Загальна екологія (та неоекологія

 

2.2.2 Обладнання і реактиви для визначення запаху води

 

Колба із притертою кришкою  на 150 мл; конічна колба на 200 мл, скло, електрична піч.

 

2.2.3 Обладнання і реактиви для визначення прозорості води

 

Диск Секкі; аркуш білого паперу з нанесеним "хрестом" або шрифтом №1; циліндр Генера.

 

2.2.4 Обладнання і реактиви для визначення каламутності води

 

Фотоелектроколориметр; агатова ступка; скляна посудина діаметром 20 - 25 см і заввишки 30 - 50 см; сифон; паперовий беззольний фільтр "синя стрічка"; мірна колба місткістю 1 л; глина (або мул з відстійника); гексаметафосфат натрію (NaРО₃)₆ - стабілізатор суспензії, 0,1%-й розчин.

 

2.2.5 Обладнання і реактиви для визначення грубодисперсних зависей

 

Беззольні фільтри середньої щільності "біла стрічка", що затримують зависі розміром 10 - 20 мкм; бюкси з кришками, сушильна шафа, скляна лійка, муфельна піч, фарфорові тиглі, щипці, аналітичні терези, конічні колби, мірні циліндри, ексикатор, пінцет.

 

 

2.3 Порядок виконання лабораторної роботи

 

2.3.1 Хід роботи для визначення кольоровості води

 

Кольоровість визначають на фотоколориметрі. Для цього будують градуйований графік за хромово-кобальтовою шкалою кольоровості (табл. 2.1): у мірні колби на 100 мл наливають зазначені об'єми розчину №1, доливають до риски розчином №2 і перемішують. Визначають оптичну густину отриманих розчинів на фотоколориметрі і будують градуювальну криву залежності кольоровості від оптичної густини. Потім вимірюють оптичну густину аналізованої води і визначають за графіком кольоровість (якщо вона більше 80°, воду розбавляють, а результати помножують на кратність розбавляння).

Під час визначення кольору  води рекомендують визначати її оптичну густину на фотоелектроколориметрі з різними світлофільтрами. Проби води не консервують, визначення проводять упродовж 2 годин, заздалегідь профільтрувавши пробу і відкинувши перші порції фільтрату.

Оптичну густину вимірюють у кюветі з товщиною світлопоглинального шару 1 см порівняно з дистильованою водою. Довжина хвилі світла, яка найбільше поглинається водою, і є характеристикою її кольору. Слід пам'ятати, що видимий колір розчину є додатковим до кольору випромінювання, що поглинається (табл. 2.4).

Таблиця 2.4 - Довжина хвиль спектра і відповідне забарвлення

Довжина хвилі світла, що поглинається, нм	Колір випромінювання, що поглинається	Додатковий (видимий) колір  розчину
400-450	Фіолетовий	Жовто-зелений
450-480	Синій	Жовтий
480-490	Зелено-синій	Оранжевий
490-500	Синьо-зелений	Червоний
500-560	Зелений	Пурпуровий
560-575	Жовто-зелений	Фіолетовий
575-590	Жовтий	Синій
590-605	Оранжевий	Зелено-синій
605-730	Червоний	Синьо-зелений
730-760	Пурпуровий	Зелений

 

 

Значення оптичної густини досліджуваної води за довжини хвилі, близької до максимуму поглинання, є мірою інтенсивності її забарвлення.

За правилами скидання стічних вод у водойми природна вода при змішуванні має залишатися прозорою в шарі завтовшки 10 см. З  цією метою в лабораторних умовах визначають ступінь розбавлення води, за якого колір її шару зазначеної товщини стане непомітним. Для цього на аркуш паперу ставлять три циліндри з прозорого скла діаметром 20 - 25 мм. У перший циліндр наливають стічну воду (висота шару 10 см), у другий стільки ж дистильованої води. В третьому циліндрі - стічна вода, яку поступово розбавляють доти, доки при огляді зверху розбавлена і дистильована вода не стануть однаковими.

 

2.3.2 Хід роботи для визначення запаху води

 

Заповніть колбу досліджуваною водою на третину об'єму і закрийте пробкою. Збовтайте вміст колби. Відкрийте колбу і обережно, неглибоко вдихаючи повітря, відразу ж визначите характер і інтенсивність запаху. Якщо запах не відчувається або запах невиразний, випробування можна повторити, нагрів воду в колбі до температури 60⁰С: конічну колбу на 200 мл наповнюють на 1/2 її обсягу досліджуваною водою, закривають годинниковим склом і нагрівають до 60°С. Потім колбу обертальним рухом збовтують і, зсунувши скло, швидко визначають запах.

Інтенсивність запаху визначите  по 5-балльной системі згідно таблиці 2.2. Характер запаху визначите по табл. 2.3.

 

2.3.3 Хід роботи для визначення прозорості води

 

Вимірювання проводять  у затінку чи в похмуру погоду. Диск Секкі опускають у воду, доки він стане невидимим. Записують глибину. Потім диск повільно підіймають, коли його стане видно, записують цю глибину. Середнє з трьох вимірів і буде прозорістю води за диском Секкі. Одночасно ця глибина приблизно означатиме глибину літоралі, тобто прибережної смуги, де можуть рости прикріплені до дна рослини.

 

2.3.4 Хід роботи для визначення каламутності води

 

При дослідженні природних  вод 100 г глини розтирають з дистильованою  водою у фарфоровій ступці, змиваючи розтерту глину в скляну посудину, яку потім заповнюють доверху дистильованою водою і, перемішавши, залишають стояти 60 хв.

Сифоном відбирають з  посудини шар води заввишки 180 мм. Цей  шар містить глинисту суспензію  з часточками, що мають гідравлічний розмір менш як 0,05 мм/с. Суспензію води відфільтровують на щільному паперовому фільтрі, висушують при 105° С і розтирають в агатовій ступці. Наважку її в 1 г знову розтирають у ступці з дистильованою водою, змиваючи в мірну колбу місткістю 1 л, в яку налито 200 мл 0,1%-го розчину стабілізатора; об'єм доводять до риски водою (1 мл суспензії містить 1 мг глини).

З отриманої суспензії  готують розбавлянням суспензії  з концентрацією завислих часточок 1, 2, 5, 10, 20, 40, 60 мг/л, користуючись якими, будують градуювальну криву фотометра, застосовуючи для малих концентрацій (до 10мг/л) кювету з товщиною світлопоглинального шару 50 мм і тонші кювети для зразків з вищим вмістом суспензії.

Фотометричні методи використовують лише при концентрації зависей менш як 100 мг/л, при більшому вмісті їх визначають гравіметричне, фільтруючи воду крізь беззольні паперові фільтри "синя стрічка" або мембранні фільтри.

Швидко і зручно вимірювати каламутність з допомогою турбідиметра (дослівно "вимірювача каламутності").

 

2.3.5 Хід роботи для визначення грубодисперсних зависей

 

Визначення суми органічних і неорганічних зависей. Беззольні фільтри "біла стрічка" кладуть у бюкси і висушують з відкритими кришками при 105° С упродовж 2 год, охолоджують закриті бюкси з фільтром в ексикаторі і зважують на аналітичних терезах.

Крізь підготовлений таким чином фільтр пропускають 100 - 1000 мл природної чи стічної води (залежно від вмісту грубодисперсних часточок), осад зі стінок колби змивають невеликою порцією фільтрату в лійку з фільтром.

Після фільтрування фільтр з осадом переносять у той самий бюкс (бюкси і фільтри пронумерувати!), висушують при 105° С, охолоджують в ексикаторі і зважують, закривши кришкою. Висушування, охолодження і зважування повторюють до досягнення сталої маси.

Масову концентрацію грубодисперсних домішок Х, мг/л, обчислюють за формулою:

,

де а - маса бюкса з осадом на фільтрі, мг;

в - маса бюкса з пустим фільтром, мг;

V - об'єм води, мл.

Визначення  залишку після прожарювання (вміст  мінеральних речовин). Зважений після висушування фільтр з осадом обережно переносять пінцетом у заздалегідь прожарений і зважений фарфоровий тигель, ставлять у холодну муфельну піч, доводять температуру до 700° С і прожарюють осад протягом 1 години. Вимикають муфельну піч, обережно виймають щипцями тигель, охолоджують в ексикаторі і зважують.

Масову концентрацію прожарених грубодисперсних часточок Y, мг/л, визначають за формулою:

,

де с і d — відповідно маса тигля з фільтром до і після прожарювання, мг;

V — об'єм аналізованої води, мл.

 

За різницею (X — У) визначають вміст органічних зависей, що за температури 700°С згоріли з утворенням переважно оксиду карбону (IV) і води.

 

 

Занесіть отримані результати по визначенню органолептичних властивостей води в табл. 2.5. Зробіть висновки про екологічний стан джерела, з якого була узята проба.

 

Таблиця 2.5 – Результати дослідів

Характеристика	Висновок (словесний опис)
Запах
Кольоровість
Прозорість
Каламутність
Грубо дисперсні зависі

2.4 Зміст звіту

 

1. Назва й мета лабораторної роботи.
2. Короткі теоретичні відомості.
3. Опис порядку виконання лабораторної роботи.
4. Таблиця 2.5, в котру занесені спостереження дослідів.
5. Письмові висновки по виконанню лабораторної роботи.

 

 

2.5 Контрольні питання

 

1.  Як виконати органолептичну оцінку води?
2. Які показники характеризують нешкідливість хімічного складу води?
3. Чим зумовлена кольоровість води у водоймі? Наведіть приклади.
4. На які групи за характером поділяють запах води?
5. Чи може нафтовий запах води мати природне походження ?
6. Від чого залежить прозорість води?
7. Що таке каламутність води?

 

3  Лабораторна робота № 3.

 

«ВИЗНАЧЕННЯ КИСЛОТНОСТІ ОПАДІВ, КОТРІ ВИПАДАЮТЬ В ЗОНАХ ЗАБРУДНЕННЯ»

 

Мета роботи: вивчити вплив кислотності опадів на навколишнє природне середовище і навчитися визначити рН опадів.

 

3.1 Короткі теоретичні відомості

 

Для охорони навколишнього середовища має велике значення рішення проблеми кислотних опадів.

Кислотними називаються будь-які опади - дощі, тумани, сніг, - кислотність яких вище за нормальну. До ним також відносять випадання з атмосфери сухих кислих частинок, більш вузько званих кислотними відкладеннями.

Кислотні опади обумовлені присутністю сірчаної (Н₂SО₄) і азотної (НNО₃) кислот. Звичайно кислотність на дві третини складається з першої і на одну третину з другої, але багато в чому їх співвідношення визначається особливостями антропогенного забруднення атмосфери в конкретному регіоні. Присутність в цих формулах сірки і азоту указує на те, що проблема пов'язана з викидами даних елементів в повітря.

Забруднення атмосфери з'єднаннями сірки. З'єднання сірки потрапляють в атмосферу, як природним чином, так і в результаті антропогенної діяльності (табл. 3.1).

За відсутності джерел забруднення діоксид сірки (SO₂) зустрічається в атмосфері у вигляді нікчемних слідів. Єдиним крупним природним джерелом діоксиду сірки є вулканічна діяльність. В основному SO₂ поступає в атмосферу в результаті людської діяльності.

Таблиця 3.1 - Природні і антропогенні джерела забруднень атмосфери з'єднаннями сірки

Джерела	Кількість викидів в  рік
	млн. т.	%
Природні Процеси руйнування біосфери Вулканічна діяльність Поверхня океанів	30-40 2 30 - 200 60-70	29-39 2 – 59-69
Антропогенні	60–70	59–69

 

 

Головна причина забруднення  їм атмосфери - спалювання викопного  палива, яке містить сірку. В процесі  горіння частина сірки окислюється  до SO₂. Серед використовуваних видів палива перше місце по постачанню діоксиду сірки займає кам'яне вугілля, друге - нафта, а природний газ знаходиться на третьому місці. Найбільш поширеними з'єднаннями сірки, що поступають в атмосферу, є діоксид сірки (SO₂),сульфіти (SО₄), сірковуглець (CS₂) і сірководень (Н₂S).

В результаті антропогенної  діяльності в атмосферу потрапляють значні кількості сірки, головним чином у вигляді її діоксиду. Серед джерел цих з'єднань на першому місці стоїть вугілля, що спалюється в будівлях і на електростанціях, який дає 70% антропогенних викидів. Вміст сірки у вугіллі достатньо великий. В процесі горіння сірка перетворюється на сірчистий газ, а частина сірки залишається в золі в твердому стані. Вміст сірки в різних видах викопного палива приведені табл. 3.2.

Основними джерелами  освіти SO₂ є також металургійна промисловість (переробка сульфідних руд міді, свинцю і цинку), а також підприємства по виробництву сірчаної кислоти і переробці нафти. Основної шкоди навколишньому середовищу завдає не стільки сам діоксид сірки, скільки продукт його окислення - SО₃.

 

Таблиця 3.2 - Вміст сірки в різних видах палива

Вид палива	Зміст сірки, %
Лігнін	1,1 - 1,6
Північне буре вугілля	2,8 - 3,3
Кам'яне вугілля	1,4
Нафта і нафтопродукти	0,1 – 3,7