Подготовка проб к анализу.
Подготовка проб к анализу проводится по той же схеме, что и приготовление калибровочной шкалы, но исключается этап с использованием стандартного раствора и бескремниевой дистиллированной деионизированной водой. Также для подготовки проб к анализу не использовались мерные колбы объемом 50 см3, добавление всех реактивов происходило в пластиковые цилиндры объемом 35 см3. После добавления по 1 см3 смешанного молибденового реактива время до внесения следующих реактивов было сокращено до 5-10 мин.
Определение оптической плотности.
Для определения оптической плотности используется спектрофотометр КФК-301. Длина волны выставляется на значение, равное 810 нм. Последовательно измеряются образцы калибровочной шкалы, затем – пробы. Последовательность действий такова: используются две кюветы, одна с «нулевой» пробой (с дистиллированной водой), вторая кювета наполняется образцом для анализа. При смене образца кювета ополаскивается новой пробой.
Построение калибровочного графика.
По полученным данным строится градуировочный график: на оси абсцисс откладывается концентрация рабочего стандартного раствора, на оси ординат – оптическая плотность стандартных растворов за вычетом оптической плотности холостой пробы.
По полученным для рабочих стандартов значениям оптической плотности вычисляется коэффициенты по формуле:
K=C/D,
где С – концентрация рабочего стандарта, мкМ;
D – оптическая плотность окрашенного стандарта.
Рассчитываются коэффициенты "К" всех рабочих стандартов. Из полученных значений вычислятся среднее, и полученный коэффициент используется в дальнейшем для определения концентрации кремния в исследуемой пробе воды.
Расчет концентрации кремния
Расчет концентрации кремния в мкМ (мкмоль Si/дм3) ведется по формуле:
сSi = K x D – a,
где D – значение оптической плотности пробы "К" и "а" - члены уравнения, описывающего калибровочную кривую методом наименьших квадратов;
В случае упрощенного варианта обработки калибровочной кривой формула принимает вид:
сSi = K x D
где D – оптическая плотность раствора пробы;
К – калибровочный коэффициент.
Результаты анализа
Реки Кубалар и Черная:
Таблица 1.5.2. Калибровочная шкала для анализа проб из рек Кубалар и Черная
№ пробы |
C |
D |
K |
Ш-0,0 |
0 |
0 |
0,000 |
Ш-0,1 |
1 |
0,343 |
2,915 |
Ш-0,2 |
2 |
0,487 |
4,107 |
Ш-0,4 |
4 |
0,693 |
5,772 |
Ш-0,6 |
6 |
0,909 |
6,601 |
Ш-1,0 |
10 |
1,323 |
7,559 |
Ш-2,0 |
20 |
2,259 |
8,853 |
Ш-3,0 |
30 |
2,782 |
10,784 |
Среднее значение K = 5,824
Рисунок 1.5.1. Градуировочная шкала для анализа проб, отобранных в пресноводных источниках
Таблица 1.5.3. Содержание кремния в пробах, отобранных из р. Кубалар
№ пробы |
C |
D |
16 |
20,0689 |
3,446 |
12 |
20,5697 |
3,532 |
8 |
20,6105 |
3,539 |
4 |
20,6513 |
3,546 |
3 |
20,6163 |
3,540 |
7 |
20,6920 |
3,553 |
2 |
20,7910 |
3,570 |
11 |
20,5290 |
3,525 |
6 |
10,2849 |
1,766 |
Таблица 1.5.4. Содержание кремния в пробах, отобранных из р. Черная
№ пробы |
C |
D |
1 |
17,1919 |
2,952 |
5 |
17,1861 |
2,951 |
9 |
17,1337 |
2,942 |
13 |
17,0813 |
2,933 |
18 |
18,0946 |
3,107 |
17 |
17,6811 |
3,036 |
15 |
17,3725 |
2,983 |
14 |
17,5705 |
3,017 |
10 |
17,5297 |
3,010 |
Бухты г. Севастополь (включая и Карантинную бухту)
Более подробный анализ содержания кремния в водах Карантинной бухты представлен в Главе 3 (Анализ проб, отобранных в черноморских акваториях).
Таблица 1.5.5. Калибровочная шкала для анализа проб из черноморских акваторий
№ пробы |
C |
D |
K |
Ш-0,0 |
0 |
0 |
0 |
Ш-0,1 |
1 |
0,349 |
2,865 |
Ш-0,2 |
2 |
0,5 |
4,000 |
Ш-0,4 |
4 |
0,664 |
6,024 |
Ш-0,6 |
6 |
0,884 |
6,787 |
Ш-1,0 |
10 |
1,288 |
7,764 |
Ш-2,0 |
20 |
2,216 |
9,025 |
Ш-3,0 |
30 |
2,761 |
10,866 |
Среднее значение K = 5,916
Таблица 1.5.6. Содержание кремния в пробах, отобранных из черноморских акваторий
№ пробы |
Лабораторный номер |
D |
C |
19 |
0 |
3,352 |
19,832 |
66 |
0,1 |
3,428 |
20,282 |
63 |
0,2 |
3,385 |
20,027 |
553 |
0,4 |
1,062 |
6,283 |
65 |
0,6 |
0,732 |
4,331 |
62 |
1,0 |
0,413 |
2,443 |
20 |
2,0 |
0,687 |
4,065 |
13 |
8 |
2,765 |
16,359 |
16 |
9 |
0,849 |
5,023 |
18 |
3,0 |
0,768 |
4,544 |
БонАква |
13 |
1,335 |
7,898 |
61 |
14 |
1,166 |
6,899 |
60 |
15 |
1,463 |
8,656 |
6 |
18 |
2,688 |
15,903 |
3 |
17 |
0,922 |
5,455 |
30 |
16 |
0,899 |
5,319 |
8 |
11 |
1,002 |
5,928 |
7 |
12 |
3,048 |
18,033 |
4 |
21 |
2,153 |
12,738 |
238 |
22 |
0,812 |
4,804 |
19 |
23 |
1,532 |
9,064 |
26 |
24 |
0,993 |
5,875 |
5 |
25 |
1,929 |
11,411 |
95 |
26 |
0,963 |
5,696 |
694 |
27 |
1,102 |
6,520 |
25 |
28 |
1,274 |
7,538 |
288 |
29 |
1,355 |
8,017 |
251 |
30 |
1,556 |
9,206 |
Рисунок 1.5.2. Градуировочная шкала для анализа проб, отобранных в морских акваториях
Вывод
Проведенный анализ наглядно показал, что преимущественно в пресных водах наблюдаются более высокие концентрации кремния, чем в море. Тем не менее, в кутовых частях бухт также могут быть значения, приближенные к характерным для пресноводных водоемов. Сравнение отобранных проб в различных бухтах показало наиболее высокие значения концентрации кремния в Карантинной бухте, в ее кутовой части, отгороженной от открытой акватории плотиной.
(А. В. Медведева, Д. Д. Щербакова)