Значение растворенного кислорода в воде, аммиака, азота нитритов и азота нитратов.
Растворенный кислород - количество кислорода, содержащегося в 1 л воды. Имеет значение для характеристики санитарного режима открытых водоемов. Кислород воздуха диффундирует в воду и растворяется в ней. Некоторое количество кислорода образуется в результате жизнедеятельности хлорофильних водорослей. Наряду с обогащением воды кислородом он расходуется на биохимическое окисление органических веществ (процессы самоочищения водоема) и дыхание аэробных гидробионтов, в частности рыб. Чтобы не нарушались процессы самоочищения и не гибли гидробионты, содержание кислорода в воде водоема не должен быть менее 4 мг/л.
При поступлении в водоем сточных вод, содержащих большое количество органических веществ, повышается БПК и уменьшается растворенный кислород, который расходуется на окисление органики.
Азот аммонийных солей, нитритов и нитратов. Источником азота в природных водах являются разложеные белковые остатки, трупы животных, моча, фекалии. В результате процессов самоочищения водоема сложные азотосодержащие белковые соединения и мочевина минерализуються с образованием аммонийных солей, которые в дальнейшем окисляются сначала до нитритов потом, в конечном счете, до нитратов. Так же происходит и самоочищения водоема от органических азотсодержащих загрязняющих веществ, попадающих в водоем в составе различных сточных вод и поверхностного стока.
В чистых природных водах поверхностных и подземных водоемов содержание азота аммонийных солей находится в пределах 0,01-0,1 мг / л.
Как промежуточный продукт дальнейшего химического окисления аммонийных солей нитриты содержатся в природной воде в очень незначительных количествах - 0,001-0,002 мг / л. Если их концентрация превышает 0,005 мг / л, то это является важным признаком загрязнения источника.
Нитраты являются конечным продуктом окисления аммонийных солей. Наличие их в воде при отсутствии аммиака и нитритов свидетельствует о сравнительно давнем поступлении в воду азотсодержащих веществ, которые успели минерализоваться. В чистой природной воде содержание азота нитратов не превышает 1-2 мг / л. В грунтовых водах может наблюдаться более высокое содержание нитратов в результате их миграции из почвы в случае его органического загрязнения, или интенсивного использования азотных удобрений.
Приложение 2
Определение концентрации растворенного кислорода в воде методом Винклера
Методом Винклера (методом йодометрического титрования), широко используемым и общепринятым при санитарно-химическом и экологическом контроле. Метод определения концентрации растворенного кислорода основан на способности гидроксида марганца (II) окисляться в щелочной среде до гидроксида марганца (IV), количественно связывая при этом кислород. В кислой среде гидроксид марганца (IV) снова переходит в двухвалентное состояние, окисляя при этом эквивалентное связанному кислороду количество йода. Выделившийся йод оттитровывают раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала в качестве индикатора.
Определение растворенного кислорода проводится в несколько этапов.
1. Сначала в анализируемую воду добавляют соль Мn (II), который в щелочной среде реагирует с растворенным кислородом с образованием нерастворимого дегидратированного гидроксида Мn (IV) по уравнению:
Таким образом производится фиксация, т.е. количественное связывание, кислорода в пробе. Фиксация растворенного кислорода, являющегося неустойчивым компонентом в составе воды, должна быть проведена сразу после отбора пробы.
2. Далее к пробе добавляют раствор сильной кислоты (как правило, соляной или серной) для растворения осадка и раствор йодида калия, в результате чего протекает химическая реакция с образованием свободного йода по уравнению:
3.Затем свободный йод титруют раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала, который добавляют для лучшего определения момента окончания титрования. Реакции описываются уравнениями:
J2 + крахмал --» синее окрашивание
О завершении титрования судят по исчезновению синей окраски (обесцвечиванию) раствора в точке эквивалентности. Количество раствора тиосульфата натрия, израсходованное на титрование, пропорционально концентрации растворенного кислорода.
В ходе анализа воды определяют концентрацию растворенного кислорода (в мг/л) и степень насыщения им воды (в %) по отношению к равновесному содержанию при данных температуре и атмосферном давлении.