ играют главную роль.
Известно, что только маломинерализованным водам свойственна ионная
форма основных компонентов в полной мере [9]. Если
концентрация, то естественно
увеличивается
между ионами усиливается взаимодействие,
направленное на ассоциацию, т.е. происходит процесс, обратный диссоциации. В
10
этом случае образуются ассоциированные ионные пары, например MgHCO3+,
CaHCO3+.
Химический
состав
природных
вод
изменяется
под
влиянием
климатических и других условий и приобретает характерные черты, иногда
специфические для различных видов природных вод (атмосферные осадки, реки,
озера, подземные воды).
Воды большинства рек относят к гидрокарбонатному классу [10]. По
катионному
составу
в
этой
воде
исключительно
преобладает
кальций;
гидрокарбонатные воды, в которых преобладает магния и натрия встречаются
довольно редко. Из природных вод, относящихся к гидрокарбонатному классу,
наибольшее распространение получили воды малой минерализации (суммарное
содержание солей до 200 мг/л).
Реки
с
водой,
относящейся
к
сульфатному
классу,
сравнительно
малочисленны. Они расположены в основном в степной полосе и частично в
полупустынях. По катионному составу природных вод данного класса, так же как
и в водах гидрокарбонатного класса, преобладает в основном
кальций. Но
некоторые реки сульфатного класса имеют преобладание натрия. Воды
сульфатного
класса
по
минерализации
значительно
превосходят
воды
гидрокарбонатного класса [11]. Речные воды, относящиеся к сульфатному классу
с малой (общее количество солей до 200 мг/л) и средней (общее количество солей
с 200 до 500 мг/л) минерализацией – редкое явление [12]. Для таких рек
характерна повышенная (общее количество солей с 500 до 1000 мг/л), или даже
высокая (общее количество солей более 1000 мг/л) минерализация воды.
Реки с водой, которая относится к хлоридному классу, распространены так
же редко, как и реки, относящиеся к сульфатному классу. Они расположены
преимущественно в степных районах и полупустынях. В составе катионов вод
хлоридного класса преобладают ионы натрия. Для рек, относящихся к
хлоридному классу, характерна высокая минерализация - свыше 1000 мг/л, реже
от 500 до 1000 мг/л.
11
Приведенная характеристика ионного состава речной воды относится к
периоду летней межени. До некоторой степени она характеризует состав и в
период ледостава. Существенно иная, значительно меньшая минерализация воды
наблюдается в период весеннего половодья.
На территории России можно заметить определенную закономерность в
распространении ионного состава речной воды. Существует общая тенденция, по
которой происходит
увеличение минерализации воды на большей территории
европейской части России с запада на восток и с севера на юг. Данную
зональность такого расположения ионного состава речных вод можно объяснить
как действием климата настоящего времени, так и влиянием климатических
условий прошлого. Поэтому можно сказать, что наличие легкорастворимых солей
или засоленность почв и степень выщелоченности почв и пород, - это результат
длительного воздействия естественных климатических условий.
1.1.2. Мезоэлементы
В воде также присутствует много элементов с меньшей концентрацией, чем
основные элементы. Они носят название мезоэлементов (от греч. "мезос" "средний", "промежуточный") [13]. К ним относятся такие элементы как: азот,
фосфор, кремний, фтор. Их концентрация обычно равна от 0,1 до 10 мг/л.
Например, основные пути попадания азота в речную воду – дождевая вода,
(при разложении органических веществ образуются аминокислоты, мочевина
(NH2)2CO и соли аммония NH4+)
Фосфор присутствует в природных водах как гидрофосфаты HPO32- и
дигидрофосфаты
H2PO3-,
которые
также
образуются
при
разложении
органических веществ.
Кремний широко распространен на земле, большое его количество
содержится в горных породах, поэтому кремний встречается практически во всех
природных водах. Но так как его соединения относятся к плохо растворимым, то
концентрация
кремния в речной воде мала, равна примерно несколько
миллиграммов в 1 л. Соответственно , в подземных водах концентрация кремния
12
будет выше ( десятки миллиграммов в 1 л). Большое влияние на растворимость
соединений кремния оказывает температура и pH. Совсем небольшое количество
кремния содержат в себе поверхностные воды. Кроме того, некоторые живые
организмы( диатомовые водоросли) нуждаются в кремнии, например водорослям
соединения кремния необходимы для построения скелета. Угольная кислота, как
более сильная способна вытеснять кремниевую кислоту:
Na4SiO4 + 4CO2 + 4H2O = H4SiO4 + 4NaHCO3
Кремниевая кислота способна образовывать гель, что также сказывается на
устойчивости кремния [14]. В процессе кипячения воды, содержащей кремний,
происходит образование твердой силикатной накипи, что негативно влияет на
технику, и может даже привести к ее поломке.
1.1.3. Микроэлементы
Эта группа представлена элементами, которые встречаются в природных
водах
в
очень
маленьких
количествах,
поэтому
они
носят
название
микроэлементов. Их концентрации измеряют в микрограммах в 1 л (мкг/л), а
часто они достигают и более малые значения [15]. Микроэлементы - самая
большая группа элементов химического состава природных вод, в нее включают
все элементы периодической системы, которые не относятся
к предыдущим
группам рассмотренных компонентов. Условно их разделяют на пять подгрупп: 1)
типичные катионы (Li+, Rb+, Cs+, Be2+, Sr2+, Ba2+ и др.); 2) ионы тяжелых металлов
(Cu2+, Ag+, Au+, Pb2+, Fe2+, Ni2+, Co2+ и др); 3) амфотерные комплексообразователи
(Cr, Mo, V, Mn); 4) типичные анионы (Br-, I-, F-); 5) радиоактивные элементы.
Микроэлементы требуются для жизнедеятельности растений, животных и
человека, но в допустимом количестве. При высоких концентрациях многие
микрокомпоненты ядовиты и вредны для живых организмов [16]. Они могут
стать
причиной
загрязнения,
поэтому
их
концентрации
необходимо
контролировать. Успешное изучение затруднено не только микроэлементы
находятся в природных водах в очень малых количествах, что сильно затрудняет
их успешное изучение.
Большинство
тяжелых металлов перемещаются
в
13
высоких концентрациях в виде взвесей, а не в растворенном состоянии.
Растворенные органические комплексы образуют большинство металлов, прежде
всего двух- и трехвалентные металлы с гуминовыми и фульвокислотами.
Концентрация металлов, входящих в состав комплексов
концентрацией
органических
кислот.
Многие
определяется
гидроксиды
металлов
присутствуют в виде коллоидных соединений. Вероятно, происходит адсорбция
органических веществ на поверхности коллоидов, что придает им большую
стабильность в растворе.
1.1.4. Органические вещества
Подробное описание и определение органических веществ представляет в
своей работе «Химия окружающей среды»
О. Г. Морозова. Органические
вещества - комплекс истинно растворенных и коллоидных веществ органических
соединений в природных водах. Органические
вещества по происхождению
разделяют на поступающие извне (с водосборной площади) и образующиеся в
самом водном объекте.
Первая
группа - гумусовые вещества, которые
вымываются водой из почв, торфяников, лесного перегноя и других видов
природных образований [17]. Они включают остатки растений, и органические
вещества, которые
поступают с промышленными и хозяйственно-бытовыми
сточными водами. Для гидрохимии из этой группы веществ наиболее важны
гуминовые и фульвокислоты. Данные
кислоты свойственны для гумуса
(гумусовые кислоты), они не входят в живые растительные и животные ткани. В
разных торфах и почвах находится неодинаковое их количество. Например, в
черноземе наблюдается большее количество гуминовых, а в подзолистых фульвокислот.
Общая концентрация органических веществ в природных водах изменяется
в широких пределах. Она, как правило, имеет наибольшее значение в болотных
водах (в которых при большой концентрации гумусовых веществ она иногда
достигает 500 мг/л и более) и реках, в которых преобладает
болотное питание,
причем болотная вода может быть окрашена в желтый и коричневый цвета
14
(такая окраска природной воды обусловлена наличием в ней гуминовых кислот).
Высокая концентрация органических веществ может встречаться в подземных
водах,
которые
связанны
с
нефтеносным
месторождением.
концентрация может наблюдаться в природных водах, которые
Высокая
загрязнены
промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами [18]. Природные
воды, которые незагрязненные, как правило, содержат небольшое количество
органических веществ. В некоторых поверхностных водах, в основном в реках,
которые имеют болотное питание, основной частью химического состава воды
являются гумусовые вещества. После того как органические вещества поступили
в хорошо аэрируемые реки, озера и моря они подвергаются изменению, и процесс
окисления, начатый в почвах, завершается для большинства из них переходом в
простые минеральные соединения. Более устойчивая часть органических веществ
остается и накапливается в водных объектах.
В холодных климатических зонах (тундре) очень мало органических
остатков, и там водоѐмы почти не содержат гуминовых кислот [19]. В зоне лесов,
особенно хвойных,
образуется много органических остатков, которые не
успевают полностью разложиться, поэтому содержание гуминовых кислот в тех
зонах составляет несколько десятков миллиграммов на литр. Гуминовые кислоты
способны подкислять воду в водоѐмах, связывать тяжѐлые металлы в прочные
комплексы.
1.2. Формирование химического состава природных вод
Состав природных вод отражает разнообразие веществ, которые находятся
в природе. В процессе круговорота при соприкосновении с большим числом
минералов, разнообразных газов и органических соединений, в состав природной
воды включаются огромное число химических веществ [20]. В воде содержатся
практически все присутствующие на Земле химические элементы.
Первыми источниками минерального состава природных вод являются
газы, которые выделяются из недр земли во время дегазации мантии (анионы),
15
вторые источники - это, продукты химического взаимодействия воды с
кристаллическими изверженными породами, составляющими земную кору.
Происхождение анионов, в первую очередь, связано с выделившимися при
дегазации мантии газами, состав, которых схож
с составом
современных
вулканических газов: это водяные пары, газообразные соединения хлора, азота,
серы, брома, углерода и кислородсодержащие соединения [21]. Затем в воде
образовались
различные ионы и анионы, других кислородных кислот
(сульфатные, нитратные).
Происхождение катионов главным образом связывают с изверженными
кристаллическими породами и вынесением
катионов из недр Земли [22].
Разложение таких пород может происходить под влиянием воды, которое
усиливается в присутствии кислых продуктов, поступающих из недр Земли.
Образующиеся на Земле продукты с течением воды попадают в водоемы.
По химическому составу изверженные породы относятся к алюмосиликатам
сложного состава; по минералогическому составу – к полевым шпатам.
Несмотря на то, что изверженные породы, кажущиеся довольно прочными, они
подвергаются следующим воздействиям: 1. Физическое (измельчение под
воздействием температуры) и 2. химическое выветривание (под воздействием
воды) [23]. В результате чего
образовались как глинистые минералы с
различными модификациями диоксида кремния так и , большое количество
растворимых в воде двууглекислых или сернокислых или хлористых солей,
образующихся в растворе ионов К+, Nа+, Мg+2, Са+2, НСО3-, SО4-2.
Таким образом, можно сказать, что катионы природной воды образовались
в результате разложения алюмосиликатов земной коры; анионы – процессе
разложения продуктов дегазации мантии [24]. Состав природной воды зависит от
предшествующей ему истории, т.е. пути, который совершила
вода за время
своего круговорота. Количество растворенного вещества в природной воде
определяется
составом веществ, соприкасающихся с водой, и
условиями, в
которых происходят такие взаимодействия. На Состав речной воды, как и на ее
расход, оказывает влияние время года [25]. Наибольшая степень минерализации
16
и наименьшая мутность будет наблюдаться в зимнее время года, и наоборот,
наибольшая мутность и наименьшая минерализация
- в периоды паводков,
особенно весенних. В другое время года на состав речной воды оказывает
влияние метеорологические условия, летние паводки и другие факторы.
1.3. Химические свойства и влияние на организм человека некоторых
анионов
1.3.1. Хлориды
Рассмотрим влияние
исследуемых неорганических веществ на организм
человека, их общую характеристику, особенности их поведения в объекте
исследования, миграции и трансформации [26].
В своей работе В. Лейте, подробно описывает загрязнители природных вод
различной
природы
[27].
Вначале
рассмотрим
хлориды.
В
высокоминерализованных водах содержание хлоридов довольно велико, а в водах
пресных озер и в речных водах составляет долей миллиграмма до десятков, сотен,
а иногда и тысяч миллиграммов на литр, чего нельзя сказать про морские воды, в
которых концентрация хлоридов велика. На концентрацию хлоридов в
поверхностных водах заметное влияние оказывают
сезонные колебания,
связанные с изменением общей минерализации воды. Хлориды входят в состав
хлорсодержащих минералов (содалит, хлорапатит и др.), которые и являются
основным источником данных элементов.
В природные воды большинство
хлоридов поступает при взаимодействии атмосферных осадков с почвами, при
вулканических выбросах при обмене с океаном через атмосферу.
Хорошую миграционную способность хлоридов можно объяснить их неплохой
растворимостью и слабой сорбцией [28]. Высокая концентрация хлоридов плохо
влияет на качество воды, ухудшая ее вкус и ограничивая ее применения для
многих
целей,
например,
для
употребления
в
пищу
и
орошения
сельскохозяйственных угодий. Влияние хлоридов на человека плохо изучено,
поэтому нет достоверных данных о негативном влиянии хлоридов на организм
человека.
В течении года происходит изменения количества хлоридов в
17
природных водоемах, что связано с гидрологическими режимами водных
объектов суши.
Хлориды содержатся во многих видах вод [29]. В большинстве случаев они
попадают в водоемы при вымывание, чаще всего хлорида натрия (поваренная
соль), из горных пород. Поваренная соль в больших количествах содержится в
морях.
При повышенном количестве в речной воде хлоридов вместе с аммиаком,
нитритами и нитратами свидетельствует о значительном загрязнении бытовыми
сточными водами. Нахождение сульфатов в речной воде, как правило, связано с
растворением гипса, который находится в пластах. Увеличенная концентрация
сульфатов в воде влияет желудочно-кишечный тракт. А также сульфат -ионы
могут попадать в природные воды при
сбросе
промышленных и бытовых
сточных вод.
Содержание кремниевых кислот. Кремниевые кислоты находятся
как в
подземных, так и в поверхностных водах. Кремниевые кислоты представлены
разными формами: от коллоидной до ионодисперсной [30]. Кремний относится к
малорастворимым соединениям, поэтому его содержание в воде невелико. Пути
попадания
кремний в воду – промышленные стоки предприятий, которые
производят керамику, цемент, стекольные изделия, силикатные краски. ПДК
кремния - 10 мг/л. Теперь рассмотрим остальные исследуемые вещества.
1.3.2. Фосфаты
Содержание фосфатов в речной воде невелико. Наличие фосфатов в речной
воде объясняется загрязнением воды промышленными стоками или стоками с
сельскохозяйственных полей. Повышенная концентрация фосфат -ионов сильно
влияет на развитие сине-зелѐных водорослей. Фосфаты в основном содержатся в
синтетических моющих средствах [31].
Фосфаты негативно сказываются на
кислотно-щелочном балансе клеток кожи, нарушая защитную функцию кожи. В
результате могут возникнуть различные кожные заболевания. Повышенная
концентрация фосфатов оказывает плохое влияние на человеческий организм в
18
целом. Попадая в кровь. Фосфаты способны изменять содержание гемоглобина,
процентное содержание белка и плотность сыворотки крови. Все это приводи к
нарушению почек, печени и скелетных мышц, а также стать причиной отравлений
и обострения хронических болезней [32]. Было установлено, что фосфаты при
взаимодействии с липидно-белковыми мембранами способны проникать в
различные клетки и вызывать изменения в биофизических и биохимических
процессах
1.3.3. Фториды и йодиды
Недостаток или избыток одного из этих элементов может вызвать серьезные
заболевания [33]. Как известно, йод вызывает заболевание щитовидной железы.
Суточном потребление йода – не менее 0,003 мг или не более 0,01 мг. Для того,
чтобы восполнить дефицита йода необходимо употреблять йодированной соли
или рыбу и морепродукты.
Большое количество йода содержится в морской
капусте.
Фториды содержится в составе минералов - солей фтора. Недостаточное
или избыточное потребление фтора приводит к серьезным последствиям.
В
поверхностных вода содержится небольшое количество фтора, повышенное его
содержание может означать, что был произведен сброс
промышленных
фторсодержащих сточных вод. Суточное потребление йода должно составлять от
0,54 до 1,6 мг фтора. Повышенная концентрация фтора негативно сказывается на
здоровье человека и может привести к рахиту и малокровию, поражению зубов,
нарушению
процесса
окостенения
Недостаточное содержание
скелета,
истощению
организма
[34].
фтора также оказывает вредное влияние и может
привести к кариесу.
Бор и селен. Содержание данных элементов в природных водах невелико,
однако даже не значительное превышение концентрации
серьезным последствиям и отравлению [35].
может привести к
19
1.3.4. Соединения азота
Соединения азота (нитраты NO3-, нитриты NO2- и аммонийные соли NH4+)
содержатся практически во всех типах вод. Их присутствие обуславливается
нахождением в воде
органических веществ животного происхождения [36].
Наличие азотсодержащих соединений в воде, является результатом распада
органических соединений.
По содержание в водоемах различных соединений азота и их количеству,
определяют, как давно произошло заражение воды продуктами хозяйственной
деятельности человека [37].
Содержание в речной воде нитритов и нитратов, и в то же время отсутствие
аммиака, показывает, что вода давно загрязнена. Соответственно, обратная
ситуация свидетельствует о том, что загрязнение органическими соединениями
произошло недавно [38]. Содержание в водоемах большого количества иона
аммония свидетельствует о недавнем загрязнении и наличии недалеко источника
загрязнения (коммунальные очистные сооружения, животноводческие фермы).
Повышенная концентрация нитритов и нитратов является причиной нарушения
окислительной функции крови.
1.3.5. Нитраты и качество воды
Содержание нитратов в природных водоемах зависит от ряда факторов:
биологических, гидрохимических, геоморфологических, климатических [39]. На
наличие нитратов в воде влияет деятельность человека. Большое влияние на
содержание нитратов оказывают
грунтовых водах ниже, чем
азотные удобрения. Содержание нитратов в
в поверхностных, это связано с тем, что при
прохождении через почву нитраты задерживаются в ней.
При увеличении
концентрации нитратов в речной воде, возрастает риск образования нитритов, что
является губительным для рыбы.
При обнаружении высокой концентрации в
природных водоемах, необходимо принять меры, для ее уменьшения [40]. Во
избежание высокого содержания нитратов
контроль над их содержанием.
в воде, необходимо производить
20
Хроническое отравление нитратами может вызвать — рак
желудка,
изменение функций центральной нервной системы и сердечной деятельности.
Острое отравление -
смертельный
исход. Для человека смертельной дозой
является 8-15 г, максимально допустимое суточное потребление составляет 5мг /
кг массы тела.
1.3.6. Сульфаты
Основными компонентом химического состава поверхностных вод можно
считать сульфат - ионы. В маломинерализованной воде сульфаты присутствуют в
основном
в
ионной
форме
[41].
Сульфаты
способны
образовывать
ассоциированные нейтральные ионные пары типа CaSО4, MgSО4 при увеличенной
минерализации. Содержание сульфатов в
процессами
химического
поверхностных водах обусловлено
выветривания,
а
также
при
растворения
серосодержащих минералов, таких как гипс и ангидрит, и окислении сульфидных
минералов и серы [42]. Огромное количество сульфатов образуются в водных
объектах в результате
окисления веществ растительного и животного
происхождения, при отмирании организмов, и с промышленными и бытовыми
сточными водами.
Концентрация сульфатов в незагрязненных природных водах приблизительно
равна от 5 до 500 мг/дм3 , а в дождевых осадках - от 1 до 10 мг/дм3. Заметное
влияние на количество сульфатов в речной воде оказывает
расположение.
Зачастую
концентрация
сульфатов
в
географическое
подземных
водах
значительно выше, чем в речных водах [43]. Изменение содержания сульфатов в
течении года в природных водах, также как и количества хлоридов зависит от
особенностей гидрологического режима водного объекта.
Высокая концентрация сульфатов в воде сказывается на органолептических
свойствах воды. К воде, которая питает паросиловые установки предъявляют
высокие требования по отношению концентрации сульфатов. Это объясняется
тем, сульфаты в присутствии кальция сульфаты способны к
накипи.
образованию
21
Для
водных
объектов
хозяйственно-питьевого
и
культурно-бытового
водопользования ПДК сульфатов оставляет 500 мг/дм3, рыбохозяйственного
назначения - 100 мг/дм3.
Большое влияние сульфаты оказывают на волосы человека. Волосы
становятся ломкими, сухими и секущимися, появляется перхоть. Развиваются
болезни кожи головы и волосы выпадают [44].
Сульфат - ионы способны
проникать через кожные покровы в ткани и органы: печень, глаза, сердце, почки,
мозг.
Сульфаты
накапливаться
обладают
в
организме
кумулятивным
человека.
свойством,
Отрицательное
т.
е.
влияние
способны
сульфаты
оказывают на иммунитет человека, также способны вызывать мутации. Сульфаты
практически не всасываются кишечником, плохо выводятся печенью
Летальная
доза сульфата,
описанная в литературе, для животных
составляет 200 мг/кг массы тела. Сульфат магния в концентрации выше 100 мг/л
оказывает на здоровых людей слабительное действие. Постепенно происходит
адаптация человека к высоким концентрациям сульфатов [45]. Пороговая
концентрация для некоторых солей: 200-500 мг/л для сульфата натрия, 250-900
мг/л для сульфата кальция и 400-600 мг/л для сульфата магния.
1.4. Объект исследования
1.4.1. Краткая история формирования реки
Географическое положение реки Сосна подробно рассмотрены в работе
О.Л. Якубсон [46]: ее исток, крупные притоки, общую характеристику, режим
питания
и
некоторые
факторы,
оказывающие
влияния
на
загрязнения
неорганическими и органическими веществами.
Река Быстрая Сосна имеет узкую пойму, каменистое русло, глубины на реке
достигают 5 м., длина Сосны 302 км, ширина от 40 до 60 м; река имеет множество
притоков, наиболее крупные из них — реки Труды, Тим, Кшень, Воргол. Речные
долины отличаются значительной глубиной и крутизной склонов, иногда долины
приобретают характер каньонов, выработаны в толще девонских известняков;
22
практически везде расположены овраги, часто глубиной более 20 метров. Ливны
—
небольшой
город России (53, 5 тыс. чел.) в Орловской области,
расположенный на реке Сосна (приток Дона), в 150 км к юго-востоку от Орла.
Первые упоминания об этом маленьком городе были еще в 1177 году. Здесь о
городе
упоминается
как
о
центре
удельного
Ливенского
княжества
(предположительно). В XIII веке город был разрушен монголами, снова
восстановлен в 1571 году, а в 1586 г. по распоряжению Бориса Годунова в этом
городе была построена
крепость (эта дата считается официальной датой
зарождения города). Рядом с
крепостью
в начале XVII века быстро
сформировали посад, который естественно огородили рвом и тыном с башнями и
воротами; есть данные, что в этом небольшом городе строили маломерные суда, с
помощью которых спускались по Сосне на Дон.
Также описание данной реки можно найти в произведении З.И. Павлова
[47]. Река Сосна протекает на территории Орловской и Липецкой областей
России. В данном районе хорошо развито народное хозяйство, за счет
плодородных черноземных почв. Река богата содержанием в ней рыбы. Длина
реки составляет 296 км, общая площадь бассейна водосбора составляет 17 400
км2, средний расход воды- 74 м3/с. Начало реки Сосна находится на крутых
склонах Среднерусской возвышенности. Свое начало река берет у деревни
Федоровка в Покровском районе Орловской области. Река Сосна является правым
притоком
Дона. Скорость реки намного превышает скорость рек, которые
впадают в Дон с лева. Именно, поэтому иногда данную реку называют – быстрая
Сосна. Река Сосна в основном течет в восточном направлении. Протекает река в
узкой каньонообразной долине, ширина которой составляет от 1,5 км до 0,5 км.
Сама же река не такая широкая, ее ширина во время межени составляет 40-50
метров. Пойма реки не большая, поэтому на реке нет пойменных озер. Иногда
на реке можно заметить скалы в высоту до 9 метров( а некоторые из них могут
достигать 25 м), и длиной до 1500 метров, что совсем необычно для
Среднерусской равнины. Это область отличается великолепным пейзажем.
некоторых местах берег реки сосна покрыт лиственным лесом. В
В
Липецкой
23
области у д. Засосенка река Сосна впадает в Дон. Главными притоками реки
являются: Тим, Труды, Кшень, Олым, Воргол, Ливенка.
Питание преимущественно
водами, чуть меньше - снеговое питание.
Замерзает река в зависимости от погоды. Чаще всего в период с конца ноября по
конец марта, вскрытие реки происходит с конца марта по апрель. Максимальная
толщина льда достигает 0,8-1,5 метра. Для реки характерно весеннее половодье,
которое начинается с апреля по май в верховьях и длиться до начала июня в
низовьях. Река имеет летне-осеннюю и зимнюю межень. Подъем уровня воды
наблюдается за 5-10 дней до момента вскрытия реки [48].
1.5. Аналитические методы исследования воды
Все существующие методы исследования воды можно разделить на несколько
групп (Таблица 1).
Таблица 1.
Методы анализа питьевых и сточных вод
Типы исследований
Химические
Методы анализа
Весовой;
Объемный
Электрохимические
Потенциометрический;
Полярографический.
Оптические
Фотометрический;
Спектрометрический;
Люминесцентный.
Фотохимический
Фотохимические
Хроматографические
Жидкостная колоночная
хроматография;
Тонкослойная хроматография;
Высокоэффективная жидкостная
хромтография.
24
В работе Фомина Г.С. довольно подробно рассмотрены методы анализа
воды, контроль качества речной воды с учетом мирового опыта [41]. В данной
работе указаны виды и периодичность анализов, перечислены контролируемые
показатели, по которым определяют соответствие речной воды
санитарно-
гигиеническим требованиям. Наиболее полную картину, позволяющая определить
степень
загрязнения
вод
дает
использование
в
комплексе
физических,
химических, радиационных, бактериологических и биологических методов
анализа [49]. К физическим показателям воды относятся ее органолептические
показатели, а именно, температура, запах, вкус, мутность и цветность [50].
Органолептическое исследование воды:
К данному методу относятся цветность, запах, прозрачность воды и ее вкус.
Физико-химическое исследование воды:
К данным методам анализа воды относятся следующие показатели: жесткость,
минерализация, щелочность, окисляемость.
Микробиологическое и паразитологическое исследование воды:
С помощью таких методов проводят определение различных бактерий в воде.
Химические исследования воды:
К химическим методам анализа относятся определение органических и
неорганических примесей, например, алюминия, свинца, железа, меди и другие),
сложных органических веществ
(стирол, фенол, винилхлорид, тетрахлорид
углерода, диоксин), ПАВы, нефтепродукты и т.д.
Органолептический метод – метод определения показателей качества
речной воды на основе анализа восприятий органов чувств. Как уже было
отмечено, органолептические показатели воды – это запах, привкус, цветность,
мутность
воды.
Существует
множество
методик,
с
помощью
которых
контролируют данные показатели. Например, ИСО 7887 предлагает три метода
определения цвета: метод определения цвета путем визуального изучения пробы
воды в сосуде, метод определения цвета с помощью оптических приборов и
визуальный метод определения цвета воды [43]. Запах речной воды определяется
ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлорный, нефтепродуктов и
25
др.) На запах речной воды заметное влияние оказывает химический состав
примесей и растворенных газов. Также органолептическим методом определяют
характер и интенсивность вкуса и привкуса. Выделяют
четыре вида вкуса:
соленый, кислый, сладкий, горький. Все остальные вкусовые ощущений носят
название привкусов.
Перед началом анализа, нужно уточнить, какой анализ, полный или общий,
необходим [51]. Данные анализы различаются количеством определяемых
показателей. Перед тем как проверить воду на качество, какой анализ, полный
или общий, необходимо провести. Независимо от того, какой вид анализа
выбрали,
исследуемые
показатели
будут
сравниваться
с
действующими
нормативами, в зависимости от типа воды [52]. Для каждого типа воды свои
нормативы. Как уже отмечалось ранее, все показатели могут быть разделены на
пять групп. При анализе воды исследуют химический состав воды, различные
включения
(хлор,
серебро,
хлороформ).
Большое
значение
имеют
токсикологические характеристики, которые определяют наличие в речной воде
различных вредных для организма человека веществ. К этой группе можно
отнести мышьяк, пестициды, фенолы, алюминий, причем в минимальных
концентрациях они могут находиться в воде. К показателям, которые определяют
при общем анализе воды, относят: железо, сульфиды, нитраты, марганец, магний
и калий, нефтепродукты. Разные компоненты определяются разными методами.
Например, жесткость воды можно определить с помощью физико-химических
методов анализа. А также, с помощью этих методов анализа определяют
содержание сухих примесей в исследуемой воде. Паразитарный контроль
качества воды необходим для выявления различных опасных для человека
бактерий
и
микроорганизмов.
Токсикологический
анализ
позволяет
контролировать содержание токсических веществ, таких как цианиды, пестициды,
ртуть и др. благодаря методам радиационного анализа можно контролировать
уровень радиоактивных компонентов.
Проверка качества воды может проводиться по трем видам анализа:
сокращенный,
общий
и
полный
анализ
воды.
Сокращенный
анализ
26
подразумевает определение вкуса, цвета, мутности, запаха и основных
химических соединений. Общий анализ воды дает более подробную информацию
о качестве воды по основным показателям. Такой анализ не дает информацию о
концентрации отдельных веществ. Этот анализ имеет небольшой объем
исследования, что объясняет его маленькую стоимость. Общий анализ проводят,
когда нужно узнать наличие токсичных веществ, некоторых химических веществ,
патогенных микроорганизмов. В результате такого анализа будут указаны
следующие
характеристики:
органолептические
показатели,
основные
химические элементы, жѐсткость, кислотность. Полный анализ дает углубленную
подробную информацию о качестве исследуемой воды. При таком анализе
выполняется точное тестирование всех показателей. При полном анализе
доскональному исследованию подвергается каждый компонент, что дает
возможность определить точную концентрацию исследуемых компонентов.
Естественно, цена данного анализа будет выше, чем цена общего анализа.
Для того чтобы получить достоверные результаты, необходимо анализ
проводить в определенных условиях, указанных в соответствующих нормативных
документах [53]. Сюда же можно отнести температуру, давление и влажность в
лаборатории, в которой проводится анализ. На достоверность результатов
анализа, как уже было описано выше, влияет правильность отбора проб,
транспортировки и хранения проб. Обязательно при отборе проб необходимо
составлять акт о взятии образцов воды, где отмечаются назначение анализа,
показатели для проведения проверки. В акте отбора проб следует указать место,
время и день отбора проб, данные о лице, кто производил забор проб. Объем
пробы должен быть не меньше 3-3,5 л.
1.5.1. Общие химические методы анализа воды
При анализе воды часто применяют фотометрические методы анализа,
которые
основаны
на
сравнении
поглощения
при
пропускании
света
стандартными и исследуемыми растворами. Например, при определении
цветности речной воды, сравнивают цветность исследуемого раствора со
27
стандартными растворами по специальной шкале цветности. При анализе речной
воды немаленькое внимание уделяют мутности. Чем выше мутность воды, тем
ниже качество воды, освещенность водоема и, естественно, продуктивность
микроорганизмов.
[54].
турбидиметрический метод,
При
определении
который основан
мутности
используют
на измерении ослабления
светового потока, прошедшего через суспензию.
Также при аналитическом определении состава речной воды применяют
потенциометрические методы, основанные на измерении электродвижущих сил.
Этими методами можно определять водородный показатель рН речной воды,
который для воды хозяйственно-питьевого назначения не должен выходить за
пределы 6,5-8,5.
Для определения общей
минерализации речной
воды
применяют
гравиметрический метод анализа, основанный на измерении массы исследуемого
вещества, выделенного в виде веществ определенного состава. Для определения
щелочности, жесткости и окисляемости природной воды нередко используют
титриметрические методы.
Широко применяют флуориметрический метод анализа для определения
фенольного индекса и нефтепродуктов. Воды с повышенным содержанием
фенола
отличаются
плохими
органолептическими
свойствами.
Для
незагрязненных или слабозагрязненных природных вод фоновое содержание
фенолов не должно превышать 20 мкг/л. В случае, когда концентрация фенолов
равна 15-20 мг/л и крезолов 0,002-0,005 мг/л вода становится непригодной для
потребления [55].
При анализе неорганических показателей речной воды чаще всего
применяют метод инверсионной вольтамперометрии. Данный метод применяется
при определении таких показателей как, ртуть, цинк, свинец, мышьяк, кадмий,
марганец. При определении органических показателей (ДДТ, 2,4-Д) применяют
газожидкостную хроматографию.
28
1.5.2. Фотометрический метод анализа
Фотометрический
метод
анализа,
заключается
в
переведении
определяемого компонента в поглощающее свет соединение и последующие
определение количества этого компонента путѐм измерения света поглощения
раствора. Определить концентрацию вещества в растворе с помощью данного
метода возможно только в том случае, когда вещество имеет собственную
окраску либо приобретает окраску путем воздействия на него соответствующего
химического реагента.
Фотометрический метод анализа является
старым и распространѐнным
методом физико-химического анализа. К достоинствам этого метода можно
отнести простоту необходимого оборудования, высокую чувствительность и
возможность определения практически всех элементов периодической системы
и большого количества органических веществ. А также данный метод можно
применять для определения большого диапазона определяемых концентраций
[56].
1.6. Пробоотбор и пропоподготовка
1.6.1. Перечень показателей для контроля, порядок отбора проб
Контроль экологического состояния поверхностных вод осуществляется в
ходе отбора и анализа проб. Для такого контроля в окрестностях города выбраны
так называемые мониторинговые точки.
Требования к отбору проб указаны в ГОСТ 17.1.5.05-85 [56]. Качество воды
можно охарактеризовать присутствием в ней некоторых органических и
неорганических
веществ и микроорганизмов (таблица 2). Характеристикой
качества воды является индекс загрязненности вод, правила расчета, которого
определяются
«Методическими
Рекомендациями
по
формализованной
комплексной оценке качества поверхностных и морских вод по гидрохимическим
показателям» (Москва, Госкомитет СССР по гидрометеорологии, 1988). В
этих рекомендациях для определения качества природных вод
использовать шесть показателей
необходимо
(ингредиентов), которые имеют наибольшие
значения, независящие от того, превышают они ПДК или нет (приложение 1).
29
Эти показатели обязательно включают показатели растворенного кислорода
и БПК5.
Таблица 2.
Классы качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения воды
Воды
Значения ИЗВ
Классы качества вод
Очень чистые
до 0,2
1
Чистые
0,2–1,0
2
Умеренно загрязненные
1,0–2,0
3
Загрязненные
2,0–4,0
4
Грязные
4,0–6,0
5
Очень грязные
6,0–10,0
6
Чрезвычайно грязные
>10,0
7
В природных водах всегда содержатся некоторые органические вещества,
которые находится как в высоких концентрациях, так и в очень маленьких.
Органические вещества попадают в природные воды в результате разложения
организмом животного и растительного происхождения. Кроме выше указанных,
к источникам органических веществ в природных водоемах можно отнести
техногенные источники, а именно: транспортные предприятия (нефтепродукты),
целлюлозно-бумажные
и
лесоперерабатывающие
комбинаты
(лигнины),
мясокомбинаты (белковые соединения). Загрязнение водоемов различными
органическими веществами происходит различными способами, но в основном
это происходит со сточными водами и дождевыми поверхностными смывами с
почвы.
Те органические
вещества, которые находятся в воде, способны
разрушаться бактериями в природных условиях с образованием двуокиси
углерода. При этом для окисления необходимо наличие растворенного в воде
кислорода. В водоемах, где присутствует много природных органических
30
веществ, огромная доля всего растворенного кислорода расходуется на окисление,
что приводит к нехватке кислорода другим организмам.
В
результате
происходит увеличение числа организмов, которые устойчивы к небольшой
концентрации
кислорода,
соответственно,
в
таком
водоеме
погибают
кислородолюбивые организмы. Подводя итоги, можно сказать, что в результате
биохимического окисления наблюдается уменьшение количества растворенного
кислорода в воде.
Биохимическое потребление кислорода (БПК) - это показатель качества
воды, который характеризует суммарное содержание в воде органических
веществ. Для того чтобы определить содержание БПК, необходимо сначала
измерить концентрацию
кислорода в пробе сразу после ее обора, а затем
измерить содержание растворенного кислорода после инкубационного периода.
Инкубация образца проходит без воздуха в кислородной склянке (т.е. в той же
посуде, где определяется значение РК) в течение определенного времени, которое
необходимо для протекания реакции биохимического окисления. Инкубация
должна проходить при постоянной температуре, так как изменение температуры
влияет на скорость биохимической реакции.
Чаще всего инкубация длится в течение пяти суток, но также проводят
определение БПК за 10 суток, и полное БПК за 20 суток. Наибольшую
информацию о количестве некоторых органических соединений можно получить,
измерив БПК
за 10 суток или за период полного окисления. На
жизнедеятельности органических веществ также оказывает влияние освещение,
поэтому инкубации необходимо проводить в темном месте, без доступа света, в
противном случае, может быть неверный результат.
Количество БПК может
увеличиваться со временем, и в итоге достигнуть максимального значения —
БПКполн. БПК характеризуется количеством кислорода в (мг), которое требуется
для окисления органических вещества в аэробных условиях, находящихся в 1 л
воды, без доступа света, при 20°С, за определенный период в результате
протекающих в воде, биохимических процессов.
31
Считается, что БПК5 составляет около 70 % БПКполн., но иногда, в
зависимости от характеристики и структуры вещества, может составлять от 10 до
90 %. Биохимическому окислению сопутствует процесс нитрификации, который
приводит
к
искажению
характера
потребления
кислорода.
Процесс
нитрификация протекает под действием особых нитрифицирующих бактерий,
которые
способны
обеспечивать
присутствующих обычно
окисление
азотсодержащих
соединений,
в загрязненных водоемах, и способствующих
превращению азота из аммонийной в нитритную форму, а затем и в нитратную.
В инкубационный период в стеклянных банках также происходит процесс
нитрификации. На нитрификацию необходимо больше кислорода, чем требуется
для биохимического окисления органических веществ.
Процесс нитрификации
обычно начинается на седьмые сутки инкубации, поэтому при БПК 10 это не
обходимо учитывать. Когда проводят определение БПК на 10 суток и больше, в
пробу вводят специальные вещества, которые подавляют жизнедеятельность
нитрифицирующих бактерий – ингибиторы. Эти вещества не оказывают никакого
влияние на стандартную микрофлору.
К ингибиторам относят тиомочевину,
которую вводят в пробу в концентрации 0,5 мг/мл.
Большинство
природных
и
хозяйственно-бытовые
сточных
вод
характеризуются огромным количеством микроорганизмов, которые могут
развиваться при действии органических веществ, присутствующих в природной
воде.
Однако
промышленные
сточные
микроорганизмами, которые не имеют
воде
характеризуются
такими
способности к аэробной переработке
органических веществ. Микробы могут адаптироваться к различным условиям.
При исследовании промышленных сточных вод на количество БПК полн большое
значение,
для
того
чтобы
получить
правильные
результаты,
имеет
предварительная адаптация микрофлоры т.к. такие воды часто содержат вещества,
замедляющие биохимическое окисление. В таких случаях рекомендуется
определять полное БПК [57]. В случае если проба содержит большое количество
органических веществ, добавляют так называемую разбавляющую воду. Чтобы
получить достоверный результат анализа, образец пробы с разбавляющей водой
32
должен содержать то количество кислорода, чтобы в период инкубации его
концентрации снизилась на 2 мг/л и более, с тем условием, что концентрация
кислорода в склянке спустя 5 суток инкубационного периода равна не менее 3
мг/л. Когда количество растворенного кислорода в анализируемой воде
маленькое, то пробу сначала насыщают кислородом воздуха. Результат считается
достоверным,
если
использовано
приблизительно
50%
кислорода,
присутствующего в первоначальной пробе. На величину БПК оказывают влияние
сезонные и суточные изменения, т.е. значение температуры, физиологическая и
биохимическая активности микроорганизмов. Количество БПК5 в природных
водах равно
от 0,5 до 5,0 мг/л. ПДК на БПКполн. составляет: для водоемов
хозяйственно-питьевого водопользования — 3 мг/л для водоемов культурнобытового водопользования — 6 мг/л.
Как уже было отмечено раньше, для расчета ИЗВ необходимо значение 6
основных показателей. В эти показатели обязательно включаются концентрация
растворенного кислорода и значение БПК5, а также еще 4 показателя, в которые
могут входить: нитраты, нитриты, аммонийный азот, тяжелые металлы и другие.
При расчете ИЗВ на выбор показателя не влияет лимитирующий признак
вредности, но если концентрации веществ равны, то выбираются вещества,
обладающие большей вредностью. Очевидно, не все из перечисленных
показателей качества воды могут быть определены полевыми методами. Для того
чтобы получить результаты при расчете ИЗВ нужно провести исследования
огромного количества показателей, что сильно осложняет задачи интегральной
оценки. Если по каким-то причинам нельзя провести полное гидрохимическое
обследование водоема, необходимо выяснить какие компоненты могли быть
загрязнителями водоема.
Это можно сделать, полагаясь на результаты
исследований прошлых лет. Если нет возможности выполнить анализ на месте, то
необходимо отобрать пробу, провести ее консервацию и доставить в лабораторию
для анализа.
Можно сказать, интегральная оценка качества и гидрохимический
мониторинг имеют равнозначные задачи, т.к. для того чтобы сделать вывод о
33
качестве воды, необходимо проанализировать результаты анализов в течении
длительного времени по целому ряду показателей.
1.6.2. Отбор проб воды и их консервация
От
отбора проб
воды
зависит достоверность результатов
анализа.
Необходимо правильно проводить отбор проб, учитывая место и глубину отбора,
возможные анализируемые показатели, необходимый объем воды и методы
консервации проб [58]. При исследовании водоема иногда необходимо отобрать
серию периодических и регулярных проб. Пробы отбираются из поверхностного,
глубинного, придонного слоев вод. Затем готовят смешанные пробы, которые
помогают получить усредненные результаты анализа. Основные рекомендации и
правила отбора проб представлены в нормативных документах, таких как ГОСТ
17.1.5.05, ИСО 5667-2 и др. В зависимости от вида водоема, существуют
некоторые особенности отбора проб в каждом конкретном случае. Ниже
рассмотрим более подробно основные из них.
Пробы из рек и водных потоков. Отбор проб из рек проводят с целью
установления качества воды, определения пригодности воды для орошения,
купания, и установления характера загрязнения. Для того чтобы правильно
определить как влияют сточные воды и притоки вод на качество речной воды,
необходимо отобрать пробу выше по течению, в точке, где происходит полное
смешение вод, и выше по течению [59]. Учитывая, возможность неравномерного
распределения загрязнения, пробу стараются отбирать в местах максимально
сильного
течения,
располагают
где
вода
хорошо
перемешивается.
Пробоотборники
вниз по течению, помещая на необходимой глубине. Пробы
отбираются в летние и осенние месяцы, когда наблюдается наиболее низкий
уровень воды.
Место для отбора проб выбирают только после подробного ознакомления с
технологией производства, системой канализации, назначением и работой
отдельных элементов станции очистки и т.д.
глубины,
существуют
пробоотборные
Для отбора проб с некоторой
устройства,
имеющие
различные
34
конструкции. Такие устройства представляют собой цилиндрический сосуд,
может быть как пластмассовый, так и металлический, который открыт с обеих
сторон, но снабжен хорошо прилегающими крышками. Эти крышки закрываются
с
помощью
пружин,
которые
фиксируются
спусковыми
устройствами,
приводящимися в действие вспомогательным тросиком.
Сосуд, крышки которого зафиксированы в открытом положении, погружают
в воду до необходимой глубины. После того как достигнута нужная глубина,
необходимо закрыть крышки при помощи
спускового устройства и поднять
сосуд. После чего через специальный выпускной кран пробу помещают в бутыль.
Некоторые пробоотборники имеют в своем составе термометр, для того чтобы
производить измерения температуры, это указано в рекомендациях Р 52.24.35394.
При отборе проб соблюдали требования и рекомендации по срокам хранения,
объему воды и способам консервации согласно ГОСТ 17.1.5.04-81 (Охрана
природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и
хранения проб природных вод. Общие технические условия) [60]. Как правило,
для проведения анализа необходимо от 1 до 5л анализируемой пробы
Пробы из природных озер (прудов). Отбор проб из озер также проводят с целью
определения качества воды, но в этом случае учитывают время существования
озера и результаты анализа в течение некоторого промежутка времени. Такие
водоемы характеризуются неоднородностью воды в горизонтальном направлении,
из-за слабого перемешивания вод. В
результате термальной стратификации
свойства воды в таких водоемах изменяются с учетом глубины, например в
поверхностной зоне, под действием света происходит
наблюдается на глубине.
Для
фотосинтез, чего не
глубоких водоемов характерна
внутренняя
циркуляция.
Свойства воды в природных водоемах изменяются в течении суток и в
зависимости от сезона года. При отборе пробы это необходимо учитывать.
Поэтому ежедневные пробы отбирают в одно и то же время суток в течение
35
одного года. Особенно это необходимо учитывать, если река имеет отличающиеся
режимы, такие как межень и паводок.
После отбора пробы производят консервацию пробы [59]. Необходимо
понимать, что консервация не способна сохранить состав воды долгое время, она
обеспечивает постоянство состава лишь некоторое время, что дает возможность
доставить пробу для анализа в лабораторию. При отборе проб обязательно
необходимо составлять протокол, в котором указывают основную информацию о
пробе (дату отбора и другое).
1.6.3. Оборудование для отбора точечных проб на определенной глубине
При
оборе
проб
пользуются
специальным
устройством-батометром.
Возможно, производить пробоотбор воды бутылью, пробка которой должна быть
закрыта. К пробке прикрепляется шнур, и бутыль вставляется в тяжелую оправу.
Допускается к бутыли просто прикрепить груз на тросе.
Затем бутыль опускается в воду на определенную глубину, после чего с
помощью шнура вынимается пробка, соответственно, бутыль наполняется водой
и вынимается на поверхность. Бутыль необходимо закрывать так, чтобы между
водой и пробкой оставался небольшой слой воздуха.
По возможность
рекомендуется применение специальных бутылей (бутыль с откаченным
воздухом).
Если нужно отобрать пробу с маленькой глубины, то используют бутыль,
прикрепленную к шесту.
При исследовании вертикальной структуры воды, применяют специальные
стаканы с делением, который может быть изготовлен из любого материала, но
который обязательно должен иметь крышки с обеих сторон.
В точку отбора
опускают открытый стакан, а при поднятии при помощи управляющего троса, его
закрывают и поднимают на поверхность.
1.6.4. Оборудование для отбора проб донных отложений
При отборе пробы донных отложений используют специальные устройства -
36
дночерпатели, которые отличаются между собой по массе и строению
В зависимости от структуры дна и донных отложений различают коробочный
дночерпатель и ковшовый дночерпатель. Данные типы дночерпателей применяют
при отборе проб с лодки либо катера.
Подъем и спуск нетяжелых дночерпателей можно выполнить при помощи
механической лебедки или же
удерживать прибор руками. Дночерпатели,
обладающие весом, необходимо опускать с судна электрической лебедкой.
При отборе пробы на глубине до 2,5 м используют следующие дночерпатели:
-дночерпатели, опускаемые на штанге с площадью захвата 1/40 м2;
-
трубчатый дночерпатель с площадью захвата 1/250 м2).
При выборе дночерпателя учитывают в первую очередь место, где необходимо
провести
отбор пробы и цель отбора, а также нужно обратить внимание на
скорость течения воды, качество
грунта, имеющееся в наличии лодочное
оборудование.
При необходимости исследовать вертикальный профиль донных отложений
используют стержневой пробоотборник.
1.6.5. Автоматическое оборудование для отбора проб
Под автоматическими пробоотборниками понимают следующие виды
пробоотборников:— времязависящие и объемозависящие. К времязависящим
пробоотборникам относят пробоотборники, которые могут отбирать дискретные,
составные или непрерывные пробы, но не учитывающие разницу в потоке.
Объемозависящие пробоотборники в отличие от времязависящих способны
отбирать такие же пробы, но только они учитывают разницу в потоке.
Автоматические пробоотборники могут быть изготовлены из разных
материалов, имеют возможность к распределению пробы в емкости и также могут
содержать некоторые вещества для консервации пробы.
Иногда применяют автоматизированную систему, способную уже на месте
вычислить содержание исследуемого вещества. Такую систему чаще всего
используют при отборе большого количества воды [60].
37
Перечень показателей для контроля качества воды:

температура;

органолептические показатели;

взвешенные вещества;

водородный показатель (рH);

тяжелые металлы;

диоксид углерода;

алюминий;

цианиды;

анионный состав (сульфаты, хлориды, нитраты, нитриты, фосфаты);

аммоний;

ПАВ;

ХПК;

БПК5;

сухой остаток;

фенолы,
нефтепродукты.
38
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Основные
рекомендации
и
правила
отбора
проб
представлены
в
нормативных документах, таких как ГОСТ 17.1.5.05, ИСО 5667-2 и др. От отбора
проб воды зависит достоверность результатов анализа. Необходимо правильно
проводить отбор проб, учитывая место и глубину отбора, возможные
анализируемые показатели, необходимый объем воды и методы консервации проб
[58].
При
исследовании
водоема
иногда
необходимо
периодических и регулярных проб. Пробы отбираются
отобрать
серию
из поверхностного,
глубинного, придонного слоев вод. Затем готовят смешанные пробы, которые
помогают получить усредненные результаты анализа. В зависимости от вида
водоема, существуют некоторые особенности отбора проб в каждом конкретном
случае.
2.1. Отбор пробы из рек
Отбор проб из рек проводят с целью установления качества воды,
определения пригодности воды для орошения, купания, и установления характера
загрязнения. Для того чтобы правильно определить как влияют сточные воды и
притоки вод на качество речной воды, необходимо отобрать пробу выше по
течению, в точке, где происходит полное смешение вод, и выше по течению [59].
Учитывая, возможность неравномерного распределения загрязнения, пробу
стараются отбирать в местах максимально сильного течения, где вода хорошо
перемешивается. Пробоотборники располагают вниз по течению, помещая на
необходимой глубине. Пробы отбираются в летние и осенние месяцы, когда
наблюдается наиболее низкий уровень воды.
Место для отбора проб выбирают только после подробного ознакомления с
технологией производства, системой канализации, назначением и работой
отдельных элементов станции очистки и т.д.
глубины,
существуют
пробоотборные
Для отбора проб с некоторой
устройства,
имеющие
различные
конструкции. Такие устройства представляют собой цилиндрический сосуд,
39
может быть как пластмассовый, так и металлический, который открыт с обеих
сторон, но снабжен хорошо прилегающими крышками. Эти крышки закрываются
с
помощью
пружин,
которые
фиксируются
спусковыми
устройствами,
приводящимися в действие вспомогательным тросиком.
Сосуд, крышки которого зафиксированы в открытом положении, погружают
в воду до необходимой глубины. После того как достигнута нужная глубина,
необходимо закрыть крышки при помощи
спускового устройства и поднять
сосуд. После чего через специальный выпускной кран пробу помещают в бутыль.
Некоторые пробоотборники имеют в своем составе термометр, для того чтобы
производить измерения температуры, это указано в рекомендациях Р 52.24.35394.
При отборе проб соблюдали требования и рекомендации по срокам хранения,
объему воды и способам консервации согласно ГОСТ 17.1.5.04-81 (Охрана
природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и
хранения проб природных вод. Общие технические условия) [60]. Как правило,
для проведения анализа необходимо от 1 до 5л анализируемой пробы. Свойства
воды в природных водоемах изменяются в течение суток и в зависимости от
сезона года. При отборе пробы это необходимо учитывать. Поэтому ежедневные
пробы отбирают в одно и то же время суток в течение одного года. Особенно это
необходимо учитывать, если река имеет отличающиеся режимы, такие как межень
и паводок.
После отбора пробы производят консервацию пробы [59]. Необходимо
понимать, что консервация не способна сохранить состав воды долгое время, она
обеспечивает постоянство состава лишь некоторое время, что дает возможность
доставить пробу для анализа в лабораторию. При отборе проб обязательно
необходимо составлять протокол, в котором указывают основную информацию о
пробе (дату отбора и другое.)
40
2.2. Методы определения некоторых анионов в речной воде
Первым этапов исследование является забор проб из реки Сосна. Пробы
отбирались из трех точек в окрестностях города Ливны. Для аналитического
определения анионов были выбраны три точки вблизи города Ливны, которые
находятся с разных его сторон (рисунок 1). При отборе пробы с поверхности
водоема или водотока чаще всего используется стеклянная (полиэтиленовая)
бутыль или эмалированное ведро. В соответствии с рекомендациями Р52.24.3532012,
отбирались
точечные
пробы
с
поверхности
реки,
при
помощи
полиэтиленовой бутыли, которая предварительно была промыта исследуемой
речной водой. При отборе проб учитывались погодные условия, безопасность,
удаленность лаборатории.
Рисунок 1. Точки отбора проб в окрестностях города Ливны.
В представленной работе были исследованы пять из встречающихся в речной
воде ионов (таблица 1).
41
Таблица 1.
Ионы, наиболее часто встречающиеся в природных водах
Анион
Наименование
Обозначение
Хлоридный
Cl-
Сульфатный
SO42-
Нитритный
NO2-
Нитратный
NO3-
Фторидный
F-
В таблице 2 представлены методы, которые применялись при анализе
анионного состава воды реки Сосна.
Таблица 2.
Методы анализа анионного состава
Ингредиенты
Метод анализа
Методики
Хлориды
Титриметрия
ПНДФ 14.1:2.96-97
Сульфаты
Турбидиметрия
ПНДФ 14.1:2.159-2000
Нитраты
Фотометрический метод с использованием
ГОСТ 33045-2014
салициловокислого натрия
Нитриты
Фотометрический метод с использованием
ГОСТ 33045-2014
сульфаниловой кислоты
Фосфаты
Фотометрический метод с использованием
ПНДФ 14.1:2.112-97
раствора молибдата аммония
Анализ
проводили
по
нижеописанным
методикам
на
фотоэлектрическом концентрационном «КФК-2МП» (приложение 2).
колориметре
42
2.2.1. Аналитическое определение концентрации нитритов в речной воде
с использованием сульфаниловой кислоты фотометрическим методом
Область применения
Данный стандарт распространяется на любой тип воды (питьевая, природная,
поверхностная и подземная, сточная вода)
и определяет такие методы
исследования азотсодержащих веществ как:
-
фотометрический метод определения содержания аммиака и ионов
аммония (суммарно) с реактивом Несслера при массовой концентрации от 0,1 до
3,0 мг/дм3 без разбавления пробы. При необходимости определения более
высоких концентраций пробу разбавляют, но не более чем в 100 раз (метод А);
-
фотометрический
метод
определения
содержания
нитритов
с
использованием сульфаниловой кислоты при массовой концентрации от 0,003 до
0,3 мг/дм3 без разбавления пробы. При необходимости определения более
высоких концентраций пробу разбавляют, но не более чем в 100 раз (метод Б);
фотометрический метод определения азота нитритов с использованием 4аминобензол - сульфонамида при массовой концентрации от 0,25 до 10,0 мг/дм 3
(метод В);
-
фотометрический метод определения содержания азота нитратов с
использованием фенолдисульфоновой кислоты при массовой концентрации от 0,1
до 6,0 мг/дм3 (метод Г);
-
фотометрический
метод
определения
содержания
нитратов
с
использованием салициловокислого натрия при массовой концентрации от 0,1 до
2,0 мг/дм3 без разбавления пробы. При необходимости определения более
высоких концентраций пробу разбавляют, но не более чем в 100 раз (метод Д).
Для определения нитритов арбитражным является метод Б, для нитратов —
метод Д. Ниже в работе мы рассмотрим основные из них.
В случае, когда нет возможности провести определение сразу, пробы
необходимо хранить не более 1 сут при температуре от 2°С до 8 °С. Иногда пробы
консервируют либо серной кислотой из расчета 1 см 3 концентрированной серной
кислоты на 1000 см3 воды (метод А) либо хлороформом из расчета 2 — 4 см3
43
хлороформа на 1000 см3 воды (методы Б, В, Г и Д), после чего определяют
исследуемые компоненты не позднее чем через 2 сут.
Сущность метода
В процессе взаимодействия нитритов, находящихся в исследуемой пробе, с
сульфаниловой кислотой в присутствии 1-нафтиламина, происходит образование
окрашенного красно-фиолетового соединения. Далее проводят фотометрическое
определение и расчет массовой концентрации нитритов. Если было обнаружено
мешающее влияние мутности и цветности пробы, то его необходимо устранить с
помощью гидроокиси алюминия.
Средства измерений, оборудование, реактивы:
Межгосударственные
стандартные
образцы
(МСО)
состава
водных
растворов нитрит — ионов массовой концентрации 1 г/дм3 с допускаемой
относительной погрешностью аттестованного значения при доверительной
вероятности Р= 0,95 не более ± 2 %.
Колбы мерные 2-200-2 по ГОСТ 1770;
Кислота уксусная ледяная по ГОСТ 61, х. ч.;
Натрий азотистокислый (или нитрит натрия) по ГОСТ 4197, ч. д. а.;
Реактив Грисса;
Затем необходимо провести подготовку к проведению измерений.
Приготовление основного раствора азотистокислого натрия массовой
концентрации нитритов 1 мг/см3 (при отсутствии МСО)
Возьмем мерную колбу на 100 см3, растворим в ней 0,1497 г азотистокислого
натрия и доведем до метки дистиллированной водой. Раствор консервируем
хлороформом. Такой раствор можно хранить в емкости из темного стекла не
более 1 месяца. Использовать раствор при определении можно в том случае, если
не было обнаружено помутнения, хлопьев, осадка.
Приготовление рабочего раствора азотистокислого натрия массовой
концентрации нитритов 0,001 мг/см3
Для того чтобы приготовить рабочий раствор азотистокислого натрия с
массовой концентрацией нитритов 0,001 мг/см3 , необходимо в мерную колбу на
44
100 см3, внести
0,1 см3 основного раствора и довести
дистиллированной
водой.
Раствор
должен
быть
до метки
приготовлен
в
день
использования.
Приготовление 12 %-ного раствора уксусной кислоты
Вносим
в мерную колбу вместимостью 200 см3, которая наполовину
заполнена дистиллированной водой, 25 см3 ледяной уксусной кислоты и доводим
до метки дистиллированной водой. Хранить раствор не более 1 года.
Приготовление раствора реактива Грисса в уксусной кислоте
В мерную колбу на 150 см3 вносим 100 см3 12 %-ного раствора уксусной
кислоты и медленно добавляем 10,0 г реактива Грисса до растворения. Раствор
хранить не более 2 месяцев. Раствор непригоден для использования при
появлении розовой окраски.
Приготовление градуировочных растворов
Внесем в мерные колбы на 50 см3 каждая следующие количества
рабочего раствора: 0,0; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 15,0 см 3 и доведем до метки
дистиллированной водой. Массовая концентрация нитритов приготовленных
градуировочных растворов равна соответственно: 0,0; 0,002; 0,004; 0,01; 0,02;
0,04; 0,10; 0,20; 0,30 мг/дм3. Обязательным условием является наличие холостой
пробы-градуировочный раствор, который не содержит нитритов (массовая
концентрация нитритов равна нулю).
Градуировочные растворы готовят в день использования. Подготовка
градуировочных растворов к измерениям
В
колбы
с
градуировочными
растворами
добавляем
по
2
см3
приготовленного раствора реактива Грисса, при перемешивании. Измерения
проводим через 40 мин выдерживания пробы при комнатной температуре [61].
Градуировка прибора проводится
с учетом применения градуировочных
растворов, измерения их оптической плотности при длине волны 520 нм по
отношению к дистиллированной воде (таблица 3).
45
Таблица 3.
Градуировочная зависимость массовой концентрации нитритов
Сi
0
0,002
0,004
0,01
0,02
0,04
0,1
0,2
0,3
D1
D2
D3
D4
D5
Dср
С*С
0,055 0,055 0,056 0,057 0,055 0,0556
0
0,017 0,017 0,019 0,018 0,017 0,0176 0,000004
0,029 0,026 0,027 0,028 0,029 0,0278 0,000016
0,042 0,043 0,042 0,04 0,041 0,0416
0,0001
0,055 0,055 0,056 0,054 0,055 0,055
0,0004
0,075 0,076 0,074 0,075 0,077 0,0754
0,0016
0,162 0,165 0,163 0,16 0,165 0,163
0,01
0,317 0,319 0,32 0,319 0,32
0,319
0,04
0,458 0,456 0,455 0,458 0,456 0,4566
0,09
Сi*Diср
0
0,035205
0,000111
0,000416
0,0011
0,003016
0,0163
0,0638
0,13698
Dрасч
0
0,003121
0,006241
0,015604
0,031207
0,062414
0,156036
0,312072
0,468108
оптическая плотность
В (угловой коэф) = 1,56036
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
y = 1,5604x
R² = 0,9713
Ряд1
Линейная (Ряд1)
Линейная (Ряд1)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
концентрация, мг/см3
Рисунок 2. Градуировочная зависимость массовой концентрации нитритов.
Подготовка пробы исследуемой воды
Затем аналогично к 50 см3 исследуемой пробы прибавляем 2 см3 раствора
реактива Грисса, перемешиваем. Выдерживаем пробу в течение 40 мин и
проводим определение. Оптическую плотность измеряем при длине волны 520 нм
по отношению к дистиллированной воде. Измерили оптическую плотность воды
исследуемых точек. Для каждой точки проводили три повторности измерения.
Результаты представлены в таблице 4.
46
Таблица 4.
Среднее значение оптической плотности.
Оптическая плотность (ср)
Точка 1
0,036
Точка 2
0,025
Точка 3
0,060
После чего произвели
расчет массовой концентрации нитритов (Х) по
формуле 1:
x
K  A  f  Vk
V
(1) ,
где К - коэффициент градуировочной характеристики, рассчитанный по
формуле 2:
i
C  A
i
K 
i
i 1
i
(A )
2
i
i 1
(2),
где А - измеренное значение оптической плотности пробы анализируемой воды
за вычетом измеренного значения оптической плотности холостой пробы,
ед.опт.пл.;
Vк
- вместимость мерной колбы, использованной при подготовке пробы
анализируемой воды для измерения (в данном случае равен 50 см3 ), см3;
V - объем аликвоты пробы, взятой для анализа, см3;
f - коэффициент разбавления пробы анализируемой воды, при этом если пробу
не разбавляли, то f принимают равным 1, если разбавляли, то f рассчитывают по
формуле 3.
47
f 
где Vк
Vk
Va
(3),
- вместимость мерной колбы, использованной при разбавлении
пробы анализируемой воды, см 3 ;
V - объем аликвоты пробы анализируемой воды, взятый для разбавления, см 3.
Подставив в вышеприведенные формулы свои значения оптической
плотности, получили содержание нитритов в исследуемых точках
[61].
Результаты приведены в таблице 5.
Таблица 5.
Содержание нитритов в исследуемых точках.
Концентрация, мг/cм3
Точка 1
0,007
Точка 2
0,005
Точка 3
0,011
Из таблицы 5 видно, что содержание нитритов в исследуемых пробах не
превышает ПДК (приложение 1).
2.2.2. Определение концентрации нитратов в речных водах с
использованием салициловокислого натрия фотометрическим методом
Сущность метода
Суть
метода заключается в образовании при взаимодействии нитратов с
салициловокислым натрием в сернокислой среде желтой соли нитросалициловой
кислоты и дальнейшем фотометрическом определением нитратов в пробе исследуемой воды. Определению нитратов данным методом мешают хлориды, с
концентрацией выше 200 мг/дм3, которые необходимо удалить раствором
сер-
нокислого серебра; железо с концентрацией более 0,5 мг/дм 3, которое также
необходимо устранить раствором виннокислого калия-натрия и цветность воды,
влияние которой устраняют.
48
Средства измерений, оборудование, реактивы:
Колбы мерные 2-100-2 по ГОСТ 1770;
Кобальт хлористый по ГОСТ 4525, ч. д. а.;
Натрий салициловокислый с массовой долей основного вещества не менее
95%;
Приготовление рабочего раствора нитрат-ионов массовой концентрации 0,01
мг/см3
Для того чтобы приготовить 100 см3 рабочего раствора необходимо внести в
мерную колбу на 100 см3 1 см3 стандартного образца состава водных растворов
нитрат-ионов. Раствор необходимо готовить в день использования.
Приготовление 30 %-ного раствора виннокислого калия-натрия
Для приготовления раствора виннокислого калия-натрия необходимо в
колбе вместимостью 100 см3 растворить 30 г виннокислого калия-натрия в 70 см3
дистиллированной воды. Хранить раствор можно не более 6 месяцев.
Приготовление 0,5 %-ного раствора салициловокислого натрия
В колбе на 100 см3 растворяем 0,5 г салициловокислого натрия в 100 см3
дистиллированной воды. Раствор нужно готовить в день использования.
Приготовление 40 %-ного раствора гидроокиси натрия
В стакане на 1000 см3 при непрерывном перемешивании растворяем
постепенно 400 г гидроокиси натрия в 600 см3 дистиллированной воды. Хранить
такой раствор можно не более 1 года.
Приготовление градуировочных растворов
В фарфоровые чашки вносим следующие количества рабочего раствора
нитрат - ионов: 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 и 10 см3 и доведем объем в чашках до 10
см3, добавляя при этом соответственно 10; 9,5; 9,0; 8,0; 6,0; 4,0 и 0,0 см3
дистиллированной воды. Также прибавили в каждую чашку по 1 см3 раствора
салициловокислого натрия и досуха выпарили на водяной бане. Охладили, и к
сухому остатку в каждой чашке добавили 1 см3 концентрированной серной
кислоты и оставили на 10 мин. После чего в каждую чашку прилили 5 —10 см3
дистиллированной воды перенесли в мерные колбы на 50 см3. Затем добавили в
49
каждую колбу по 7 см3 40 %-ного раствора гидроокиси натрия и довели объем
дистиллированной водой до метки.
В полученных градуировочных растворах массовая концентрация нитратов
соответственно составила: 0,0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,2 и 2,0 мг/дм3. Измерение
оптической плотности проводим через 10 минут. Для градуировки используем
холостую пробу - градуировочный раствор, массовая концентрация нитратов
которого равна нулю. Градуировочные растворы нужно готовить в день
использования.
Градуировку прибора проводим, учитывая применения градуировочных
растворов, измеряя их оптическую плотность при длине волны (400 ±20) нм в
кювете с толщиной поглощающего слоя от 1 до 5 см относительно
дистиллированной воды (таблица 6). На рисунке 3 представлена градуировочная
зависимость массовой концентрации нитратов.
Таблица 6.
Градуировочная зависимость массовой концентрации нитратов.
концентраци
я
х
х*х
оптическая плотность
d1
d2
d3
d4
D
средне
е
D
ср*С
D
привед
0,000
5
0,002
3
0,009
2
0,020
7
0,0054
6
0,0109
1
0,0218
3
0,0327
4
0,0436
5
0,0654
8
0,1091
3
0,1
0,01
0,005
0
0,005
1
0,005
0
0,004
9
0,2
0,04
0,01
0,011
0,011
0,013
0,005
0,0112
5
0,4
0,16
0,021
0,02
0,024
0,027
0,023
0,6
0,36
0,031
0,033
0,033
0,041
0,0345
0,8
0,64
0,042
0,04
0,048
0,05
0,045
1,2
1,44
0,063
0,067
0,064
0,08
0,0685
0,036
0,082
2
2
4
0,106
0,106
0,102
0,11
0,106
0,212
B (угловой коэфф.) =0,05456
%
8,36433
8
3,09012
5,38101
1
5,38101
1
3,09012
4,61738
1
2,86619
8
D
испр*С
0,00054
6
0,00218
3
0,00873
0,01964
3
0,03492
1
0,07857
2
0,21825
6
50
0,12
y = 0,0546x + 2E-16
оптическая плотность
0,1
0,08
0,06
0,04
результат анализа
приведенные
0,02
0
0
0,5
1
1,5
концентрация в (NO3), мг/дм3
2
2,5
Рисунок 3. Градуировочная зависимость массовой концентрации нитратов.
Подготовка проб исследуемой воды
При обнаружении в исследуемой пробе цветности, ее необходимо удалить
при массовой концентрации хлоридов более 200 мг/дм3, их стоит удалить
раствором сернокислого серебра, прибавляя его к 100 см3 пробы в количестве,
эквивалентном содержанию хлорид - ионов. Образовавшийся
осадок хлорида
серебра нужно удалить фильтрованием. В случае если в исследуемой пробе было
обнаружено влияние железа, то его нужно устранить добавлением 8 —10 капель
раствора виннокислого калия-натрия.
Затем 10 см3 пробы исследуемой воды поместили в фарфоровую чашку,
добавили 1 см3 раствора салициловокислого натрия
и досуха выпарили на
водяной бане. После этого полученный сухой остаток необходимо увлажнить с
помощью
добавления 1 см3 концентрированной серной кислоты, тщательно
растереть стеклянной палочкой и оставить на 10 мин. Затем добавили 5—10 см3
дистиллированной воды, перенесли в мерную колбу на 50 см3, добавили 7 см3
раствора гидроокиси натрия, довели объем дистиллированной водой до метки,
перемешали и провели определение.
Проведение измерений
Оптическую
плотность анализируемой пробы воды измеряем в тех же
условиях, что при построении градуировочной зависимости. Дистиллированную
воду применяем в качестве холостой пробы. Количество повторностей анализа – 3
[61]. Результаты представлены в таблице 7.
51
Таблица 7.
Среднее значение оптической плотности.
Оптическая плотность(ср)
Точка 1
1,295
Точка 2
0,398
Точка 3
0,595
После чего производят расчет массовой концентрации нитратов (Х) по
формуле 4:
x
K  A  f  Vk
V
(4),
где К - коэффициент градуировочной характеристики, рассчитанный по формуле
5:
i
C  A
i
K 
i
i 1
i
(A )
(5),
2
i
i 1
где А - измеренное значение оптической плотности пробы анализируемой воды
за вычетом измеренного значения оптической плотности холостой пробы,
ед.опт.пл.;
Vk
- вместимость мерной колбы, использованной при подготовке пробы
анализируемой воды для измерения (в данном случае равен 50 см 3), см3;
V-
объем
аликвоты
пробы,
взятой
для
анализа,
см 3;
f - коэффициент разбавления пробы анализируемой воды, при этом если пробу
не разбавляли, то f принимают равным 1, если разбавляли, то f рассчитывают по
формуле 6:
f 
Vk
Va
(6)
где Vк - вместимость мерной колбы, использованной при разбавлении пробы
анализируемой воды, см3;
52
V - объем аликвоты пробы анализируемой воды, взятый для разбавления,
см3.
По формуле вычислили концентрацию нитратов в исследуемых точках.
Результаты представлены в таблице 8.
Таблица 8.
Содержание нитратов в исследуемых точках.
Концентрация мг/cм3
Точка 1
5,12
Точка 2
1,58
Точка 3
2,35
Из таблицы видно, что содержание нитратов в исследуемой речной воде не
превышает ПДК (приложение 1).
2.2.3. Определение концентрации сульфатов в речной воде
турбидиметрическим методом
Для построения градуировочной зависимости при помощи градуированных
пипеток внесли в мерные колбы вместимостью 100 см30,0; 2,0; 5,0 и 10 см3
градуировочного раствора, массовая
концентрация сульфат - ионов которого
равна 0,250 мг/см3. Довели до метки дистиллированной водой и перемешали.
Соответственно массовая концентрация сульфатов в полученных образцах
составит 0,0; 10,0; 25,0 и 50 мг/дм3.
Затем в две сухие конические колбы на 50 см3 внесли по 5 см3 каждого образца
и добавили по 1 капле раствора соляной кислоты 1:1. Прилили при
перемешивании в каждую колбу по 5 см3 раствора осадителя. Оставляем на 40±5
мин и измеряем 2-3 раза оптическую плотность каждого полученного раствора
при длине волны 315 нм в кювете длиной 2 см. Из усредненной оптической
53
плотности растворов, содержащих сульфаты, вычитаем среднее значение
оптической плотности холостого опыта [62].
Градуировочные
зависимости
оптической
плотности
от
концентрации
сульфатов рассчитываем методом наименьших квадратов для диапазонов от 2 до
10 мг/дм3 и от 10 до 40 мг/дм3. Градуировочные зависимости необходимо
устанавливать при приготовлении нового раствора осадителя, либо при замене
измерительного прибора (таблица 9).
Таблица 9.
Градуировочная зависимость массовой концентрации сульфатов.
Сi
D1
0
D2
0
D4
0
Dср
D5
0
0
С*С Сi*Diср Сi
Dрасч
0
0
0
10 0,089 0,085 0,084 0,085 0,084 0,0854
100
0,854
10 0,090384
25 0,207 0,208 0,209
625
5,225
25 0,225961
0,46 0,4614 2500
23,07
50 0,451922
50
0
D3
0,21 0,211
0,46 0,461 0,463 0,463
0,209
0
0
В (угловой коэф)=0,0090
На рисунке 4 представлена градуировочная зависимость массовой концентрации
оптическая
плотность
сульфатов.
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
y = 0,009x
R² = 0,9967
Ряд1
Линейная (Ряд1)
0
10
20
30
40
50
60
концентраци
я
Рисунок 4. Градуировочная зависимость массовой концентрации сульфатов.
54
Выполнение измерений
Для анализа отбираем по 5,0 см3 анализируемой воды в две сухие
конические колбы на 50 см3, добавляем по 1 капле раствора соляной кислоты 1:1
и перемешиваем. Затем при непрерывном перемешивании через 1-2 мин
добавляем в колбы по 5 см3 раствора осадителя и перемешиваем. Оптическую
плотность полученных растворов при длине волны 315 нм в кювете длиной 2 см
измеряем через 40±5 мин относительно дистиллированной воды.
В случае, когда величина оптической плотности пробы превышает таковое
для последней точки градуировочной зависимости, проводят разбавление пробы,
а затем повторно измеряют оптическую плотность. При разбавлении пробы
необходимо отобрать аликвоту от 5 до 25 см3 исходной воды, поместить ее в
мерную колбу на 50 см3, довести до метки бидистиллированной водой и
перемешать. Для разбавления нужно выбрать аликвоту таким образом, чтобы
массовая концентрация сульфатов в пробе после разбавления была в пределах от
20 до 40 мг/дм3.
Одновременно выполняем два параллельных определения сульфатов в
холостой пробе, используя 5 см3 бидистиллированной воды.
При наличии мешающего влияния взвешенных веществ, его необходимо
устранить фильтрованием пробы через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45
мкм или бумажный фильтр "синяя лента".
Если исследуемая вода имеет окраску или опалесцирует (опалесценция или
слабая муть может появиться при подкислении пробы), то следует провести
измерение ее собственной оптической плотности, прибавив к 5 см3 пробы 1 каплю
раствора соляной кислоты 1:1 и 5 см3 бидистиллированной воды [63].
В случае, когда оптическая плотность пробы, ввиду ее окраски, превышает
величину 0,2, необходимо, для того чтобы устранить влияние цветности, воду
пропустить через колонку с активным углем. Первую порцию воды, прошедшую
через колонку (40-50 см3), отбрасываем.
Значение оптической плотности Ах, соответствующее концентрации сульфатов в
пробе воды вычислим по формуле 7:
55
Ax = A - A1 - A2 ,
(7)
где A - значение оптической плотности анализируемой пробы воды с
осадителем;
A1 -
значение
собственной
оптической
плотности
проб;
A2 - среднее арифметическое значение оптической плотности холостой
пробы. Результаты представлены в таблице 10.
Таблица 10.
Среднее значение оптической плотности.
Оптическая плотность(ср)
Точка 1
0,253
Точка 2
0,211
Точка 3
0,195
Массовую концентрацию сульфатов (сульфат-ионов, SO42-) X, мг/дм3, в
пробе воды рассчитывают по формуле (8):
x
D  Dx  D1
b
(8),
где D - оптическая плотность пробы воды ;
Dx - оптическая плотность холостой пробы;
D1 - оптическая плотность, соответствующая цветности или опалесценции пробы
воды;
b-
угловой
коэффициент
(наклон)
градуировочной
характеристики,
выражаемый в дм /мг.
По формуле вычислили концентрацию сульфатов в исследуемых точках.
Результаты представлены в таблице 11.
56
Таблица 11.
Содержание сульфатов в исследуемых точках.
Концентрация мг/cм3
Точка 1
29
Точка 2
24
Точка 3
22
Из таблицы видно, что содержание сульфатов в исследуемой речной воде не
превышает ПДК (приложение 1).
2.2.4. Определение массовой концентрации фосфат - ионов в речной воде
фотометрическим методом.
Перед проведением анализа необходимо провести следующие работы:
отбор пробы, подготовить прибор к работе, приготовить вспомогательные и
градуировочные
растворы,
провести
градуировку
прибора.
Отбор
проб
поверхностных и сточных вод производится в соответствии с требованиями ГОСТ
Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб», ПНД Ф 12.15.108 «Методические указания по отбору проб для анализа сточных вод». Пробы
воды отбираются в бутыли из полимерного материала или стекла, которые
необходимо предварительно ополоснуть отбираемой водой. Объем отобранной
пробы должен быть не менее 250 см3. Анализ следует проводить в день отбора
проб, либо консервировать пробу добавлением 2 - 4 см3 хлороформа на 1 дм3 воды
Приготовление раствора молибдата аммония
Для приготовления раствора молибдата аммония необходимо 3 г молибдата
аммония
поместить
в
стакан
и
растворить
в
небольшом
количестве
дистиллированной воды, затем перенести в мерную колбу на 100 см3 и довести до
метки дистиллированной водой. Если наблюдается появление мути,
следует отфильтровать.
раствор
57
Приготовление раствора аскорбиновой кислоты.
Для приготовления раствора аскорбиновой кислоты следует 2,16 г сухой
аскорбиновой кислоты поместить в стакан, растворить в небольшом количестве
дистиллированной воды, перенести в мерную колбу на 100 см3 и довести до метки
дистиллированной водой. Раствор хранится в холодильнике не более 3-х недель.
Приготовление раствора антимонилтартрата калия.
Для приготовления раствора антимонилтартрата калия
0,34 г сухого
антимонилтартрата калия нужно поместить в стакан, растворить в небольшом
количестве дистиллированной воды, перенести в мерную колбу вместимостью
500 см3 и довести до метки дистиллированной водой.
Приготовление раствора серной кислоты.
В мерную колбу на 500 см3 добавим 400 см3 дистиллированной воды и
осторожно прильем
70 см3 концентрированной серной кислоты. После
охлаждения, раствор довели до метки дистиллированной водой.
Приготовление смешанного реактива.
Для приготовления смешанного раствора следует в
колбе с притертой
пробкой смешать 125 см3 раствора серной кислоты, 50 см3 раствора молибдата
аммония,
50
см3 раствора
аскорбиновой
кислоты
и
25
см3 раствора
антимонилтартрата калия. Смешанный реактив готовится в день использования.
Приготовление раствора сульфаминовой кислоты с массовой долей 10 %.
10 г сульфаминовой кислоты растворили в 90 см3 дистиллированной воды.
Приготовление градуировочного раствора 1 с массовой концентрацией
фосфат-ионов 0,01 мг/дм3.
Раствор готовится из ГСО в соответствии с прилагаемой к образцу
инструкцией. В 1 см3 приготовленного раствора должно содержаться 0,01 мг
фосфат-ионов. Раствор должен быть приготовлен в день использования.
58
Приготовление градуировочного раствора 2 с массовой концентрацией фосфа
т-ионов 0,001 мг/дм3.
Раствор готовится при помощи разбавления градуировочного раствора 1. В
1 см3 приготовленного градуировочного раствора 2 должно содержаться 0,001 мг
фосфат-ионов. Раствор следует готовить в день использования.
Построение градуировочных графиков
Перед
построением
градуировочных графиков сначала следует
приготовить образцы для градуировки с массовой концентрацией фосфат-ионов
0,05 - 1,0 мг/дм3.
После приготовления градуировочных растворов с соответствующими
массовыми концентрациями проводят анализ образцов в порядке возрастания их
массовой концентрации [64]. Затем строят градуировочных график (рисунок 5):
по оси ординат откладывают значения оптической плотности, а по оси абсцисс величину концентрации вещества в мг/дм3 (таблица12).
0,7
y = 0,6239x
0,6
оптическая плотность
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
концентрация в мг/дм3
1
1,2
результат анализа
Рисунок 5 . Градуировочная зависимость массовой концентрации фосфатов.
59
Таблица 12.
Градуировочная зависимость массовой концентрации фосфатов в воде ПНД Ф
14.1:2.112-97.
концентраци
я
х
х*х
0,05
λ - 670 нм
D
оптическая плотность
средне
d1
d2
d3
d4
е
0,0025 0,033
0,033
0,03
0,031
0,03175
0,061
0,06125
0,12
0,1195
0,1
0,01
0,062
0,062
0,2
0,04
0,119
0,12
0,06
0,11
9
0,3
0,4
0,09
0,16
0,177
0,243
0,178
0,245
0,18
0,24
0,18
0,246
0,17875
0,2435
0,5
0,25
0,302
0,308
0,307
0,30425
0,6
0,36
0,386
0,39
0,386
0,3875
0,7
0,49
0,449
0,45
0,448
0,4485
0,8
0,64
0,506
0,506
0,507
0,506
0,9
0,81
0,554
0,555
0,558
0,55575
1
1
0,615
0,616
0,3
0,38
8
0,44
7
0,50
5
0,55
6
0,61
8
0,62
0,61725
D
привед
D
привед*
С
0,03119
0,00156
0,06239
0,00624
0,0239
0,0536
3
0,0974
0,1521
3
0,12477
0,02495
0,18716
0,24955
0,05615
0,09982
0,31193
0,15597
0,2325
0,3139
5
0,37432
0,22459
0,43671
0,30569
0,4048
0,5001
8
0,6172
5
0,49909
0,39927
0,56148
0,50533
0,62386
0,62386
D ср*С
0,0015
9
0,0061
3
%
1,78494
3
0,00386
8
0,01484
8
0,03312
7
0,06064
0,09420
4
0,14448
7
0,19608
1
0,25254
0,31105
9
0,38367
7
Выполнение измерений
Необходимо нейтрализовать сильнокислые и сильнощелочные пробы. Данному
определению фосфат ионов могут
мешать
сульфиды и сероводород,
концентрации, которых выше 3 мг/дм3-. Для устранения их влияния
нужно
прибавить несколько миллиграммов калия марганцевокислого на 100 см3 пробы и
перемешивать в течение 1 - 2 мин, после чего раствор должен остаться розовым.
После этого проводим прибавление реактивов
в обратном порядке: сначала
приливаем раствор аскорбиновой кислоты, перемешиваем, затем прибавляем
смешанный реактив.
На
определение
оказывают
влияние
хроматы
в
концентрациях,
превышающих 2 мг/дм3. Для устранения этого влияние необходимо проводить
прибавление реактивов в обратном порядке. Также негативное влияние на
60
определение оказывают арсенаты. В этом случае, их содержание определяем
отдельно и вычитаем из найденного содержания фосфат - ионов.
Мешающее влияние на определение оказывают нитрит - ионы и железо (III)
в концентрации, выше 1 мг/дм3 [65]. Для того чтобы
устранить мешающее
влияние железа в пробу следует добавить эквивалентное количество трилона Б.
Ход анализа
Пробу фильтруем через плотный бумажный фильтр (синяя лента). Затем к 50
см3 профильтрованной пробы, прибавляем 5,0 см3 смешанного реактива и через
некоторое
время
0,5
см3 раствора
аскорбиновой
кислоты
после
чего
перемешиваем смесь, измерение оптической плотности проводим через 15 мин
при длине волны 690 нм по отношению к холостому раствору (таблица 14). По
градуировочному
графику
находим
содержание
фосфат-ионов
в
мг/дм3.
Массовую концентрацию фосфат-ионов X, (мг/дм3) рассчитывают по формуле 9:
x 
С  50
V
(9),
где С - массовая концентрация фосфат-ионов, найденная по градуировочному
графику, мг/дм3:
50 - объем, до которого была разбавлена проба, см3;
V - объем, взятый для анализа, см3.
Таблица 13.
Среднее значение оптической плотности.
Оптическая плотность(ср)
Подставив
Точка 1
0,485
Точка 2
0,032
Точка 3
0,026
в
вышеописанные
формулы
свои
значения,
получим
концентрацию фосфатов в исследуемых точках [64]. Результаты представлены в
таблице 14.
61
Таблица 14.
Содержание фосфатов в исследуемых точках.
Концентрация мг/cм3
Точка 1
1,94
Точка 2
0,13
Точка 3
0,11
Таким образом,
содержание фосфатов в исследуемой речной воде не
превышает ПДК (приложение 1).
2.2.5. Определение массовой концентрации хлоридов в речной воде
аргентометрическим методом.
Данный метод позволяет проводить измерения массовой концентрации
хлоридов в пробах природных и очищенных сточных вод в диапазоне от 10,0 до
250,0 мг/дм аргентометрическим методом. Возможно и измерение проб с большей
концентрацией хлоридов, при использовании уменьшенной аликвоты пробы.
Метод измерения
Измерение массовой концентрации хлоридов основано на образовании
малорастворимого осадка хлорида серебра, в результате прибавления раствора
нитрата серебра к анализируемой воде. Избыток ионов серебра после полного
осаждения хлоридов реагирует с индикатором - хроматом калия - при этом
образуется красновато-оранжевый осадок хромата серебра. Титрование проводят
в среде близкой к нейтральной (рН 6-9), так как в кислой среде не происходит
образования хромата серебра, а в щелочной среде возможно образование оксида
серебра (Ag2O).
Отбор и хранение проб
Отбор проб производят в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05. Пробы необходимо
поместить
в
стеклянную
или
полиэтиленовую
посуду.
Если наблюдается муть, в этом случае пробу необходимо профильтровать
62
через мембранный фильтр 0,45 мкм. Первые порции воды при фильтровании
отбрасывают.
Пробы не консервируют, так как хлориды относятся к устойчивым
компонентам, поэтому сначала выполняют измерение концентраций менее
устойчивых
соединений,
а
затем
измерят
массовую
концентрацию
хлоридов.
Приготовление растворов и реактивов
Раствор нитрата серебра с молярной концентрацией 0,02 моль/дм
В мерной колбе на 1 дм3 растворяем 3,40 г нитрата серебра в
дистиллированной воде, доводим до метки и перемешиваем. Раствор следует
хранить
в
склянке
из
темного
стекла.
Раствор нитрата серебра с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3
В мерной колбе на 1 дм
растворяем 8,49 г нитрата серебра в
дистиллированной воде, доводим до метки и перемешиваем. Раствор также
следует
хранить
в
склянке
из
темного
стекла.
Раствор хромата калия, 10%-ный
В 100 см
дистиллированной воды растворяем 25 г хромата калия
(K2СrO4), для удаления хлоридов по каплям добавим 10%-ный раствор нитрата
серебра до образования слабого красновато-оранжевого осадка, оставим на сутки
и профильтруем
через фильтр "белая лента". К фильтрату добавим
150см3 дистиллированной воды и перемешаем. Хранят раствор лучше в склянке
из темного стекла не более 3 мес.
Раствор нитрата серебра, 10%-ный
В 90 см3 дистиллированной воды растворяем 10 г нитрата серебра и
прибавляем
1-2
капли
концентрированной
азотной
кислоты.
Раствор азотной кислоты, 0,1 моль/дм
В 500 см3 дистиллированной воды растворяем 3,5 см3 концентрированной
азотной кислоты. Раствор достаточно устойчив.
63
Раствор азотной кислоты, 2 моль/дм3
В 215 см3 дистиллированной воды растворяем 35 см3 концентрированной
азотной кислоты. Раствор достаточно устойчив.
Раствор соляной кислоты, 4 моль/дм3
В 330 см3 дистиллированной воды растворяем 170 см3 концентрированной
соляной кислоты.
Раствор гидроксида натрия, 1 моль/дм
В 500 см3 растворяем дистиллированной воды 20 г гидроксида натрия.
Раствор
устойчив
при
хранении
в
полиэтиленовой
посуде.
Суспензия гидроксида алюминия
В
500
см3 дистиллированной
воды
в
стакане
вместимостью
1
дм3 растворяем 63 г алюмокалиевых квасцов (KAl(SO4)2 ·12Н2О), нагрели раствор
до 60 °С, не прекращая перемешивать, затем медленно приливаем 28 см3 аммиака
водного. Дали
смеси отстояться в течение 1 ч, и снова
промылит
дистиллированной водой. Промываем до тех пор, пока последняя промывная вода
не дает
положительную реакцию
на хлориды (проба с 10%-ным раствором
нитрата серебра).
Выполнение
измерений
при
отсутствии
мешающих
влияний.
В коническую колбу на 250 см3 с помощью пипетки поместили аликвоту
пробы воды. Если предполагаемая массовая концентрация хлоридов от 10 до 250
мг/дм3, рекомендуется объем аликвоты пробы 100 см3, при концентрации выше
250 до 800 мг/дм3 - 50 см3, свыше 800 мг/дм3 - 25 см3.
Следует довести значение рН до
6-9. Затем, добавляем 1 см3 раствора
хромата калия и, не прекращая перемешивание, медленно титруем из бюретки
раствором нитрата серебра. Когда массовая концентрация хлоридов 50 мг/дм 3 и
менее для титрования используют раствор нитрата серебра с молярной
концентрацией 0,02 моль/дм3, более 50 мг/дм3 - 0,05 моль/дм3.
При титровании сначала образуется белый осадок хлорида серебра. По
мере приближения к конечной точке титрования появляется оранжевая окраска,
скорость исчезновения которой замедляется по мере титрования. Неисчезающая
64
при
перемешивании
оранжевая
окраска
определяет
конец
титрования.
Титрование продолжаем до получения допустимого расхождения результатов.
Если расхождение в объемах раствора нитрата серебра не превышает 0,1 см 3 при
объеме нитрата серебра до 10 см3 включительно и 0,2 см3 при объеме нитрата
серебра более 10 см3, за результат титрования принимают их среднее значение.
Также выполняем титрование
холостой пробы - 100 см3 дистиллированной
воды;
Если анализируемая проба имеет высокую цветность, мешающую
выполнению титрования, ее устраняют следующими способами:
а) анализируемую воду медленно пропускают через колонку с активным углем,
при этом первые 40-50 см3 воды, прошедшие через колонку следует отбросить;
б) 200-250 см3 анализируемой воды помешают в коническую колбу
вместимостью 500 см3, приливают 6,0-7,5 см3 суспензии гидроксида алюминия и
встряхивают до обесцвечивания жидкости. Дают пробе отстояться несколько
минут и фильтруют через бумажный фильтр "белая лента", промытый
дистиллированной водой. Первую порцию фильтрата следует отбросить.
Вычисление и оформление результатов измерений
Массовую концентрацию хлоридов в анализируемой пробе воды Х, мг/дм3,
рассчитывают по формуле10:
X 
где
V-
35,45
объем
масса
-
раствора
35,45  V  M 1000
V 1  Vхп
нитрата
моля
серебра,
(10),
хлорид-иона,
израсходованный
на
г/моль;
титрование
анализируемой пробы, см3;
M-
молярная
концентрация
раствора
нитрата
серебра,
V1 - объем аликвоты пробы воды, взятый для титрования, см3;
моль/дм3;
65
Vхп - объем раствора нитрата серебра, израсходованный на титрование холостой
пробы, см3 [66].
2.3. Анализ результатов исследования
Сгруппируем, результаты, полученные в ходе лабораторных исследований.
Результаты анализа представлены в таблицах 15 и 16.
Таблица 15.
Статистическая обработка результатов анализа
Точка 1
Точка 2
Точка 3
Образцы
x
s
sr
нитраты
5,12
0,0424
0,0083
ts x
0,3814
нитриты
0,007
0,0042
0,6
0,0377
сульфаты
29
0,7071
0,0244
6,353
фосфаты
нитраты
нитриты
сульфаты
фосфаты
нитраты
нитриты
сульфаты
фосфаты
1,94
1,58
0,005
24
0,13
2,35
0,011
22
0,11
0,0141
0,0141
0,0028
0,7071
0,0282
0,0141
0,0014
0,7071
0,0141
0,0073
0,0089
0,56
0,0295
0,2169
0,006
0,1273
0,0321
0,1282
0,1267
0,1267
0,025
6,353
0,2534
0,12677
0,0126
6,353
0,1267
66
Таблица 16.
Результаты определения анионного состава реки Сосна в исследуемых точках
Дата
Точка
исследова
отбора
показатель
значени
Погрешность норматив
е
измерения
ния
27.10.16
Точка 1
Точка 2
Точка 3
Нитраты ( поNO3)
5,12
1,02
45
Нитриты ( поNO2)
0,007
0,001
3,3
сульфаты
29
3
500
хлориды
27
5
350
фосфаты
1,94
0,39
3,5
Нитраты ( поNO3)
1,58
0,32
45
Нитриты ( поNO2)
0,005
0,001
3,3
сульфаты
24
2
500
хлориды
23
5
350
фосфаты
0,13
0,03
3,5
Нитраты ( поNO3)
2,35
0,47
45
Нитриты ( поNO2)
0,011
0,002
3,3
сульфаты
22
2
500
хлориды
20
4
350
фосфаты
0,11
0,02
3,5
Как видно из таблиц, определяемые ионы на исследуемых территориях
находятся в пределах нормы [67]. Величины ПДК для исследуемых загрязнителей
приведены в приложении 1.
Для того чтобы проследить как изменяется концентрация тех или иных
компонентов в течение времени, приведем данные по исследуемым ионам за
67
несколько лет. Точки отбора те же, что и при проведении эксперимента.
Результаты анализа представлены в таблицах 17, 18 и 19.
Таблица 17.
Изменение содержания исследуемых анионов в точке 1 в течение
длительного промежутка времени
NO32014 г.
2015 г.
2016 г.
Март
NO2-
24,22±4,02 0,016±0,003
SO42-
Cl-
PO43-
6±0,6
27±5
2,2±0,4
Июнь
7,8±1,6
0,063±0,013
3,2±0,3
25±5
0,66±0,13
Сентябрь
24,3±4,8
0,017±0,003
6±0,6
27±5
2,3±0,5
Декабрь
5,5±1,1
0,005±0,001
27±3
29±6
2,3±0,5
Март
5,2±1
0,006±0,001
27±3
29±6
2,27±0,45
Июнь
4,5±0,9
0,005±0,001
18±2
27±5
0,67±0,13
Сентябрь
4,4±0,9
0,005±0,001
26±3
30±6
2,1±0,43
Декабрь
5,15±1,03
0,006±0,001
28±3
30±6
2,31±0,46
Март
4,95±1,1
0,007±0,001
29±3
33±7
2,32±0,46
Июнь
4,5±0,9
0,005±0,001
17±2
26±5
0,67±0,13
Сентябрь
5,05±1
0,007±0,001
30±3
29±6
2,24±0,45
Декабрь
5,12±1,02
0,007±0,001
29±3
27±5
1,94±0,39
68
Таблица 18.
Изменение содержания исследуемых анионов в точке 2 в течение длительного
промежутка времени
NO32014 г.
Март
2,85±0,58 0,009±0,002
Июнь
3,11±0,62
Сентябрь
2015 г.
2016 г.
NO2-
0,1±0,002
3,18±0,64 0,006±0,001
SO42-
Cl-
PO43-
23±2
30±6
0,22±0,03
21±2
33±7
0,26±0,03
24±2
37±7
0,34±0,7
Декабрь
3,6±0,8
0,006±0,001
24±2
38±8
0,35±0,07
Март
2,65±0,53
0,01±0,002
25±2
39±8
0,17±0,04
Июнь
2,67±0,53 0,009±0,002
24±2
41±8
0,18±0,04
Сентябрь
2,66±0,53
0,01±0,002
26±3
42±8
0,20±0,04
Декабрь
2,67±0,53
0,01±0,002
27±3
43±9
0,21±0,04
Март
2,3±0,46
0,003±0,002
21±2
23±5
0,14±0,03
Июнь
1,96±0,39 0,007±0,001
22±2
24±5
0,13±0,03
Сентябрь
1,86±0,37 0,006±0,001
23±2
25±5
0,14±0,03
Декабрь
1,58±0,32 0,005±0,001
24±2
23±5
0,13±0,03
69
Таблица 19.
Изменение содержания исследуемых анионов в точке 3 в течение длительного
промежутка времени
NO32014 г.
NO2-
Cl-
PO43-
26±5
0,08±0,02
14±3
0,1±0,02
0,011±0,002 3,9±0,5
21±4
0,09±0,02
Март
2,59±0,53
Июнь
10,66±2,13 0,008±0,002
SO42-
0,006±0,001 3,6±0,5
4±0,5
Сентябрь
2,59±0,52
Декабрь
2,6±0,5
0,009±0,002
4±0,5
19±4
0,11±0,02
Март
2,6±0,53
0,009±0,002
19±2
19±4
0,1±0,02
Июнь
2,65±0,53
0,009±0,002
21±2
19±4
0,11±0,02
Сентябрь
4,47±0,89
0,006±0,001
17±2
25±5
0,22±0,04
Декабрь
4,5±0,9
0,006±0,001
18±2
26±5
0,26±0,03
Март
2,85±0,58
0,01±0,002
21±2
23±2
0,13±0,03
Июнь
3,18±0,64
0,012±0,002
24±2
26±5
0,34±0,07
Сентябрь
3,11±0,62
0,012±0,002
29±3
33±7
0,15±0,03
Декабрь
2,29±0,46
0,011±0,002
20±2
19±4
0,1±0,02
2015 г.
2016 г.
На примере одной из точек (точка 3) рассмотрим общую тенденцию
загрязнения анионами природных вод в течение длительного промежутка
времени. Результаты представим в виде гистограммы (рисунок 6).
40
30
NO2-
20
PO43-
10
NO3-
дек.16
сен.16
Cl-
июн.16
мар.16
дек.15
сен.15
июн.15
мар.15
SO42дек.14
сен.14
июн.14
мар.14
0
Рисунок 6. Сезонная динамика изменения анионного состава воды реки Сосна за
три года.
70
Судя по гистограмме, можно сделать вывод, что концентрация данных
анионов изменяется не только в течении одного года, но и с годами, т.е. с каждым
годом происходит увеличение содержания исследуемых анионов в реке Сосна.
Во избежание такого загрязнения необходимо:
- следить не только за состоянием рек, но и за состоянием всей окружающей
среды, т.к. все вещества находящиеся в почве попадают в реку.
- не производить сброс в реку бытовых отходов, загрязненных сточных вод.
- кроме того, для исключения попадания в реку компонентов минеральных
удобрений и ядохимикатов соблюдать нормы, сроки и методы применения
удобрений и особенно ядохимикатов. Обеспечить выявление факторов, влияющих
на стекание и фильтрацию с полей загрязняющих вод и ограничить эти процессы,
бороться с водной эрозией почв, оползневыми явлениями, разрушающие берега
рек.
71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Одной из наиболее важных проблем, которая требует решения, является
защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального
использования для жизнедеятельности человека. В нашей стране существует ряд
мероприятий
сточных вод.
по охране окружающей среды и по очистке производственных
К основным направлениям по охране воды можно отнести
внедрение новых технологий производства и переход на замкнутые (бессточные)
циклы производства, т.е. очищенные производственные
сточные воды не
сбрасывают, а многократно используют в производстве. Такие циклы позволяют
полностью ликвидировать сброс производственных сточных вод в природные
водоемы. В наше время необходимо уделять большое внимание очистки
производственных сточных вод. В последнее время все чаще стали применять
малоотходные или безотходные технологические процессы, что оказывает
хорошее влияние на окружающую среду.
В работе были рассмотрены основные проблемы загрязнения природных
вод. В первой главе своей работы я рассматриваю важные свойства анионов, пути
загрязнения речной воды некоторыми химическими веществами, привожу
примеры пагубного влияния их на организм человека. Также кроме всего этого
небольшое внимание уделяю различным свойствам природной воды и ее
значимости для жизнедеятельности человека.
Во второй главе были представлены методы исследования анионного
состава речной воды, проведено определение анионного состава воды реки Сосна
в окрестностях города Ливны. В результате проделанной работы были сделаны
следующие выводы:
- Обобщены и систематизированы литературные данные о составе речной воды и
его влиянии на организм человека.
- В результате анализа литературных источников было отмечено, что для оценки
качества речной воды применяют различные методы исследования, которые
включают в себя химические, физические, радиологические, бактериологические,
биологические методы определения свойств и состава речной воды.
72
- Осуществлен аналитический обзор методов определения анионного состава
речной воды.
- Освоены различные методики забора проб и анализа речной воды.
- Проведен количественный химический анализ состава
речной воды в
окрестностях города Ливны с использованием аналитического оборудования.
- Получены результаты фотометрического определения анионного состава воды
реки Сосна.
- Проанализированы результаты анализа и сделаны выводы.
- Проведены наблюдение за качеством воды на протяжении длительного периода
времени, для обнаружения изменений долгосрочного характера.
- За время наблюдения превышений предельно-допустимых концентраций
выявлено не было, все пробы соответствуют ГН 2.1.5.1315-03.
В заключении можно сделать вывод, что в течение года концентрация
анионов, а именно сульфатов, нитратов, нитритов, фосфатов в р. Сосна
изменяется как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения. Но при этом
содержание исследуемых анионов не превышает санитарно-гигиенические
нормативы (ГН 2.1.5.1315-03).
Например, изменение концентрации фосфатов в течение года объясняется
соотношением
окисления
интенсивности
органических
процессов
веществ.
Из
фотосинтеза
приведенных
и
биохимического
данных
видно,
что
максимальная концентрация фосфатов достигается июнь-сентябрь. Это может
указывать на присутствие в реке компонентов хозяйственно-бытовых сточных
вод. Содержание фосфатов не превышает санитарно-гигиенические нормативы.
Максимальное значение концентрации нитритов в водоеме наблюдается в
летние месяцы. Такое увеличение концентрации нитритов летом объясняется
активностью фитопланктона, а именно, зеленых водорослей, которые способны
восстанавливать нитраты до нитритов.
Данное
превышение не оказывает
значительного влияния на состояние речной воды.
Содержание нитратов в природной воде связано с процессами разложения
органических веществ и переходом азота из органических форм в минеральные.
73
Максимальная концентрация нитратов наблюдается в конце лета и в сентябре.
Такое
увеличение
концентрации
не
превышает
санитарно-гигиенические
нормативы.
Концентрация сульфатов в природной воде также изменяется в течение
года. Из полученной выше гистограммы видно, что концентрации сульфатов в
июне и сентябре. Содержание сульфатов не превышает санитарно-гигиенические
нормативы.
Необходимо заметить, что с каждым годом увеличивается содержание
исследуемых анионов
наблюдается
в речной воде. Конечно, следует отметить, что не
превышений
по
санитарно-гигиеническим
необходимо строго контролировать данный факт в дальнейшем.
нормативам,
но
74
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 19179-73. Гидрология суши. Термины и определения. – М.: Изд-во
стандартов, 1988. – 36с.
2. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды: в 2 частях / Л.А.
Кульский [и др.]. – М.: Наукова думка, 1980. – Ч.1.
3. ГОСТ 17.1.1.01-77. Использование и охрана вод. Основные термины и определения. – Введ. 01.07.1978. – М: Изд-во стандартов, 1977. – 13 с
4. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия: учеб. для вузов/Н.С.Ахметов. –
7-е изд., стер. – М.: Высшая школа, 2008. – 743с.
5. Пиккеринт, У.Ф.Современная аналитическая химия: учебное пособие / У.Ф.
Пиккеринт. – М.: Химия,1989.– 559с.
6. Банников, А.Г. Основы экологии и охрана окружающей среды / А.Г. Банников,
А.А. Вакулин, А. К. Рустамов. – М.: Колос, 1996. – 303с.
7. Вергейчик, Т.Х. Токсикологическая химия: учебник / Т.Х. Вергейчик. – М.:
МЕДпресс-информ, 2009. – 400с.
8. Байдман, А.Л. Вредные химические вещества. Неорганические соединения I-IV
групп: справ. изд. / А.Л. Байдаман, Г.А.Гудзовский. – М.: Химия,1988. – 512с.
9. Мартин, Р. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов / Р. Мартин. –
М.:Мир,1993. – 251с.
10. Майстренко, В.Н. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов/ В.Н.
Майстренко, Р.З. Хамитов, Г.К. Будников. – М.:Химия,1996. – 319с.
11. Крылов, Б.M. Анализ степени токсичности ряда элементов: учебное пособие /
Б.М. Крылов. – М.: Просвещение, 1988. – 381с.
12. Логинов, Н.Я. Аналитическая химия/ Н.Я. Логинов, А.Г. Воскресенский, И.С.
Солодкин. – М.: Просвещение, 1979. –480с.
13. Александрова, Э.А. Аналитическая химия. Теоретические основы и
лабораторный практикум. В 2-х т. Т. 2. Физико-химические методы анализа / Э.А.
Александрова. – М.: Колос, 2011. – 352c.
14. Тутельян, В.А. Методы контроля. Химические факторы / В.А. Тутельян,
К.И.Эллер, Г.Ф. Жукова. – Москва: 2004. – 238с.
75
15. Лурье, Ю.Ю. Справочник по аналитической химии/ Ю.Ю. Лурье. –
М.:Высшая школа,1989. – 305с.
16. Лурье А.И. Вода - бесценный дар природы / А.И. Лурье. - Харьков: Прапор,
1990. - 243с
17. Морозова О.Г. Химия окружающей среды. / О.Г.Морозова. – Ч.1: Химия
гидросферы. - Красноярск: СибГТУ, 2002. – 136с
18. Вольф И.В. Химия и микробиология природных и сточных вод /И.В. Вольф. Л.: Ленинградский университет, 1973. –231с.
19. Бесков, В. Общая химическая технология: учебник для вузов /
В.С. Бесков. – Издательство: Академкнига, 2005. – 452с.
20. Пономарев,В.Д. Аналитическая химия/ В.Д. Пономарев. – М.: Высшая школа,
1982. – 288с.
21. Золотов, Ю.А., Основа аналитической химии. Кн.1. Общие вопросы. Методы
разделения: учебник для вузов / Золотов Ю.А., Дорохова Е.Н., Фадеева В.И. и др./
под ред. Ю.А. Золотова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа. – 2004. –
361с.
22. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды : справочные
материалы/под.ред. Молчановой Я.П., Винниченко В.Н., Аверочкина Е.М.
23. Методические указания к контрольной работе по дисциплине Экологический
мониторинг/ М.В. Дабахов – Н.Новгород: Изд-во ВГИПУ,2007.-46с.
24. ГОСТ 17.1.3.13-86 "Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране
поверхностных вод от загрязнения". - М.: Изд-во стандартов, 1987.-28с.
25. Методическое пособие по дисциплине «Экологический мониторинг»: Учебное
пособие/под ред. Г. И. Хараева. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ,2004.- 77с.
26. Экологический мониторинг: шаг за шагом / Е. В. Веницианов и др.Под ред. Е.
А. Заика. – М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2003. – 252 с.
27. Лейте В. Определение органических загрязнений питьевых, природных и
сточных вод. М., 1975. – 199с.32. Алпатьев А.М. Развитие, преобразование и
охрана природной среды / А.М.Алпатьев.- Л.: Наука, 1983.-171с.
76
28. Алексеев Л.С. Контроль качества воды / Л.С. Алексеев. – М.: ИНФРА-М,
2004. – 152 с.
29. Васильченко О.В. Гидроэкология: особенности оценки качества вод / О.В.
Васильченко // Инженерная экология. – 2003. – № 3. – С. 2-25.
30.Владимиров А.М. Экологические аспекты использования и охраны водных
ресурсов / А.М. Владимиров, В.Г. Орлов, В.М. Сакович. – СПб., изд. РГГMИ,
1997. – 124 с
31. Багаев Ю.Г. Об оценке состояния и подходах к снижению загрязнения водоемов [Электронный ресурс] / Ю.Г. Багаев // Сборник докладов конферен- ции
Международной Водной Ассоциации (IWA) «Водоподготовка и очистка сточных
вод населенных мест в XXI веке: Технологии, Проектные решения, Эксплуатация
станций». – М.: ЗАО «Фирма СИБИКО Интернэшнл», 2010. – 1 электрон. опт.
диск (CD-ROM).
32. Пименова, Е.В. Химические методы анализа в мониторинге водных объектов
[электронный ресурс]. – Режим доступа : http://pgsha.ru:8008/books/study. - Дата
доступа: 5.04.2017.
33. Банников А.Г. Охрана природы./ А.Г.Банников, А.К. Рустамов, А.А. Вакулин
А.А – М.: Агропромиздат, 1987. – 287 с.
34. Возная Н.Ф. Химия воды и микробиология./ Н.Ф. Возная - 2-е изд., перераб. и
доп. — М.: Высшая школа, 1979. — 340 с.
35. Давыдова Ф. И. О токсичности ионов металлов/ Ф.И. Давыдова. - М.: Знание,
1991. - 32с.32. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии / Ю.Ю. Лурье.–
М.: Химия, 1971. – 456 c.
36. Кульский Л.А. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды /
Л.А. Кульский. – К.: Наук. думка, 1980. – Ч. 1. – 680 с.
37. Походзей, Ю.И. Гигиена труда и проф. заболевания / Ю.И. Походзей – 1985. –
561с.
38. Лурье Ю.Ю.Химический анализ производственных сточных вод / Ю.Ю.Лурье,
А.И. Рыбникова. – М.: Химия, 1974. – 336 с.
77
39. Руководство по химическому и технологическому анализу воды. – М.:
Стройиздат, 1973. – 272 с.
40. Поздиеева Н. В.. Жуковин И. Б. Глобальные экологические проблемы: учебное
пособие/ Н.В.Поздиева - М.: Инфра-М, 2000.- 185с.
41. Евдокимова, О.Ю. Биотестирование гидрохимических показателей речной
воды по многолетней динамике дис. … к-та .экол. наук: 03.02.08 / Евдокимова
Оксана Юрьевна – Йошкар-Ола - 2014. – 198с.
42.Новиков Ю.В. Методы исследования качества воды водоемов / Ю.В. Новиков, К.О. Ласточкина, З.Н. Болдина. – М: Медицина, 1990.
43.Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной
безопасности по международным стандартам / Г.С. Фомин. – М.: Из- дательство
«Протектор», 2000. – 848 с.
44. Кузнецов А.Е. Научные основы экобиотехнологии / А.Е. Кузнецов, Н.Б.
Градова. – Мир, 2006. – 503 с.
45. Найденко В.В. Состояние элементов биоты как показатель нарушенности
природных экосистем при нефтехимическом загрязнении / В.В. Найденко, О.М.
Гречканев // Экология. – 2002. – № 1. – С. 67-69.42. Хряпченко Г.А. Мой город
Ливны / Галина Хряпченко. – Орѐл : Картуш, 2012. – 176 с.
46. Якубсон О.Л. Пособие по краеведению в помощь преподавателям географии,
истории, краеведения, биологии, экологии, экономики / О.Л. Якубсон; Отдел
народного образования администрации города Ливны. – Ливны, 1996. – 41 с.
47. Павлова З.И. Родной край – часть большой страны : памятка для широкого
круга читателей / З.И. Павлова; под общей ред. И.О. Ильина. – Ливны, 2015. – 10с.
48. Вронский В. А. Экология: Словарь-справочник./ В.А. Вронский - Ростов на
Дону: Феникс, 1997.-367с.
49.Таубе П.Р. Практикум по химии воды./ П.Р.Таубе, А.Г.Баранова.- М.: Высшая
школа, 1971. - 245с.
50. Санитарные правила и нормы СанПиН
2.1.5.980-00 Водоотведение
населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования
78
к охране поверхностных вод. утв. Главным государственным санитарным врачом
РФ 22 июня 2000 г.-18с.
51. Основа аналитической химии. В 2кн. Кн.2. Методы химического анализа:
Учебник для вузов / Золотов Ю.А., Дорохова Е.Н., Фадеева В.И. и др. / под ред.
Ю.А. Золотова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа. – 2004. – 503с.
52. ГОСТ 31861-2012 Вода. Общие требования к отбору проб. – М.:
Стандартинформ, 2013.-31с.
53. Лурье Ю.Ю., Унифицированные методы анализа природных и
сточных вод / Ю.Ю. Лурье, А.И. Рыбникова.- М.: Химия, 1971.-187с.
54. Банников А.Г. Охрана природы./А.Г.Банников, А.К. Рустамов.- М.: Колос,
1977.-138с
55. Подорванова Н.Ф. Химический анализ природных вод/ Н.Ф.Подорванова, Б.Б.
Чернова. - Владивосток,1997.-167с.
56 . ГОСТ 17.1.5.05-85 Общие требования к отбору проб поверхностных и
морских вод, льда и атмосферных осадков. Издание Сб. ГОСТов. - М.: ФГУП
"СТАНДАРТИНФОРМ", -2010.-30с.
57. Р 52.24.353-2012 Отбор проб поверхностных вод суши и очищенных сточных
вод.
утв.
Федеральной
службой
по
гидрометеорологии
и
мониторингу
окружающей среды 10 мая 2012г - Ростов –на -Дону, 2012.-38с.
58. ГОСТ РФ 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб» Издание
официальное – Москва: Стандартинформ, 2015. –23с.
59. ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы,
основные параметры и размеры. Издание официальное, переиздание с изм.1 –
Москва: Стандартинформ, 2009.- 103с.
60. ГОСТ 17.1.5.04—81 Охрана природы. Гидросфера. Приборы и устройства для
отбора, первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие
технические условия Издания. Международный стандарт книжный номер.
Использование и издательское оформление. – М.: Стандартинформ, 2003. – 23с .
79
61. ГОСТ 33045-2014. Вода. Методы определения азотосодержащих веществ.
Издание официальное – Москва: Стандартинформ, 2015.-21с.
62. РД 52.24.405-2005 Массовая концентрация сульфатов в водах. Методика
выполнения измерений турбидиметрическим методом. Федеральная служба по
гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. - Ростов-на-Дону, 2005.21с.
63. ГОСТ 31940—2012 Методы определения содержания сульфатов. Издание
официальное – Москва: Стандартинформ, 2013.-16с.
64. ПНДФ 14.1:112-97 Количественный химический анализ вод. Методика
выполнения измерений массовой концентрации фосфат-ионов в пробах
природных
и
очищенных
сточных
вод
фотометричесим
методом
с
восстановлением аскорбиновой кислой. Издание официальное – Москва:
Стандартинформ, 2001.- 27с
65. Рыбкин А.А. Методы обнаружения и разделения элементов/ А.А. Рыбкин,
А.А. Седова, А.Н. Сунин, Л.М. Шегал. - Лабораторный практикум. – Саранск,
1986. - 63с.
66. ПНД Ф 14.1:2.96-97 Количественный химический анализ вод. Методика
выполнения измерений массовой концентрации хлоридов в пробах природных и
очищенных сточных вод аргентометрическим методом (Издание 2014 года)
67. ГН 2.1.5.1315-03 Гигиенические нормативы. Предельно допустимые
концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственнопитьевого и культурно-бытового водопользования. Издания. Международный
стандарт книжный номер. Использование и издательское оформление. – М.:
Стандартинформ, 2003. – 105с.
80
Приложение 1
Таблица 1.
Величины ПДК для исследуемых загрязнителей
Наименование
Величина ПДК, мг/дм3
Класс опасности
Хлориды
350
4
Сульфаты
500
4
Нитраты
45
3
Нитриты
3,3
2
Фосфаты
50
1
81
Приложение 2
Рисунок 1. Колориметр фотоэлектрический концентрационный «КФК-2М»
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа