Запитання для самоконтролю

1 Чому сільське господарство є забрудни ком природних вод солями амонію?

2 Чи можуть живі організми безпосередньо засвоювати атмосферний азот?

3 Які сполуки нітрогену існують у природі і як здійснюється їх коло обіг?

4 Які процеси в ґрунті чи воді є джерелом нітритів?

5 Чому внесення добрив слід проводити в певні терміни і в певних дозах?

6 Що таке евтрофікація водойм?

7Яких змін зазнають нітрати в травному каналі людини? Джерелом якої канцерогенної сполуки є нітрати?

8 Чому засолення ґрунтів у посушливих районах часто зумовлене нераціональним поливом земель?

9 Які природні мінерали, що містять флуорид-іони, Ви знаєте?

10 Які способи де фторування Ви можете запропонувати?

11 До яких наслідків може призвести поливання сільськогосподарських угідь солоною водою?

4.14 Хром. Алюміній. Меркурій.

(лекція)

Мета: надати студентам інформацію про сполуки хрому, алюмінію, меркурію у водних об’єктах; ознайомитися із методиками визначення цих сполук у водоймах.

План

1 Визначення хрому

2 Визначення алюмінію

3 Визначення меркурію

Визначення сполук хрому

Хром (VI) у вигляді солей-хроматів і дихроматів входять до складу стічних вод гальванічних виробництв, міститься у викидах підприємств, де їх добувають чи використовують. Хром (ІІІ) застосовують у вигляді хромовокалієвих галунів для дублення шкір, тому стічні води підприємств з обробки шкір містять значні кількості хрому.

Саме ці галузі виробництва і є основними забрудниками поверхневих вод. Оскільки Cr(VI) – сильний окисник, значні його кількості можуть змінювати окисно-відновний потенціал вод, спричинювати перебіг численних окисно-відновних процесів, змінюючи режим водойм. Токсичність Cr(VI) значно вища ніж Cr(ІІІ).

Метод визначення базується на утворенні розчинного комплексу хрому з дифенілкарбазидом червоно-фіолетового кольору. Чутливість методу 0,05 мг/л. Визначенню хрому перешкоджають наявні у великих кількостях (понад 200 мг/л) меркурій (ІІ), ванадій, молібден (VI), ферум (понад 1 г/л). Вплив останнього можна частково усунути додаванням фосфатної кислоти. За наявності значних концентрацій мангану під час окиснення персульфатом амонію осаджується оксид мангану (ІV). Його відфільтровують крізь скляну фільтрувальну пластину чи скляну вату.

Хром визначають безпосередньо після відбору проб, оскільки йони CrO₄^2- чи Cr₂O₇^2- можуть відновлюватися. Перешкоджає визначенню і колір води.

Визначення сполук алюмінію

Незважаючи на значний вміст алюмінію в земній корі (першій серед металів) у вигляді Al³⁺, він належить до токсичних речовин. Токсичність залежить головним чином від форми алюмінію (ІІІ) в природних водах (малорозчинні чи розчинні солі, комплексні сполуки), розміру іонів (катіони металу можуть утворювати полімерні гідроксокомплекси до складу Al₅₄ (OH)₁₄₄¹⁸⁺), твердості води. Особливо небезпечний для життєдіяльності гідро біонтів Al(ІІІ) у м’яких водах, тому вчені вважають, що ГДК Al³⁺ в природних водах залежно від їх твердості мають бути такими:

Твердість, Масова концентрація

ммоль екв/л Al³⁺ (ГДК), мг/л

<2,6 ≤ 0,05

2,6 – 7,1 ≤ 0,1

> 7,1 ≤ 0,5

Іони алюмінію утворюють з еріохромціаніном R при рН = 5,4 комплексну сполуку фіолетового кольору, що лежить в основі кількісного визначення Al³⁺.

Визначенню перешкоджають: ферум (ІІІ), який попередньо відновлюють до феруму (ІІ) гідрохлоридом гідроксиламіну; флуориди і значні кількості органічних сполук (їх видаляють випарюванням проби з хлоридною кислотою і прожарюванням залишку); якщо в пробі містять значні кількості фосфатів, алюміній визначають за методикою з 8 – оксихіноліном.

Визначення сполук меркурію

Ртуть належить до токсичних металів. Її особливістю є агрегатний стан (рідина) і висока леткість. Ртуть утворює катіони Hg²⁺ і Hg₂ ²⁺ ; більшість солей цього металу нерозчинні у воді, що зменшує їх небезпеку для живих організмів. Однак неорганічні сполуки в природних водоймах та ґрунтових розчинах можуть реагувати з органічними речовинами, утворюючи надзвичайно токсичні органічні похідні, зокрема диметилмеркурій Hg(CH₃)₂ чи діетимеркурій Hg(C₂H₅)₂.

У природні поверхневі водойми ртуть потрапляє з відходами гальванічних виробництв, відпрацьованими ртутними лампами, що викидаються на звалища. Однак найбільшими джерелами цього токсичного металу є стічні води підприємств, що виробляють меркурійвмісні пестициди та хімічну зброю; використовують ртутні електроди (зокрема, виробництво хлору, гідрогену, гідроксиду та металічного натрію електролізом розплаву чи розчину галіту); виготовляють сухі гальванічні елементи тощо.

ГДК меркурію у питній воді становить 0,005 мг/л, діетилмеркурію – 0,0001 мг/л, у ґрунті – 2,1 мг/кг, середньодобова ГДК парів ртуті в атмосфері населених пунктів становить 0,0003 мг/м³.

Біологічною особливістю меркурію, що зумовлює його небезпеку, є здатність до біоакумуляції по ланцюгах живлення: вміст меркурію в організмах рибоїдних птахів порівняно з водою може бути вищим у кілька тисяч разів.

Метод визначення меркурію базується на утворенні забарвлених комплексів катіонів Hg(ІІ) з кристалічним фіолетовим і подальшим їх екстрагуванням та визначенням оптичної густини розчину.