Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра прикладной химии и физики

Учебно-методическое пособие лабораторный практикум по экологии

Часть 1

Уфа 2008

В учебно-методическом пособии изложены лабораторные работы по экологии для студентов всех специальностей архитектурно-строительного и горно-нефтяного факультетов очной, очно-заочной и заочной форм обучения.

Составители: Горелов В.С., канд. техн. наук, доц.,

Мазитова А.К, проф., д-р хим. наук,

Сухарева И.А., канд. техн. наук, доц.

Рецензент: Буйлова Е.А., стар. препод.

© Уфимский государственный нефтяной технический университет

Содержание

Лабораторная работа № 1. Качественный анализ природных вод	4
Лабораторная работа № 2. Определение кислотности воды	8
Лабораторная работа № 3. Определение общей солености воды	12
Лабораторная работа № 4. Определение общей жесткости воды	15
Лабораторная работа № 5. Определение растворенного в воде кислорода по методу Винклера	19

Лабораторная работа № 1. Качественный анализ природных вод

Природные воды представляют собой многокомпонентные системы, содержащие растворенные вещества в виде ионов и молекул, минеральные и

органические соединения в форме коллоидов, суспензий и эмульсий. В воде

растворены газы, входящие в состав атмосферы, а также вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности водных организмов и протекания процессов химического взаимодействия в самой водной среде.

Формирование состава природных вод происходит в результате взаимодействия воды с окружающей средой – горными породами, почвой, атмосферой. При этом происходят следующие процессы:

-растворение соединений;

-химическое взаимодействие веществ с водой и водными растворами;

-биохимические реакции;

-коллоидно-химические взаимодействия.

Действие каждого из процессов определяется условиями взаимодействия с водой – температурой, давлением, геологическими особенностями местности.

Природные воды по количеству и характеру примесей подразделяются на пресные, соленые, мягкие, жесткие, прозрачные, бесцветные, опалесцирующие, мутные, окрашенные, пахнущие и др.

Многообразие природных вод по химическому составу отражено в классификации В.И. Вернадского, согласно которой выделено 485 вод с учётом солесодержания, преобладающего иона или групп ионов, соотношения между определенными группами ионов, наличия специфических компонентов.

В природной воде встречается, почти все элементы. Однако только некоторые из них встречаются в значительных количествах. К таким элементам относятся Na, Са. Mg, Cl, присутствующие в виде простых ионов Na⁺, Са²⁺, Mg²⁺, Сl^-, а также С, S, N, О, Н, Si, находящиеся в виде сложных ионов НСО₃^-, СO₃^2-, SO₄^2- и NO₃^-, недиссоциированных молекул и коллоидов (H₂SiО₃) и растворённых газов (СО₂, О₂, SO₂, H₂S) и др. Содержание перечисленных элементов измеряется величинами порядка миллиграмма в 1 л воды, содержание некоторых из них достигает грамма, и даже десятки граммов на 1 л воды.

Большое число элементов в природных водах встречается в количествах, редко превышающих десятки микрограммов в 1 л воды (Zn, Сu, Pb, As, Мо). В природных водах встречаются также органические вещества, основную часть которых составляют гумусовые вещества, представляющие собой продукты конденсации ароматических соединений фенольного типа с аминопроизводными.

Неорганические и органические соединения природных вод являются основными биогенами для водных микроорганизмов. Они наряду с температурой, светом, солевым составом среды, осмотическим давлением, активной реакцией среды являются основными экологическими факторами развития всего живого.

Водные организмы, как и любые живые организмы, приспосабливаются к окружающей среде и всякое нарушение оптимальных условий, по закону лимитирующих факторов, приводит к подавлению их развития и даже к отмиранию. Губительно действуют на живую клетку истощение биогенов, изменение концентрации некоторых химических веществ, изменение рH среды, нарушение кислородного режима, резкое изменение температуры, увеличение выше ПДК содержания различных токсичных веществ.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) – это такая концентрация вредных веществ, которая практически не оказывает влияния на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.

Содержание фенола (ПДК = 0,001 мг/л) и его производных в водоемах особо опасно, т. к. при хлорировании питьевой воды, забираемой из этих водоёмов, образуются диоксины. Диоксины – группа органических веществ,

которую в последние годы считают наиболее экологически опасной. В группу диоксиноподобных соединении входят суперэкотоксиканты – универсальные клеточные яды, поражающие все живое. Известно, что диоксины способны влиять на репродуктивную систему, вызывать раковые заболевания.

Установлено, что многие тяжелые металлы являются канцерогенными, т. е. способствуют возникновению злокачественных опухолей. Многие канцерогены могут вызвать необратимые изменения в генах, называемые мутацией.

Последствия химического загрязнения водной среды для человека могут быть различными, в зависимости от природы, концентраций и времени действия. Реакция организма на загрязнения зависит от возраста, пола, состояния здоровья – наиболее уязвимы дети, пожилые и бег лью люди. При

систематическом поступлении в организм даже небольших количеств токсичных веществ могут наступать хронические отравления, признаком которых являются: нейропсихические отклонения, утомление, сонливость, бессонница, апатия и т. д.