Гидрохимическая характеристика

Гидрохимия - наука о химическом составе природных вод и закономерности его изменения в зависимости от химических, физических и биологических процессов, протекающих в окружающей среде. Основными гидрохимическими показателями являются: электропроводность, водородный показатель, минерализация воды, количество растворенного кислорода в воде и др.

На 5 станциях пруда «Карапуз» (см. рис. 1) были отобраны пробы воды для определения в лабораторных условиях содержания кислорода, и для дальнейшего определения первичной продукции и деструкции планктона.

Первичная продукция – скорость образования органического вещества автотрофными организмами, отнесенная к единице площади или объема водоема. Ее выражают в единицах массы, энергии или эквивалентных единицах в единицу времени.

Чистая первичная продукция – скорость накопления органического вещества первичными продуцентами сверх использования ими на дыхание за период измерения, то есть это разность между валовой первичной продукцией автотрофных организмов и их тратами на обмен.

Чистая продукция сообщества – скорость накопления органического вещества в сообществе, то есть разность между валовой первичной продукцией и деструкцией всех компонентов сообщества – и гетеротрофов, и автотрофов.

Деструкция – скорость минерализации органического вещества в процессе биологического метаболизма, при это происходит потребление кислорода и рассеивание энергии.

Для определения содержания кислорода в воде использовалась стандартная методика связывания О₂ в марганцевый комплекс с последующим титрованием гипосульфитом натрия – метод Винклера (Винберг, 1960).

Метод Винклера основан на окислительно-восстановительных реакциях. Сущность метода заключается в том, что гидрат закиси марганца, образованный при реакции солей марганца со щелочью, окисляется за счет растворенного в воде кислорода с образованием гидрата окиси марганца:

Mn²⁺+2OH^¯→Mn(OH)₂

При растворении осадка соляной или серной кислотой гидрат окиси марганца образует трехвалентный марганец, который в кислой среде реагирует с йодистым калием, окисляя его до свободного иона, и восстанавливается до Mn^{2+ :}

2Mn(OH)₂+O₂→2MnO(OH)₂

MnO(OH)₂+4H⁺+3I¯→Mn²⁺ +I₃¯+3H₂O

I₃¯+ 2S₂O₃²¯→3 I¯ +S₄O₆²¯

Следовательно, количество йода эквивалентно содержанию кислорода и учитывается титрованием раствора тиосульфата.

В ходе работы склянка заполняется исследуемой водой, с вытеснением нескольких объемов склянки. Затем в склянку добавляется 1 мл раствора MnCl₂ и 1 мл KI в щелочи. Для каждого из этих реактивов необходимо применять отдельную пипетку. Склянки отстаивают до полного осаждения и добавляют 2 мл H₂SO₄. Перемешивают и отбирают 50 мл раствора в 250 мл колбу. Раствор титруют 0,01 N раствором тиосульфата до тех пор, пока он не станет светло-желтым. Затем в качестве индикатора прибавляют 2-3 капли свежеприготовленного раствора крахмала и продолжают титровать до полного исчезновения синей окраски (Крючкова, Потаенко, Камлюк,1988).

Расчет содержания растворенного кислорода

Для вычисления содержания кислорода в миллиграммах на литр пользуются следующей формулой:

Х=КNn*8*1000/( V₁ – V₂) (1)

Где:

К- поправочный коэффициент к нормальности титрованного раствора гипосульфита

N- нормальность тиосульфита;

n- объем тиосульфита, ушедшего на титрование;

8 – эквивалент кислорода

V₁ - титруемый объем пробы, мл;

V₂ - объем взятых для осаждения реактивов, мл.

Степень насыщения воды кислородом

Определяют по следующей формуле:

С(О₂)_x =С(О₂)*100/C_0x (2)

где C_0x –максимальная концентрация кислорода для температуры, измеренной при отборе пробы, р=760 мм. рт. ст., и парциальном давлении кислорода равном 20,9% (в мг/л)

С(О₂) – концентрация кислорода в пробе

Таблица 2