МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
СХІДНОУКРАЇНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ ВОЛОДИМИРА ДАЛЯ
ІНСТИТУТ ХІМІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
(м. РУБІЖНЕ)
ФАКУЛЬТЕТ ХІМІЧНИХ НАУК
КАФЕДРА ЕКОЛОГІЇ
Гідрологія Лабораторні роботи
2013
Гідрологія. Лабораторні роботи (для студентів напряму підготовки 6.040106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування») /Укладачі: Куцька Н.Б., Пальчук Т.Г. – Рубіжне: ІХТ СНУ ім. В. Даля. – 43 с.
Зміст
Вступ |
4 |
1 Відбір проб та їх консервація |
4 |
2 Хімічний посуд |
9 |
Лабораторна робота 1. Визначення вмісту сухого залишку |
16 |
Лабораторна робота 2. Визначання хімічної потреби в кисні (перманганатна окислюваність) |
18 |
Лабораторна робота 3. Вимірювання вмісту діоксиду вуглецю у воді |
21 |
Лабораторна робота 4. Визначення рН води |
22 |
Лабораторна робота 5. Визначення хімічного складу природних вод |
24 |
Техніка безпеки при виконанні гідрохімічних робіт |
35 |
Література |
40 |
Додаток А |
41 |
Додаток Б |
42 |
Вступ
Метою лабораторних занять з дисципліни «Гідрологія» є закріплення теоретичних знань, оволодіння практичними навичками з визначення хімічного складу природних вод для прогнозування екологічних ситуацій: наслідків впливу техногенезу на хімічний склад природних вод, закачки стічних вод в глибокі підземні шари, а також при розробці шляхів і методів раціонального використання природних вод.
Перед виконанням роботи студенти знайомляться з теоретичними відомостями з теми лабораторної роботи, методикою її виконання, правилами техніки безпеки при виконанні гідрохімічних робіт.
Після бесіди з викладачем з цих питань, студенти допускаються до роботи на установці, виконують експериментальну частину роботи, проводять обробку отриманих результатів, розраховують необхідні показники і оформлюють звіт за планом (Додаток А).
1 Відбір проб та їх консервація
1.1 Відбір проб води для лабораторного дослідження
Відбір проб залежно від мети дослідження здійснюється одно- чи
багаторазово, з різною періодичністю – щоденно, подекадно, щомісячно, посезонно тощо. Особливий тип відбору проб – це так звані “узгоджені проби”, які відбирають у різних місцях за течією річки з урахуванням часу проходження води від одного пункту до іншого.
Разові проби відбирають один раз у відповідному місці і розглядають як результат одного аналізу, якого достатньо для встановлення якості води на даний час у даному місці.
У зв’язку з тим, що якість води у більшості випадків змінюється як по течії річки, так і по періодах року, разової проби для її оцінки недостатньо. У таких випадках проби відбирають серійно, але всі вони зв’язані єдиними метою та завданнями. Аналізуючи серію проб, можна прослідкувати зміну їх хімічних компонентів по течії річки та у часовому проміжку.
Розрізняють дві основні проби: просту та змішану.
Проста – коли з одного місця за один раз відбирається весь об’єм потрібної проби. Змішану пробу одержують шляхом злиття простих проб води, відібраних з одного і того ж самого місця через відповідні проміжки часу, або відібрані одночасно на різних ділянках річки. Ця проба відображає середній хімічний склад води з урахуванням як місця, так і часу відбору.
У більшості випадків цей вид проб застосовується для характеристики якості води у заплавах річок.
Необхідно пам’ятати, що змішану пробу не можна використовувати для визначення компонентів якості води, які легко змінюються (наприклад рН, розчинні у воді гази тощо). Ці компоненти визначають у кожній окремо взятій пробі. Для відбору і зберігання проб води використовують ретельно вимитий скляний посуд, який закривають прокип’яченою притертою скляною або корковою пробкою, попередньо промитою водою, що беруть для дослідження, або поліетиленовий посуд відповідного об’єму. Для бактеріологічного дослідження пробу води беруть у стерильний посуд або спеціальні піпетки. Перед відбором проб посуд слід декілька разів сполоснути тією ж самою водою, з якої береться проба. Ємкості з пробами необхідно підписати або пронумерувати та зареєструвати у робочому зошиті. Проби води з криниць необхідно відбирати двічі на день – вранці – до початку забору води і ввечері – після розбору на глибині 0,5 – 1,0 м від поверхні. З річок, озер, ставків проби води беруть на відстані 1 – 2 м від берега на глибині 0,4–1,0 м за допомогою батометра Виноградова (бато від грец. – глибина), який дозволяє набирати воду на заданій глибині. На глибині до 30 м і більше використовують батометр Молчанова об’ємом на 6 л; для малих глибин можна пристосувати 3-літровий бутель. Відбір проб здійснюється шляхом повного занурення ємкості у воду. При можливості необхідно уникати контакту води з повітрям. Якщо доступ до води неможливий, тоді ємність прикріплюють до довгої палки, або опускають її з додатковим вантажем. З криниць, облаштованих насосом та з водопровідної мережі воду попередньо відкачують або спускають протягом 10–15 хв, якщо її беруть з крана, то кінець його знезаражують.
Середню пробу води з річок відбирають у місці з найбільшою течією (краще на фарватері) на глибині 20–30 см від поверхні води. Прості або змішані проби відбирають одночасно, або серійно.
Для проведення фізико-хімічного аналізу взяті проби негайно
досліджують. Допускаються такі терміни зберігання води на льоду:
- дуже чиста вода (незабруднена) – 72 год (з моменту відбору
проби);
- достатньо чиста – 48 год (з моменту відбору проби);
- забруднена – 12 год (з моменту відбору проби); дозволяється консервувати воду хлороформом – 2 см3/дм3 води.
Для бактеріологічних досліджень консервація води не допускається. За неможливості своєчасного доставки проби в лабораторію (не пізніше 5 годин з моменту відбору), посіви на середовище проводять безпосередньо біля водоймища, а потім відправляють засіяні проби за місцем призначення.
У таблиці 1.1 наведено способи консервації і зберігання проб поверхневих вод, призначених для аналізу.
Таблиця1.1 - Способи консервації і зберігання проб поверхневих вод, призначених для аналізу
Досліджуваний компонент |
Підготування проби, консервація |
Терміни та умови зберігання |
Посуд |
Кольоровість
|
Фільтрування через мембранний фільтр 0,45 мкм |
Не більше 2—3 годин після відбору, значення одразу після відбору |
Поліетиленовий
|
Водневий показник рН |
Лише у свіжих пробах |
Зберіганню не підлягає |
Поліетиленовий або скляний |
Розчинений кисень
|
Фіксація розчинами хлористого марганцю і суміші йодистого калію одразу після відбору |
Не більше доби після відбору і фіксації
|
Скляний
|
Сірководень і сульфіди |
Фіксація розчином диметилпарафени-лендиаміну і хлорного заліза одразу після відбору |
Не більше 2-3 діб після відбору і фіксації |
Те саме |
Твердість, кальцій, магній, натрій і калій, хлориди |
Фільтрування крізь мембранний фільтр 0,45 мкм
|
Проби можуть зберігатися протягом тривалого часу |
Скляний або поліетиленовий
|
Сульфати
|
Фільтрування крізь мембранний фільтр 0,45 мкм; консер-вація 2—3 мл хлороформу на 1 л води |
Проби можуть зберігатися після консервації протягом тривалого часу |
Те саме
|
Гідро-карбонати
|
Фільтрування крізь мембранний фільтр 0,45 мкм |
Не більше доби
|
Поліетиленовий
|
Іони амонію, нітрити, нітрати, азот загальний, фосфати |
Фільтрування крізь мембранний фільтр 0,45 мкм; консервація 2—4 хлороформу на 1 л води |
Аналіз після відбору, після консервації мл не більше ніж 1—3 діб при температурі 3—5 0С |
Скляний або поліетиленовий |
Продовження таблиці 1.1
Досліджуваний компонент |
Підготування проби, консервація |
Терміни та умови зберігання |
Посуд |
Кремнекислота |
Фільтрування крізь мембранний фільтр 0,45 мкм; консервація 1 мл розчину Н2SО4 (1:3) на 1 л води |
Аналіз після відбору проби, при консервації можливе зберігання 2—3 доби при 0-3 0С |
Поліетиленовий |
Органічний вуглець |
Фільтрування крізь мембранний фільтр 0,45 мкм; консервація: 2 мл 3 %-го розчину хлорної ртуті на 1 л води |
Аналіз одразу після відбору, при консервації допустиме зберігання не більше ніж 3—5 днів при температурі 3—5 0С |
Скляний з притертими пробками |
Хімічне споживання кисню |
Фільтрування крізь мембранний фільтр 0,45 мкм; консервація: 1 мл розчину сірчаної кислоти (1:3) на 1 л води |
Аналіз одразу після відбору, при консервації допустиме зберігання не більше доби при температурі 3—5 0С |
Скляний |
Нафто-продукти, жири |
Екстракція на місці відбору чи консервація проб: 2-4 мл чотирихло-ристого вуглецю на 1 л води |
Аналіз після відбору, при консервації можливе зберігання не більше двох тижнів у прохолодному темному місці |
Скляний, з притертими пробками (або обгорнутими фольгою) |
Синтетичні поверхнево- активні речовини (СПАР) |
Консервація: 2—4 мл хлороформу на 1 л води |
Аналіз після відбору, при консервації можливе зберігання 2—3 доби при температурі 3—5 0С |
Скляний |
Феноли |
Консервація: 4 г їдкого натру на 1 л води |
Аналіз не пізніше 4 годин після відбору, при консервації можливе зберігання |
Те саме |
Продовження таблиці Б.1
Досліджуваний компонент |
Підготування проби, консервація |
Терміни та умови зберігання |
Посуд |
|
|
протягом 3—4 діб при температурі 2-4 0С |
|
Пестициди |
Екстракція на місці відбору чотири-хлористим вуглецем |
Не пізніше 2 діб після відбору |
Скляний (недопустиме застосування гумових пробок) |
Важкі метали |
Фільтрування крізь мембранний фільтр 0,45 мкм; консервація соляною кислотою (20 мл очищеної НС1 1:1 на 1 л води) |
Після консервації проби можуть зберігатися протягом тривалого часу |
Скляний |
Ціаніди |
Консервація гідроксидом натрію до рН=11 |
Аналіз після відбору, температура 3-4 0С |
Те саме |
Аміни |
Фільтрування крізь мембранний фільтр 0,45 мкм; консервація розчином соляної кислоти до рН = 1÷2 |
При консервації можливе зберігання протягом 3-5 діб, у випареному стані солі амінів зберігаються протягом тривалого часу над силікатами |
Те саме |
Органічні кислоти |
Фільтрування крізь мембранний фільтр 0,45 мкм |
Аналіз не пізніше доби після відбору, температура 2-4 0С |
Те саме |
Гумінові кислоти |
|
Проби зберігаються протягом тривалого часу (до 2 місяців), при температурі 3-5 0С |
Скляний або поліетиленовий |
Вуглеводи |
Фільтрування крізь мембранний фільтр 0,45 мкм, температура 3-5 0С |
Аналіз не пізніше доби після відбору, температура 3-5 0С |
Те саме |