Выявление качества родниковой воды в черте села Верхний Мамон



Скачать 359.46 Kb.
страница1/2
Дата25.04.2016
Размер359.46 Kb.
  1   2
Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Лицей села Верхний Мамон»


Выявление качества родниковой воды

в черте села Верхний Мамон

Работу выполнила: Кананыхина Татьяна Рустамовна


Руководитель:

Глотова Наталья Сергеевна

Учитель географии и экологии,

руководитель детского экологического

объединения «Родничок».

МКОУ «Лицей села Верхний Мамон»

Верхний Мамон
Аннотация

Данная работа рассматривает качество родниковой воды в черте села Верхний Мамон. С помощью различных методов выявляется экологическое состояние родниковой воды и даются рекомендации по ее использованию.

Введение………………………………………………………………………………..3

Глава 1. Сведения о родниках в черте села Верхний Мамон в литературе и Интернете…………………………………………………………………………………….4

1.1. Общая характеристика водоснабжения села Верхний Мамон………….…..4

1.2. Геологическая характеристика выхода подземных вод …………………….5

1.3. Технология расчистки родников……………………………………………...7

1.4. Экологическое состояние родников в черте села Верхний Мамон………...8

Глава 2. Методика выполнения исследований……………………………………....9

2.1. Краткое описание экологической экспедиции………………………….…...9

2.2. Методика гидрохимических исследований…………………………….…..13

Глава 3. Результаты гидрохимических исследований……………………….…….21

3.1. Результаты исследований и их обсуждение…………………………….….21

Заключение и выводы……………………………………………………….……….24

Источники информации в литературе и Интернете..……………………..………..25

Введение

… Гражданин, на мой взгляд, немыслим

                                                 в нашу эпоху без активной работы за сохранение

                                                 природы… как физического обеспечения жизни

                                                 нашим детям и внукам, не говоря уж о духовном

                                                 и нравственном факторе не загубленной красоты

                                                 лесов, озер и рек.
Вода - это драгоценный дар природы, академик А. Н. Карпинский назвал ее живой кровью, которая создает жизнь там, где ее не было. Вода - основа развития земледелия, энергетики, рыбного хозяйства, без нее немыслимы быт и досуг человека. А наше село в летний период из-за перебоев в водоснабжении остро нуждается в воде. Поэтому население все больше обращается к родникам, которые являются источником чистой воды.

На территории села Верхний Мамон проживает 8032 жителей, из них в летний период, остро нуждается в воде 70% жителей. Позволить собственную скважину может себе не более 10% жителей. Так как село находится в овражно – балочной системе, то грунтовые воды залегают на разных высотах. В местах, где проживают наиболее нуждающиеся люди в воде, глубина залегания грунтовых вод достигает от 30 до 40 м., следовательно скважина обойдется в среднем 40-55 тыс. рублей.

Село протянулось вдоль побережья реки Дон, где на поверхность земли выходит множество источников подземных вод. Это хорошее подспорье в обеспечении людей водой. Нами выявлено 9 родников с удачным расположением для использования и хорошим напором. Из низ 5 родников благоустроены, 4 нет. Таким образом, в исследовательской работе, в летний период, будет исследована вода из пяти несанкционированных источников воды. К этим родникам есть удобный съезд и подход для набора воды. В летний период очень много посетителей пляжей: односельчан, проезжие по трассе М4, гости. На пляже проходят крупные мероприятия «Песни над Доном», «Село на село», «День молодежи» и другие. Экологическое состояние водных объектов в последнее время хочет желать лучшего и наша задача убедиться в хорошем качестве родниковой воды.

Гипотеза


Если лабораторные исследования покажут наличие природных качеств, структуры и свойств воды, то можно утверждать, что исследуемая вода не подвергалась физико-химическим воздействиям и сохранила свои природные качества благодаря естественной фильтрации, а значит родниковую воду можно использовать в бытовых целях. Если лабораторные исследования покажут непригодность бытового использования этой воды, то наши действия будут направлены на сохранение природного родника для питания водоёма и обеспечения жизнедеятельности фауны и флоры на данном участке

Цель:

Выявить качество родниковой воды в черте села Верхний Мамон.


Задачи:

  1. Изучить информацию гидрологии села Верхний Мамон.

  2. Подобрать гидрологические методы исследования воды.

  3. Исследовать гидрохимические показатели родниковой воды в черте села Верхний Мамон

  4. Проанализировать полученные данные и сделать выводы.

Глава 1. Сведения о родниках в черте села Верхний Мамон в литературе и Интернете


    1. Общая характеристика водоснабжения села Верхний Мамон

Главные источники воды- реки и их стоки. Другие источники воды (озера, пруды, водохранилища, подземные воды, родники) генетически связаны с речными водными ресурсами и в основном питаются этими ресурсами.

Верхний Мамон имеет значительные водные ресурсы. По гидрологическому районированию воронежской области но относится к Подгоренскому гидрорайону с условным числовым показателем 0,35. Это в 2,9 раза ниже среднего показателя. Годовой сток поверхностных вод в средней по влажности год составляет 0,061 км³ слоем 45 см. это самый низкий показатель среди районов воронежской области. Питание рек грунтовыми водами слабое. Водоносные горизонты залегают от 15 до 50 м, но их мощность и водообильность небольшое.

Годовое испарение с водной поверхности высокое – 770 мм. Дефицит влажности воздуха в июне – июле – 9мм, средний годовой – 3,8мм. Запас воды на 1 км² площади района 54 тыс. м³, на одного жителя – 1,5 м³. годовое количество осадков – 470мм, из них 250мм выпадает за период с температурой выше 10 градусов. Снежные осадки составляют 20-30% от общего количества. Число дней с осадками – 147, осадки характеризуются большой неустойчивостью.

В Верхнем Мамоне основная масса поверхностных вод сосредоточена в реках. Реки имеют смешанное питание: зимой – преимущественно подземными водами, весной – талыми, летом и осенью – дождевыми и подземными. Водный режим отличается неравномерностью в течение года. Главным гидрологическим объектом села является река Дон. В пределах района имеет длину 64 км. Глубина реки до 2 м, ширина около 100 м, речная долина местами до 3 км. Дон дважды меняет направление, образуя малую излучину. Площадь водостока 688км². Падение реки не превышает 10 см на 1 км, средняя скорость течения – 0,4м/сек. Дон принимает в свое русло малые реки – Мамонка, Гнилуша, Казинка и множество ключевых ручьев.

Из других водных источников следует отметить пруды и старичные озера Дона, которые используются для различных хозяйственных нужд. Строительство прудов в районе началось в 1949 г. одновременно с посадкой Государственной лесной полосы. К 1954 г. их было сооружено 27. В 2000 г. в районе имелось 112 прудов с объемами воды более 7 млн м3.

Озера встречаются, в основном, в пойме Дона. Они невелики по размерам и не глубоки. В районе насчитывается 86 родников, 75 заливных озер. Наиболее крупные из озер – Зуй, Кривое, Песчаное, Волочильное, Короб, Большое Гороховское, Стародонье, Карасево, Голубенькое, Беленькое и др. Наиболее благоустроенные родники расположены вблизи сельских поселений Гороховка, Осетровка. Они характеризуются чистой, прозрачной, приятной на вкус водой. Температура воды не превышает 8–10° С, дебет 0, 2–0, 5 дм3/с.

Производственные, питьевые и хозяйственнобытовые потребности района обеспечивают более 120 артезианских скважин. В начале 80-х годов прошлого столетия в Верхнем Мамоне обнаружено крупное месторождение подземных вод (Полянка), имеющее промышленное значение и полностью удовлетворяющее потребности районного центра в питьевой воде.

Родники характеризуются естественным и компактным выходом подземных вод на поверхность. Объем родникового стока из водоносных горизонтов, не имеющих гидравлической связи с рекой, не велик.

1.2. Геологическая характеристика выхода подземных вод

Наверное, каждому человеку приходилось видеть это маленькое чудо: выбивающийся из земли или трещины в скале родник. Как приятно в жаркий день усталому путнику утолить жажду пригоршней хрустально чистой и необыкновенно вкусной родниковой воды.

В некоторых случаях можно наблюдать, как на поверхность земли выступает подземная вода. Иногда эта вода сочится сплошной скатертью из песчаных слоев, иногда она выходит на поверхность в виде сформировавшегося ручейка или жилы. Выходы подземных вод на поверхность земли носят название родников, или источников. У родника различают жерло, или грифон, откуда изливается вода, родниковую воронку, образующую иногда небольшой водоем, изливающийся дальше ключ. Из ключей возникают в дальнейшем ручьи и речки. Выступать на дневную поверхность могут и грунтовые воды, и межпластовые нисходящие, и межпластовые восходящие (артезианские).

Характер выхода подземных вод на дневную поверхность весьма неодинаков, поэтому существуют попытки классифицировать виды родников. Чаще всего родники делят на две большие группы:



  • родники (источники) нисходящие - безнапорные

  • родники (источники) восходящие - напорные

  • родники (источники) временно действующие (сезонные)

  • родники (источники) постоянные

В водоносном слое, который залегает над водоупорным слоем, скапливается вода. Из него вытекают ручьи.


Рис.1 Залегание грунтовых вод.

Источник - сосредоточенный выход подземной воды на земную поверхность или под водой - подводный. Делятся на восходящие, нисходящие; По времени действия на: постоянные, сезонные, временные. Синонимы: родник, ключ, колодезь.

Нисходящие родники в свою очередь могут быть разделены на довольно большое количество групп. Среди них на первое место следует упомянуть родники, выходящие на склонах речных долин и в оврагах. Такие родники можно назвать эрозионными, потому что они обязаны своим происхождением размывающей деятельности поверхностных потоков.

Если склоны долины или оврага покрыты наносами, то последние могут замаскировать выход подземной воды; она будет прокладывать себе путь по склону под наносами (рис. 1). Если толщина наносов не особенно велика, подземная вода промачивает их, и тогда место замаскированного выхода подземной воды отмечается на склоне более яркой зеленой растительностью, выпотами воды, заболоченностью. Если водоносная толща лежит на более или менее правильно залегающем водоупорном ложе, то и источники будут выступать по более или менее правильной линии вдоль всего склона. От насыщенности водой водоносной толщи зависит обилие воды в источниках, или родниках.

Если водоупорное ложе в месте размыва его оврагом или рекой образует синклинальный прогиб, то родники будут выступать на обоих склонах оврага или долины. Если овраг или долина прорезывают крыло складки, то тогда родники будут приурочены к тому склону долины, который срезает поднимающуюся от оврага часть крыла. Если прорезается замок антиклинальной складки, то, естественно, оба склона оврага будут сухими.

Как на особый пример нисходящих родников в известняковых толщах, подверженных процессам карстообразования, можно указать так называемые сифонные родники. Они наблюдаются в тех случаях, когда выход из какой-нибудь пещеры представляет поднимающийся кверху трубообразный ход, своим верхним концом направляющийся вниз. Вода в пещере накапливается до тех пор, пока ее уровень не достигнет высоты верхнего перегиба выходящего хода. Достигнув его, вода изливается до тех пор, пока уровень ее не опустится до уровня нижнего конца сифона.

Истечение воды из пещеры прекращается до нового ее заполнения. В речных долинах родники часто выступают там, где наносы реки резко суживаются непроницаемыми для воды выступами коренных берегов, или там, где по водотоку долин выступы водоупорных пород образуют в аллювии реки подземные плотины.

Качество родниковых вод может быть очень разнообразно. Родники, представляющие собой выходы подземных вод, продвигавшихся на сравнительно небольшом расстоянии в трудно растворимых породах - кварцевых песках, в коре выветривания массивно кристаллических пород, чаще всего дают ультрапресные воды с ничтожно малым плотным остатком, состоящим почти наполовину из кремнезема. Если на пути вод встречались органические отложения (торфяники и проч.), то в них наблюдаются органические вещества. Родники, вытекающие из кислых изверженных пород (граниты и т. п.), отличаются наличием углекислого натрия, а родники, берущие начало в средних изверженных породах,- углекислого кальция и магния; из горных пород, богатых железом, вытекают родники, в которых присутствие железистых соединений чувствуется даже на вкус. Родники, берущие начало в известняках, обладают высокой жесткостью. Наличие в породах пирита, марказита или кристаллов серы обусловливает в родниковых водах присутствие сероводорода. Естественно, что наличие в горных породах легкорастворимых солей ведет к появлению соленых и рассольных родников.

Восходящие родники представляют естественные выходы напорной воды, которая может подниматься либо под влиянием гидростатического давления, либо под влиянием газов и паров.

Под действием гидростатического давления поднимаются воды тогда, когда водоупорная кровля водоносного горизонта прорезана какой-либо трещиной, например плоскостью сброса.

Газы, которые могут вызывать напор и выход воды на поверхность, чаще всего бывают представлены углекислотой или метаном. Углекислые источники представляют явление довольно обычное. Углекислота, находясь в воде, повышает значительно растворимость углекислых солей. Такие воды, выходя на поверхность земли и теряя здесь углекислоту, обычно, обильно выделяют известковые туфы. Воды, поднимающиеся под газовым давлением, благодаря выделяющимся пузырькам газа имеют вид кипящих водоемов.

Дебит - количество воды, получаемой из источника (скважины, колодца или другой горной выработки) в единицу времени. Выражается в м3/сутки или в л/с.

Каптаж - сооружение для перехвата подземных вод и вывода их на поверхность. Примерами каптажных устройств служат колодцы, скважины, водосборные галереи. Основной задачей является сохранения качества подземных вод и предохранение их от загрязнения.

Дренаж - осушение сельскохозяйственных земель, инженерных сооружений при помощи специальных гидротехнических средств.


Рис.2 Выходы подземных вод на поверхности суши.
1.3. Технология расчистки родников
Прежде чем заняться благоустройством родника, нужно обозначить место выхода грунтовых вод и расчистить место вокруг источника, чтобы дать сток воде. Расчистку проводим в ручную.

Сначала нужно отвести воду, чтобы не мешала земляным работам. Затем расчистить родник, выкопав яму глубиной 1-1,5 м и диаметром 2-3м, если родник бьет сосредоточенно, из одной точки. Если же вода выбивается на поверхность рассеянно – на площадке в несколько метров, то капают канаву. Откосы ямы или канавы покрывают сначала слоем песка, а потом более крупным фильтрующим материалом – гравием или щебнем. На него устанавливают железобетонное кольцо-колодец, деревянный сруб или просто плетеную корзину. На дно колодца слой камня – булыжника. Вокруг колодца – слой глины, ее хорошо утрамбовывают. Нельзя изменять русло родника, нарушать ее выход.

Для глубоких, водообильных родников после расчистки оплывающей земли в грунт забивают пластиковую или асбестовую трубу длиной 2-3 метра, диаметром 25-30см. использовать в благоустройстве родника следует природные материалы или которые не окислятся в процессе использования и не ухудшат качество родниковой воды. Желательно установить навес или крышку над родником, чтобы избежать попадания туда мусора.

Для отдыхающих можно установить скамейки для отдыха.





Рис. 3. Виды сооружений для родников.
1.4. Экологическое состояние родников в черте села Верхний Мамон
Водные ресурсы. Поверхностным и подземным водам принадлежит важная роль в развитии производительных сил и повышения качества жизни населения. За истекший век использование поверхностных и подземных вод возросло более чем в 10 раз.

Возрастание техногенного воздействия на природную среду, приводят к ощутимому уменьшению водных ресурсов и прогрессирующему загрязнению природных вод. Особенно страдают от техногенеза поверхностные воды, менее защищенные от загрязнения. В этой связи подземные воды, которые обладают более устойчивой естественной защищенностью, становятся для многих регионов России главным источником водоснабжения.

Глубокое познание условий формирования и техногенной трансформации природных вод, создание четкой системы регулирования, использования и воспроизводства водных ресурсов, отвечающих современным требованиям санитарно-гигиенических нормативов – эти принципы предусматривают достижения разумной сбалансированности социально-экономического развития мирового сообщества при сохранении и улучшении природной среды . Защита окружающей среды, включая и природные водные ресурсы, должна стать важнейшим постулатом устойчивого развития человеческого общества в XXI столетии. Водные ресурсы бассейна Среднего Дона, куда входят Павловский, Верхнемамонский и Богучарский районы Воронежской области, складываются из ресурсов поверхностных (речных, пойменно-озерных, прудовых) и подземных вод всех эксплуатируемых водоносных горизонтов и комплексов [2, 4, 5, 9]. При оценке водных ресурсов поверхностных вод Верхнемамонского района использован бассейновый подход, широко используемый в настоящее время при решении водохозяйственных проблем региона и планировании природоохранных мероприятий. Речной бассейн, озеро, искусственно созданный пруд, представляют собой самостоятельную составную часть гидросферы, которую можно использовать в целях многоаспектного изучения природных вод, определения характера, направленности и интенсивности техногенных преобразований, управления водно-ресурсными системами. Ресурсы речных вод (Дон, Мамоновка) для меженного периода определены в рамках района в 1, 35 км3, ресурсы пойменных озер в 0, 25 км3 и прудов – 0, 15 км3. Таким образом, водные ресурсы поверхностных вод составляют 1, 75 км3. При расчете учитывалось пограничное положение р. Дон с Павловским и Россошанским районами; на этих граничных участках ресурсы уменьшены на половину.

Прогнозные и эксплуатационные ресурсы подземных вод района определены по их суточному отбору в тыс. м3/сут с учетом всех из эксплуатируемых водоносных горизонтов и комплексов. Так, прогнозные и эксплуатационные ресурсы на 2003 год составили 6, 43 тыс. м3/сут. При этом основным эксплуатируемым водоносным комплексом является меловой – 5, 68 тыс. м3/сут. Из этого количества на нижний мел приходится основная доля – 5, 14 тыс. м3/сут; ресурсы верхнего мела значительно ниже – 0, 54 тыс. м3/сут. Кроме того, в прогнозных ресурсах учтены трещинные воды архей-протерозойского комплекса – 0, 75 тыс. м3/сут. Неоген-четвертичный водоносный комплекс из-за крайне слабой водообильности на территории района не используется. Необходимо отметить, что несмотря на достаточную обеспеченность ресурсами пресных вод, потребность населения, промышленности и сельскохозяйственного производства Верхнемамонского района в воде будет неуклонно возрастать. Это связано с расширением предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции, интенсивным дорожным строительством. В этих условиях, когда поверхностные воды испытывают нарастающую техногенную нагрузку, приводящую к их загрязнению в крупных масштабах, роль подземных вод как основного источника водоснабжения населения, будет возрастать. Для Верхнемамонского района имеются все условия для увеличения добычи и потребления высококачественных экологически чистых подземных вод.



Глава 2. Методика выполнения исследований

2.1. Краткое описание экологической экспедиции
Объектом исследования является вода родниковых источников черте села Верхний Мамон, а предметом исследования – гидрохимические ганолептические показатели родниковой воды.

Для поиска родников была создана экологическая группа учащихся (рис.4) , которая в течение нескольких дней «прочесывала» побережье рек Дон, Ольховка. Обнаруженные родники мы отмечаем на карте. (рис.5)



Рис.4 Экологическая группа



«Полянский»

«Лацыгин ключ»

«Эстакада»

«Паронников»

«Мостовойй»

Рис.5 Точки отбора воды

Всего экологической группой уч-ся было зарегистрировано 10 родников. Для исследования были выбраны пять наиболее, популярные и используемые населением родниковые источники: на территории Центрального пляжа - «Эстакада», возле трассы М4 – «Мостовой», на территории частного сектора – «Паронников», на окраине села – «Полянский». (рис.6-10)

Рис.6 Родника «Паронников» Рис. 7 Родник «Полянский»



Рис.8 Родника «Мостовой» Рис. 9 Родник «Эстакада»


Рис.10 Родник «Лацыгин ключ»

Исследования проводились в июле 2010 года. Для химического анализа родниковой воды были выбраны следующие гидрохимические показатели: рН, общая жёсткость, нитраты, хлориды, сульфаты. Методы исследования: титриметрический, турбидиметрический, визуально-колориметрический. Для органолептического анализа родниковой воды были выбраны следующие показатели: цветность, запах, прозрачность. В ходе написания исследовательской работы с помощью литературных и интернет источников изучены особенности месторасположения исследуемых родниковых источников, изучены методики определения гидрохимических показателей.

Экологическая группа производила забор воды из выбранных источников. На месте проводили исследование на качество воды. Под качеством воды, в простейшем виде, речь пойдет о местности, цвете, запахе и вкусе, прозрачности, а также дебит. Все гидрохимические исследования мы проводили в кабинете химии под руководством учителя.




Рис. 11 Определение прозрачности и запаха Рис.12 Определение водного показателя pH


Рис.13 Определение жесткости воды концентрации карбонат-ионов

(1 фенолфталеин, 2 соляная кислота, 3 метиловый оранжевый)

Рис.14 Определение нитратов


Рис.15 Определение общего железа


2.2. Методика гидрохимических исследований

Органолептические показатели воды



  1. Цвет (окраска)

При загрязнении водоема стоками промышленных предприятий вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 см, для водоемов культурно-бытового назначения – 10 см.

Диагностика цвета – один из показателей состояния водоема. Для определения цветности воды нужны стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набирают воду и на белом фоне бумаги определяют цвет воды (голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый) – показатель определенного вида загрязнения. (рис.11)




  1. Прозрачность

Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов, содержания химических соединений.

Для определения прозрачности воды используют прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который наливают воду, подкладывают под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв – 0,05 мм, и сливают воду до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. Изменяют высоту столба оставшейся воды линейкой и выражают степень прозрачности в сантиметрах. При прозрачности воды менее 3 см водопотребление ограничивается. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.





  1. Запах

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Запах воды водоемов, обнаруживаемый непосредственно в воде или (водоемов хозяйтвенно-питьевого назначения) после ее хлорирования, не должен превышать 2 баллов. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запахов воды при 20 и 60оС. Характер и интенсивность запаха определяют по предлогаемой методике (табл. 2,3).
Таблица 1

Характер и род запаха воды естественного происхождения


Характер запаха

Примерный род запаха

Ароматический

Огуречный, цветочный

Болотый

Илистый, тинистый

Гнилостный

Фекальный, сточной воды

Древесный

Мокрой щепы, древесной коры

Землистый

Прелый, свежевспаханной земли, гнилистый

Плесневый

Затхлый, застойный

Рыбный

Рыбы, рыбьего жира

Сероводородный

Тухлых яиц

Травянистый

Скошенной травы, сена

Неопределенный

Не подходящий под предыдущие определения

Таблица 2



Интенсивность запаха воды

Балл

Интенсивность запаха

Качественная характеристика

0

-

Отсутствие ощутимого запаха

1

Очень слабая

Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем

2

Слабая

Запах, не привлекающий внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание

3

Заметная

Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением

4

Отчетливая

Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья

5

Очень сильная

Запах настолько сильный, что вода становится непригодной для питья

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

Интенсивность запаха также оценивается при 20 и 60оС по 5-бальной системе согласно таблице.

Запах воды следует определять в помещении, в котором воздух не имеет постороннего запаха. Желательно, чтобы характер и интенсивность запаха отмечали несколько исследователей.



Определение качества воды методами химического анализа

4. Водородный показатель ( pH)

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (pH около 7). Значение pH воды водоемов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6,5-8,5.

1. Приближенное значение pH определяют следующим образом. В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, 0,1 мл универсального индикатора, перемешивают и по окраске раствора определяют pH:


  • Розово-оранжевая – pH около 5;

  • Светло-желтая – 6;

  • Зеленовато-голубая – 8.

2. Можно определить pH с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой.

3. Наиболее точно значение pH можно определить на pH-метре или по шкале набора Алямовского. (рис.12)

5. Жесткость воды

Жесткость воды – совокупность свойств, обусловленных содержанием в воде катионов кальция Ca2+ и магния Mg2+.(рис.13)

Определение карбонатной жесткости воды

Расчет концентраций карбонат - и гидрокарбонат-ионов

В стеклянку наливают 10 мл анализируемой воды, добавляют 5-6 капель фенолфталеина. Если при этом окраска не появляется, то считается, что карбонат-ионы в пробе отсутствуют. В случае возникновения розовой окраски пробу титруют 0,05 н. раствором соляной кислоты до обесцвечивания. Концентрацию карбанат-ионов рассчитывают по формуле



где ск – концентрация карбонат-иона, мг/л; V(HCl) – объем соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл.

Затем в той же пробе определяют концентрацию гидрокарбонат-ионов. К пробе добавить 1-2 капли метилового оранжевого. При этом проба приобретает желтую окраску. Титруют пробу раствором 0,05 н. соляной кислоты до перехода желтой окраски в розовую. Концентрацию гидрокарбонат-ионов рассчитывают по формуле

где стк – концентрация гидрокарбонат-иона, мг/л; V(HCl) – объем соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл.

Карбонатную жесткость Жк рассчитывают, суммируя значения концентраций карбонат- и гидрокарбонат-ионов по формуле

,

где 0,0333 и 0,0164 – коэффициенты, равные значениям, обратным эквивалентным массам этих анионов.


Определение аммиака и ионов аммония

Определение аммиака и ионов аммония (качественное с приближенной количесвенной оценкой). Предельно допустимая концентрация (ПДК) аммиака и ионов аммония в воде водоемов 2 мг/л по азоту или 2,6 мг/л в виде иона аммония.

В пробирку диаметром 13-14 мм наливают 10 мл исследуемой воды, прибавляют 0,2-0,3 мл 30%-ного раствора сегнетовой соли и 0,2 мл реактива Неслера. Через 10-15 мин проводят приближенное определение по табл. 5.

Таблица 3



Ориентировочное суммарное содержание

аммиака и ионов аммония в воде

Таблица

Окрашивание при рассмотрении

Аммиак и ионы аммония

сбоку

сверху

мг азота/л

мг NH4+|k

нет

нет

0,04

0,05

нет

Чрезвычайно слабо-желтоватое

0,08

0,1

Чрезвычайно слабо-желтоватое

Слабо-желтоватое

0,2

0,3

Очень слабо-желтоватое

Желтоватое

0,4

0,5

Слабо-желтоватое

Светло-желтое

0,8

1,0

Желтое

Буровато-желтое

2,0

2,5

Мутноватое, резко-желтое

Бурое, раствор мутный

4,0

5,0

Интенсивно-бурое, раствор мутный

Бурое, раствор мутный

Более 10,0

Более10,0


Определение нитратов и нитритов

Предельно допустимая концентрация (ПДК) нитритов (NO3-) – 45 мг/л.

На часовое или предметное стекло помещают три капли раствора дифениламина, приготовленного на концентрированной серной кислоте, и одну-две капли исследуемой воды. В присутствии нитрат- и нитрит-ионов появляется синее окрашивание, интенсивность которого зависит от их концентрации.

Определение хлоридов и сульфатов

Концентрация хлоридов в водоемах – источниках водоснабжения допускается до 350 мг/л.

Качественное определение хлоридов с приближенной количественной оценкой проводят следующим образом. В пробирку отбирают 5 мл исследуемой воды и добавляют 3 капли 10%-ного раствора нитрата серебра. (рис.14) Приблизительное содержание хлоридов определяют по осадку или помутнению (табл. 5).
Таблица 5 Определение содержания хлоридов

Осадок или помутнение

Концентрация хлоридов, мг/л

Опалесценция или слабая муть

1-10

Сильная муть

10-50

Образуются хлопья, но осаждаются не сразу

50-100

Белый объемистый осадок

Более 100

Качественное определение хлоридов проводят титрованием пробы анализируемой воды нитратом серебра в присутствии хромата калия как индикатора. Нитрат серебра дает с хлорид-ионами белый осадок, а с хроматом калия – кирпично-красный осадок хромата серебра. Из образовавшихся осадковменьшей растворимостью обладает хлорид серебра. Поэтому лишь после того, как хлорид-ионы будут связаны, начинается образование красного хромата серебра. Появление слабо-оранжевой окраски свидетельствует о конце реакции. Титрование можно проводить в нейтральной или слабощелочной среде. Кислую анализируемую воду нейтрализуют гидрокарбонатом натрия.

В коническую колбу помещают 100 мл воды, прибавляют 1 мл 5%-ного раствора хромата калия и титруют 0,05 н. раствором нитрата серебра при постоянном взбалтывании до появления слабо-красного окрашивания.

Содержание хлоридов (Х) в мг/л вычисляют по формуле



где 1,773 – масса хлорид-ионов (мг), эквивалентная 1 мл точно 0,05 н. раствора нитрата серебра; V – объем раствора нитрата серебра, затраченного на титрование, мл.

Качественное определение сульфатов с приближенной количественной оценкой проводят так. В пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, 0,5 мл соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5%-ного раствора хлорида бария, перемешивают. По характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфатов: при отсутствии мути концентрация сульфат-ионов менее 5 мг/л; при слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут, - 5-10 мг/л; при слабой мути, появляющейся сразу после добавления хлорида бария, - 10-100 мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат-ионов (более 100 мг/л).

Обнаружение свинца

В пробирку с пробой воды вносят по 1 мг 50%-ного раствора уксусной кислоты и перемешивают. Добавляют по 0,5 мл 10%-ного раствора дихромата калия, при наличии в исследуемой пробе ионов свинца выпадет желтый осадок хромат свинца. Пробирку встряхивают и через 10 мин приступают к определению. Содержимое пробирки рассматривают сверху на черном фоне, верхнюю часть пробирки до уровня жидкости прикрывают со стороны света картоном.

Концентрацию свинца в анализируемой воде рассчитывают по формуле

(мг/л),

где а – содержание свинца в соответствующей пробирке шкалы, мг; V – объем взятой на анализ воды,л.



Обнаружение железа

Предельно допустимая концентрация (ПДК) общего железа в воде водоемов и питьевой воде составляет 0,3 мг/л. При содержании железа более 1 мг/л ухудшаются органолептические свойства воды: появляются мутность и желто-бурая окраска, а также вяжущий привкус. Такая вода не пригодна к употреблению, малопригодна и для использования в технических целях.



Обнаружение общего железа. В пробирку помещают 10 мл исследуемой воды, прибавляют 1 каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора пероксида водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия. При содержании железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком – красное.

Калориметрический экспресс-метод


  1. Обнаружение железа (III). К 5 мл исследуемой воды прибавляют 3 капли роданида аммония (или калия), перемешивают и сравнивают окраску пробы со шкалой.

Таблица 6

Визуальное определение приблизительной концентрации железа в исследуемом растворе


Окрашивание при рассмотрении сбоку

Окрашивание при рассмотрении сверху вниз

Содержание, мг/л

Окрашивания нет

Окрашивания нет

Менее 0,05

Едва заметное желтовато-розовое

Очень слабое желтовато-розовое

0,1

Очень слабое желтовато-розовое

Слабое желтовато-розовое

0,25

Слабое желтовато-розовое

Светлое желтовато-розовое

0,5

Светло-желтовато-розовое

Желтовато-розовое

1,0

Сильное желтовато-розовое

Желтовато-красное

2,0

Светло-желтовато-красное

Ярко-красное

Более 2,0



  1. Обнаружение общего железа. К 5 мл исследуемой воды прибавляют 1 каплю бромного раствора и 3 капли раствора соляной кислоты. Через 5 мин прибавляют 3 капли раствора роданида аммония (калия), перемешивают и сравнивают со шкалой (табл. 8).

Таблица 7

Шкала для определения железа


Fe, мг/л

0,1

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

Раствор 1, мл

1,0

1,7

3,2

4,7

6,2

7,8

9,2

10,4

11,6

Раствор 2, мл

0,7

1,7

3,4

5,1

7,0

9,0

11,1

13,7

16,3

Вода

До 50 мл



Приготовление растворов:

  • Роданида аммония:3,8 г NS4SCN растворяют в 100 мл дистиллированной воды;

  • Гексацианоферрата (III) калия: 5,5 г K3[Fe(CN)6] растворяют в 100 мл дистиллированной воды;

  • Гексацианоферрата (II) калия: 5,25 г K4[Fe(CN)6] растворяют в 100 мл дистиллированной воды;

  • Бромного раствора: к 2,5 KBrO3 прибавляют 5 г KBr и растворяют в 100 мл дистиллированной воды;

  • Раствора 1: к 2 мл 10%-ного раствора хлорида платины прибавляют 10 мл концентрированной соляной кислоты и доводят до 100 мл дистиллированной водой;

  • Раствора 2: 2,5 г CoCl26H2O растворяют в 50 мл дистиллированной воды, прибавляют 10 мл концентрированной соляной кислоты и доводят объем до 100 мл.

  1. Обнаружение железа (II). Определяют расчетным путем – по разности между содержанием общего железа и железа (III).


Обнаружение меди

ПДК меди в воде составляет 0,1 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический.



Качественное обнаружение меди

Первый способ. В фарфоровую чашку помещают 3-5 мл исследуемой воды, осторожно выпаривают досуха и наносят на периферийную часть пятна каплю концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивно-синей или фиолетовой окраски свидетельствует о присутствии ионов Cu2+:

Cu2++4NH4OH[Cu(NH3)4]2++4H2O.



Второй способ. Встряхнуть в цилиндре 5-10 мл исследуемой воды с небольшим количеством (10-20 мг) адсорбента – фторида кальция или талька. Ионы Cu2+ , находящиеся в воде, адсорбируются на его поверхности. Осадок отделяют, осторожно слив воду, помещают на часовое стекло или в углубление на фарфоровой пластинке. Рядом для сравнения наносят каплю дистиллированной воды (холостой опыт). К испытуемому осадку и к воде одновременно прибавляют по капле раствора хлорида железа (III) и по капле 0, 2 М раствора тиосульфата натрия, перемешивают стеклянной палочкой и сравнивают скорость обесцвечивания обеих проб.

В холостом опыте наблюдается медленное обесцвечивание интенсивно окрашенного в фиолетовый цвет комплексного аниона [Fe(S2O3)2]-; в присутствии же ионов меди, играющих роль катализатора, фиолетовый раствор обесцвечивается моментально. (рис.16)



Выполнение анализа на хлориды:

  1. 1. В склянку налейте 10 мл анализируемой воды.

  2. 2. Добавьте в склянку пипеткой-капельницей 3 капли раствора хромата калия.

  3. 3. Герметично закройте склянку пробкой и встряхните, чтобы перемешать содержимое.

  4. 4. Постепенно титруйте содержимое склянки раствором нитрата серебра при перемешива-нии до появления неисчезающей бурой окраски. Определите объём раствора, израсходо-ванный на титрование (Vхл, мл.).

  5. 5. Рассчитайте массовую концентрацию хлорид-аниона (Cхл, мл/л.) по формуле:

Cхл= Vхл*178

Результат округлите до целых чисел.

1. Поместите в отверстия мутномера две пробирки с рисунком на дне. В одну из проби-рок налейте анализируемую воду или почвен-ную вытяжку до высоты 100 мм.

2. Добавьте к содержимому пробирки пи-петками 2 капли раствора соляной кислоты и 14–15 капель раствора нитрата бария.

3. Герметично закройте пробирку пробкой и встряхните, чтобы перемешать содержимое.

4. Пробирку с раствором оставьте на 5–7 мин. для образования белого осадка или суспензии.

5. Закрытую пробирку снова встряхните, чтобы перемешать содержимое.


6. Пипеткой переносите образовавшуюся сус-пензию во вторую (пустую) пробирку до тех пор, пока в первой пробирке не появится изображение точки на дне∗. Измерьте высоту столба суспензии в первой пробирке (h1, мм). Наблюдение прово-дите, как показано на рисунке, направляя свет на вращающийся экран мутномера, установленный под углом 45°С.

7. Продолжайте переносить суспензию во вто-рую пробирку до тех пор, пока в ней не скроется изображение рисунка. Измерьте высоту столба суспензии во второй пробирке (h2, мм).

8. Рассчитайте среднее арифметическое значе-ний высоты столба суспензии (h) по формуле.
9. Определите концентрацию сульфат-аниона в мг/л по таблице:

Таблица 8

Высота столба суспензии (h), мм

Массовая концентрация сульфат-аниона, мг/л

100

33

95

35

90

38

85

40

80

42

75

45

70

47

65

50

60

53

55

56

50

59

45

64

40

72



Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал