Главная Обратная связь

Дисциплины:






Визначення температури



Температура є важливим екологічним чинником. Підвищення температури інтенсифікує гідроліз багатозарядних катіонів, спричиняє дегазацію води, збільшує токсичність окремих сполук, прискорює біохімічні процеси у воді водойм. Крім того, кожен живий організм має свій оптимальний режим температур; поза межами стійкості гідробіонти гинуть.

Промислові підприємства, що скидають у природні водойми теплу воду, спричинюють теплове забруднення водойм. Особливо сприяють забрудненню теплові й атомні електростанції – їх води нагріті до 450С.

Температуру води визначають за допомогою термометрів (спиртових, ртутних, термісторних тощо). Якщо глибина водойми понад 1м, температуру визначають через кожний 1 метр глибини. При цьому для замірювань на глибині понад 1 м термометр слід «залінивити». Для цього чутливий кінець термометра (спиртову чи ртутну кульку) треба обмазати шаром пластиліну завтовшки в кілька міліметрів. Такий термометр довше сприймає температуру навколишнього середовища (тільки «лінивий») і його слід витримувати на глибині замірювання кілька хвилин (тривалість встановлюють дослідним шляхом). Він також довше утримує визначену температуру і не встигає змінити її показ під час підйому його на поверхню. Для замірювання температури на глибинах понад 1м використовують шпагат із поділками на метри і сантиметри. До нижнього кінця прив’язують термометр і баласт. Попередньо глибину водойми промірюють у місці, де визначатимуть температуру. Глибинні вимірювання температури виконують із містка або човна, причому слід суворо дотримуватися правил безпеки поведінки на воді. Температурні вимірювання проводять одночасно з іншими дослідженнями (відбором проб води, визначенням її прозорості тощо).

Вимірювати температуру води в річці бажано поблизу місця скидання у водойму води з підприємства чи електростанції. У цьому разі замирювання виконують вище й нижче від місця скидання. Складають два температурні профілі річки й порівнюють їх між собою.

 

Визначення швидкості течії річки чи струмка

Швидкість течії впливає на процес самоочищення вод, їх насиченість киснем, температуру.

Виходять на середину струмка (якщо він неглибокий) або випливають на середину річки в човні й ставлять його на якір. Тримаючи в одній руці кінець стрічки, другий її кінець з прив’язаним до нього плавучим предметом опускають у воду, одночасно натиснувши кнопку секундоміра. Коли стрічка натягнеться, зупиняють секундомір. Під час замірювання рука, що тримає вільний кінець стрічки, має бути якомога ближче до поверхні води.

Якщо відомі час і довжина стрічки, легко визначити швидкість течії ( в метрах на секунду). Повторюють процедуру 3 – 4 рази й визначають середнє значення всіх замирювань.



До важливих екологічних показників, від яких належить концентрація забрудників, що потрапляють у річку, належить об’єм потоку. Для визначення об’єму потоку в якихось прийнятих його межах слід заздалегідь визначити швидкість потоку ν (див. вище), середню ширину l ( в метрах), середню довжину секції потоку s, де проводять замірювання, і середню глибину h. Об’єм потоку визначають за формулою:

 

W = lshν,м3

Визначення поперечного профілю потоку

Важливим показником, від якого залежать такі екологічні характеристики, як температура, швидкість потоку і характер донних організмів, є також поперечний профіль потоку. Визначення цього параметра проводять біля неширокого й неглибокого потоку, який можна легко подолати вбрід.

Натягують мірну стрічку впоперек потоку й закріплюють її кінці на берегах кілочками. Через певні інтервали заміряють глибину потоку, визначаючи в кожній точці заміру характер донного матеріалу і кількість донних рослин. Якщо ширина струмка становить 1 м, то замірювати глибину слід через кожні 5 см, за ширини 5 м – через кожні 50 см.

Накреслюють поперечний профіль потоку, позначивши в кожній точці заміру характер донного матеріалу, ввівши умовні знаки для таких порід, як пісок, гравій, намул, валуни, корінні породи, а також донних рослин.

 

Контрольні запитання

 

1 Які Ви знаєте екологічні характеристики водойм?

2 Як проводять визначення температури?

3 Що спричинює теплове забруднення водойм?

4 Як визначають швидкість течії річки чи струмка?

5 Як визначають об’єм потоку?

6 Що представляє собою поперечний профіль потоку? Як його визначають?

 

 


4.8 Зависі і розчинені речовини

(лекція)

Мета: ознайомити студентів з методиками визначення прозорості та каламутності води; навчитися визначати вміст розчинених речовин (сухий залишок)

План

1 Визначення прозорості води

2 Визначення каламутності води

3 Визначення вмісту розчинених речовин (сухого залишку)

 

Зависі – це часточки мінерального й органічного походження (глина, мул, органічні високомолекулярні сполуки тощо) розміром понад 0,1 мкм. Їх вміст характеризує кілька величин.

 

Визначення прозорості води

Прозорість води залежить від кількості й ступеня дисперсності зависей. Її виражають у сантиметрах водяного стовпа, крізь який видно лінії завтовшки 1 мм, що утворюють хрест (за «хрестом») або шрифт №1 (за Снілленом). Для визначення прозорості води безпосередньо у водоймі застосовують диск Секкі – металевий диск діаметром 20 см, поділений на 4 сектори, 2 з яких пофарбовані в чорний, а два - в білий колір, з’єднаний із тросиком, що має позначки.

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.

Визначення каламутності

Каламутність води – це величина, обернена прозорості, характеризує вміст зависей за їх концентрації менш як 2 мг/л. Її визначають за допомогою каламутноміра. Визначення полягає в порівнянні каламутності аналізованої води з еталоном, приготованим із каоліну (гідравлічний розмір часток менше 0,05 мм/с): синє світле пропускають знизу вгору крізь пласке дно скляних циліндрів (завдовжки 750 мм; діаметром 30 мм) з водою при одночасному боковому освітленні їх білим світлом від лампи 300 Вт.

Можна побудувати градуювальну криву: сила струму – каламутність, мг/л. Перевагою цього методу є відсутність впливу забарвлених речовин на каламутність; використовуючи світлофільтри, можна оцінити також дисперсність часточок зависі.

Зручно користуватися фотоелектроколориметром, використовуючи видиме світло і кювети з товщиною світлопоглинального шару 50 мм, попередньо побудувавши градуювальну криву за глинистою суспензією (1 мг в1 мл), стабілізованою гексаметафосфатом натрію, контроль – вода.

Проби води не консервують. Визначають кількість суспензій не пізніше, ніж через добу після відбору проби. Об’єм проби при концентрації зависей понад 50 мг/л – 500 мл; при меншій – 1000мл. Результати виражають у міліграмах на літр.

При дослідженні природних вод 100 г глини розтирають із 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 із посудини верхній шар води заввишки 180 мм, який 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 º 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 - % 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 фотоколориметра, застосовуючи для малих концентрацій (до 10 мг/л) кювету з товщиною світлопоглинального шару 50 мм і тонші кювети для зразків із вищим вмістом суспензії.

Швидко і зручно вимірювати каламутність за допомогою турбідеметра (дослівно «вимірювача каламутності»).

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

Визначення вмісту розчинених речовин (сухого залишку)

Концентрацію розчинених у воді речовин найзручніше визначати за допомогою приладу, який випускають зарубіжні фірми під назвою кондуктівіті – тестер, тобто дослівно «прилад для вимірювання провідності». Принцип його дії ґрунтується на залежності електропровідності води від вмісту в ній розчинених речовин – електролітів. Сучасний прилад важить близько 0,5 кг.

Під час визначення розчинених речовин датчик приладу занурюють у воду і на екрані дисплея з’являються значення концентрації речовин у міліграмах на літр.

Кондуктометричним визначенням розчинених солей користуються на станціях водопідготовки та бойлерних, де будують графічну залежність електропровідності від вмісту розчинених електролітів (оскільки склад води приблизно однаковий) і, користуючись градуювальною кривою за виміряною електропровідністю, визначають вміст розчинених речовин.

У лабораторіях частіше застосовують гравіметричний метод.

У прожарену, охолоджену і зважену фарфорову чашку вміщують 50 – 250 мл аналізованої профільтрованої природної або стічної води. Воду випарюють на водяній бані з дистильованою водою досуха. Переносять чашку із залишком у сушильну шафу і висушують при 105 º С до сталої маси.

Вміст сухого залишку Х розраховують за формулою:

 

мг/л,

де а і b – відповідно маса фарфорової чашки із залишком і пустої, г; V – об’єм проби води, л.

Описаний вище метод дає трохи завищені результати внаслідок гідролізу і гігроскопічності хлоридів кальцію і магнію, а також важкого відщеплення води сульфатами цих катіонів. Ці недоліки усуваються додаванням карбонату натрію Na2CO3. При цьому хлориди та сульфати кальцію і магнію переходять у безводні карбонати.

Сухий залишок характеризує вміст мінеральних і частково органічних домішок (температура кипіння яких помітно вища за 105 º С, які нелеткі з водяною парою і не руйнуються при 105 º С)

 

Контрольні запитання

1 Від яких чинників залежить каламутність води?

2 Що таке зависі?

3 Як визначають прозорість води?

4 Яким чином тварини – фільтратори змінюють каламутність вод?

5 Яким методом користуються для визначення каламутності?

6 Чи впливає прозорість води на процеси фотосинтезу у водних рослин і як саме?

7 Як визначають вміст розчинених речовин?

 


4.9 Хімічне та біохімічне споживання кисню (ХСК та БСК5)

(лекція)

 

Мета: ознайомитися з перманганатною окиснюваністю води, визначенням хімічного споживання кисню (ХСК), поняттям біохімічного споживання кисню (БСК5) та з приготуванням води для розбавляння.

 

План

1 Визначення хімічного споживання кисню (ХСК)

2 Визначення дихроматної окиснюваності води (прискорений метод)

3 Відомості про біохімічне споживання кисню БСК5, методи його визначення

4 Приготування води для розбавляння

 

Визначення хімічного споживання кисню (ХСК)

Дихроматна окиснюваність (або ХСК) – це величина, що характеризує загальний вміст у воді відновників (неорганічних та органічних), які реагують із дихроматом калію в сульфатній кислоті (1:1) в перерахунку на кисень (в м2 О2/л).

Окиснення органічних сполук відбувається майже цілком до СО2, Н2О, N2 при використанні каталізатора - сульфату арґентуму Ag2SO4, хоча бензол, піридин, толуол та інші ароматичні вуглеводні повністю не окиснюються навіть за цих умов.

Перед визначенням ХСК аналізовану воду фільтрують. Щоб фільтр не поглинав органічних речовин або з нього органічні речовини не потрапляли у воду, фільтр промивають гарячою водою і під час фільтрування викидають перші 200 – 250 мл фільтрату.

Якщо стічна вода містить органічні речовини, які легко окиснюються на повітрі або леткі, замість фільтрування воду відстоюють і для аналізу відбирають верхній прозорий шар.

За відсутності у воді хлоридів як каталізатор використовують Ag2SO4. Якщо аналізована стічна вода містить хлориди і лише легкоокиснювані органічні речовини, то визначення можна провести без Ag2SO4; хлорид-іони окиснюються до вільного хлору і в отримані результати вносять поправку: на 1 мг Cl - витрачається 0,23 мг О2.

Якщо стічна вода містить органічні речовини, що окиснюються лише за наявності Ag2SO4,то для зв'язування хлоридів додають сульфат меркурію (ІІ) HgSO4 в такій кількості, щоб на кожен мг Cl - припадало 15 мг Hg (22,5 мг HgSO4); при цьому утворюється розчинний, але малодисоційований HgСl2, який при надлишку Hg2+ стійкий навіть за наявності концентрованої сульфатної кислоти і дихромату калію.

Хлорид-іони при концентрації менш як 1 г/л усуваються додаванням 0,4 г HgSO4. Якщо концентрація Сl - вища за один г/л, то HgSO4 додають у 15 - кратній до Сl- кількості. Одночасно потрібно додати 5 мл концентрованої сульфатної кислоти для кращого розчинення HgSO4.

Заважаючий вплив сульфід-іонів усувають додаванням до проби дихромату калію і невеликої кількості концентрованої сульфатної кислоти та стоянням суміші впродовж кількох хвилин за кімнатної температури.

 

Визначення дихроматної окиснюваності води (прискорений метод)

Метод використовується для аналізу слабо забруднених стічних вод. Якщо у воді містяться хлорид-іони, їх потрібно або відділити, або визначити їх вміст і результат відняти від загальної окиснюваності води.

 

Біохімічне споживання кисню (БСК5)

БСК5 – це кількість кисню в міліграмах, необхідна для окислення органічних речовин, що містяться в 1 л води, аеробними бактеріями до СО2 і Н2О впродовж 5 діб без доступу повітря і світла.

БСК5 - важливий екологічний показник стану природних водойм. За високого вмісту органічних речовин у воді швидко розмножуються аеробні бактерії, для життєдіяльності яких необхідний кисень. Це може зумовити зниження вмісту розчиненого кисню, призвести до гіпоксичних умов і загибелі окремих видів гідробіонтів. БСК5 не включає витрат на нітрифікацію.

Перед проведенням аналізу на біохімічне споживання кисню заздалегідь визначають окиснюваність води: перманганатну (якщо вода містить незначну кількість органічних речовин), дихроматну (за умови високого вмісту органічних речовин, включно з важкоокиснюваними).

Стічну воду відстоюють 2 години, розбавляють призначеною для цього водою. Розбавлення розраховують діленням значення ХСК (мг О2/л) на 4. Цей результат показує, у скільки разів треба розбавити воду, що аналізується. Без розбавлення визначають БСК5 від 0 до 6 мг О2/л. Вміст кисню у пробі після інкубації не має бути нижчим за 2 – 3 і вищим за 5 – 6 мг О2/л.

Мінімальний об’єм відібраної проби – 10 мл; якщо потрібна менша кількість води, виконують ступінчасте розбавлення. Пробу відміряють і наливають у мірну колбу місткістю 500 мл; доливають до риски водою для розбавлення. Якщо проба розбавлена менше, ніж 1:20, то її слід термостатувати. Пробу в колбі перемішують.





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...