76

Министерство образования Республики Беларусь

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ЯНКИ КУПАЛЫ

Практикум по курсу «Химия окружающей среды»

для студентов специальности 1-33 01 01 -Биоэкология

Гродно 2011

УДК 574 (042.4)

ББК (20.1я73

М62

Рецензенты: доктор медицинских наук, профессор кафедры фармакологии и

физиологии ГГАУ М.Г.Величко,

кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии

факультета биологии и экологии ГрГУ им. Янки Купалы

Н.А.Чайковская

Рекомендовано Советом факультета биологии и экологии ГрГУ им.Я.Купалы

Е.А.Белова, Г.Е.Минюк

Практикум по курсу «Химия окружающей среды» / Е.А.Белова, Г.Е.Минюк. - Гродно: ГрГУ, 2011.- ___с.

ISBN 978-985-417-942-1

УДК 574 (042.4)

ББК (20.1я73

©Белова Е.А., Минюк Г.Е., 2011

©ГрГУ им.Я.Купалы, 2011

ISBN 978-985-417-942-1

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

ГЛАВА 1. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОТБОРА И ПОДГОТОВКИ ПРОБ К АНАЛИЗУ.

§ 1. Отбор проб воды из различных источников.

§ 2. Разделение и концентрирование анализируемых компонент природных вод при подготовке проб к анализу.

§ 3. Консервирование и хранение проб воды.

ГЛАВА 2.МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

РАБОТА № 1. «Растворимость кислорода в природных водах».

Задание 1. Определение концентрации растворенного кислорода в чистых природных водах, контактирующих с атмосферой.

Задание 2. Определение концентрации растворенного кислорода в сапробных природных водах (р.Городничанка).

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы.

РАБОТА № 2. «Стратификация и баланс содержания кислорода в поверхностных водах».

Задание 1. Влияние процессов биохимического окисления на баланс кислорода в природных водах.

Задание 2. Влияние тяжелых металлов ( ) на биохимическое потребление кислорода в природных водах.

Задание 3. Определение влияния температуры на содержание кислорода в поверхностных водах.

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

РАБОТА № 3. «Влияние кислорода на редокс-буферность и самоочищение природных вод от редокс-активных загрязнителей».

Задание 1. Определение перманганатной окисляемости и содержания восстановителей в природных водах.

Задание 2. Окислительно-восстановительный потенциал, редокс-буферность природных вод.

Задание 3. Редокс-буферность и самоочищение природных вод от подкислениякислотными осадками, содержащими сульфит-ион (модель).

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

РАБОТА № 4. «Водородный показатель рН, кислотность природных вод».

Задание 1. Определение водородного показателя природных вод потенциометрическим методом.

Задание 2. Определение общей кислотности воды титриметрическим методом.

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

РАБОТА № 5. «Влияние карбонатов на кислотно-основные равновесия в природных водах».

Задание 1. Определение содержания карбонатов и гидрокарбонатов в пресных поверхностных водах. Общая щелочность воды.

Задание 2. Буферные свойства карбонатной системы природных вод.

Задание 3. Закисление поверхностных вод при кислотном загрязнении и нарушении равновесия с карбонатными породами.

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

РАБОТА № 6. «Определения класса природных вод по характеристикам минерального состава (минерализация, жесткость природных вод)».

Задание 1. Определение общего содержания ионов кальция и магния (общей жесткости), класса воды по жесткости.

Задание 2. Определение общей минерализации, класса воды по минерализации.

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

РАБОТА 7. «Определение содержания основных анионов в природных водах. Определение содержания сульфат-ионов различными методами. Определение содержания хлорид-ионов методм Мора».

Задание 1. Определение содержания сульфат-ионов с помощью мутномера.

Задание 2. Определение сульфатов в воде турбидиметрическим методом.

Задание 3. Гравиметрическое определение сульфат-ионов.

Задание 4. Определение содержания хлорид-ионов методом Мора.

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

РАБОТА 8. «Определение содержания в воде различных форм азота»

Задание 1. Фотометрическое определение содержания ионов аммония в природных водах.

Задание 2. Фотометрическое определение содержания нитритного азота в природных водах.

Задание 3. Фотометрическое определение нитрат-ионов с салициловой кислотой.

Задание 4. Определение нитратного азота с фенолдисульфокислотой.

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

РАБОТА 9. «Качественное определение некоторых загрязнителей в природных и сточных водах».

Задание 1. Качественное определение нитратов и нитритов в сточной воде.

Задание 2. Качественное обнаружение ионов свинца.

Задание 3. Обнаружение в воде сульфатов, сероводорода, гидросульфидов и сульфидов.

Задание 4. Обнаружение фенолов.

Задание 5. Качественное обнаружение катионов тяжелых метал лов в воде.

Задание 6. Обнаружение суммы тяжелых металлов в воде.

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

РАБОТА 10. «Определение искусственных загрязнителей в природных водах».

Задание 1. Определение синтетических поверхностно-активных веществ в природных и сточных водах.

Задание 2. Определение неионогенных СПАВ с реактивом Несслера.

Задание 3. Гравиметрическое определение нефтепродуктов в природных и сточных водах.

Задание 4. Фотометрическое определение содержания фенолов в природной и сточной воде с применением 4-аминоантипирина.

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

РАБОТА 11. «Определение органолептических показателей природных и сточных вод».

Задание 1. Определение запаха природных вод.

Задание 2. Определение цветности природных вод.

Задание 3. Определение интенсивности окраски природных вод в градусах цветности.

Задание 4. Определение вкуса и привкуса природных вод питьевого назначения.

Задание 5. Определение мутности природных вод.

Задание 6. Определение мутности фотометрическим методом.

Задание 7. Определение прозрачности природных вод.

Задание 8. Определение степени разбавления окрашенной сточной воды при сбросе в поверхностные водоемы.

Задание 9. Определение содержания взвешенных частиц.

Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

РАБОТА 12. Определение содержания железа в природных водах. Устойчивость соединений при различных значениях рН воды.

Задание 1 Фотометрическое определение растворенного в природных водах в виде роданида .

Задание 2 Фотометрическое определение с сульфосалициловой кислотой.

Работа 13. Определение содержание особо токсичных элементов в природных и сточных водах.

Задание 1. Определение концентрации Cr⁶⁺ фотометрическим методом с дифенилкарбазидом.

Приложение 1

Приложение 2

ПРЕДИСЛОВИЕ

В истории человечества наступил период, когда любую свою деятельность оно должно соизмерять с возможностями природы. Однако, несмотря на повсеместно проявляемое беспокойство по поводу загрязнения окружающей среды, по-прежнему ежегодно многие миллионы тонн различных экологически вредных веществ выбрасываются в атмосферу, в океан, заносятся во внешние слои литосферы.

Первым и наиболее важным шагом в предотвращении загрязнения окружающей среды, обеспечении безопасности жизнедеятельности человека является контроль химического состава объектов окружающей среды – эколого-аналитический контроль (ЭАК). Объектами эколого-аналитического контроля являются: воды (пресные, поверхностные, морские, подземные, атмосферные осадки, талые, сточные); воздух (атмосферный, природных заповедников, городов и промышленных зон, рабочей зоны промышленных предприятий); почвы (загрязнения); донные отложения (загрязнения); растения, пища и корма, животные ткани (загрязнения). В сферу объектов эколого-аналитического контроля при необходимости могут быть включены и другие объекты, представляющие по той или иной причине опасность для окружающей среды. Химическое загрязнение объектов окружающей среды является потенциальной причиной их экологического неблагополучия.

В практикуме приводятся методики выполнения лабораторных работ в области химии и эколого-аналитического контроля объектов окружающей среды, основанные на химических и физико-химических методах анализа. Стоящие перед экологами-аналитиками задачи в большинстве случаев лучше всего решаются применением физико-химических методов, требующих специальных приборов и оборудования. Однако, учитывая ограниченную доступность современных приборов для учебных лабораторий, в пособии большее внимание уделено применению относительно простых химических методов. Для качественного и количественного определения вещества используют его химические свойства, а также процессы растворения-осаждения.

Особенностью данного практикума является применение традиционных методов анализа для количественной оценки состояния и динамических характеристик природных экосистем. Основное внимание уделено водным экосистемам, динамике взаимодействия их с атмосферой, а также качественной и количественной оценке характера загрязнения вод на основе «химической» концепции экологического контроля.