
- •Е.В. Пименова Химические методы анализа в мониторинге водных объектов
- •Список сокращений
- •Введение
- •Химический состав природных вод
- •1.1. Основные этапы формирования химического состава природных вод
- •1.2. Основные компоненты физико-химического состава природных вод
- •1.3. Классификация природных вод по степени минерализации
- •1.4. Сточные воды
- •1.5. Эвтрофикация водоемов
- •1.6. Самоочищение водоемов
- •1.7. Особенности химического состава воды р. Кама и ее притоков
- •Контрольные вопросы и тестовые задания
- •2. Нормирование качества воды для разных типов водопользования
- •Контрольные вопросы и тестовые задания
- •3. Отбор, консервация, транспортировка и хранение проб
- •Отбор пробводы из различных источников
- •Контрольные вопросы и тестовые задания
- •4. Физические показатели качества воды
- •4.1. Температура воды
- •4.2. Запах и вкус
- •Лабораторная работа №1 Определение запаха и вкуса воды
- •4.3. Цветность воды
- •Лабораторная работа №2 Определение цветности воды
- •Ход определения
- •4.4. Прозрачность и мутность
- •Лабораторная работа №3 Определение мутности воды
- •Ход определения
- •5. Химические показатели качества воды
- •5.1. Минерализация
- •Лабораторная работа №4 Определение минерализации воды по удельной электропроводности
- •5.2. Концентрация ионов водорода и гидроксильных ионов
- •Водородный показатель (рН)
- •Лабораторная работа №5 Колориметрическое определение рН
- •Реактивы и оборудование
- •Лабораторная работа №6. Потенциометрическое определение рН
- •Ход определения
- •5.2.2. Кислотность
- •Лабораторная работа №7 Определение кислотности воды
- •Ход определения
- •5.2.3. Щелочность
- •Лабораторная работа № 8 Определение щелочности
- •Ход определения
- •5.3. Определение растворенного кислорода
- •Лабораторная работа № 9 Определение растворенного кислорода по Винклеру
- •Ход определения
- •5.4. Определение активного хлора
- •Лабораторная работа № 10 Определение активного хлора в питьевой и сточной водах
- •Реактивы и оборудование
- •Ход определения.
- •5.5. Определение железа в поверхностных и подземных водах
- •Лабораторная работа № 11 Фотометрическое определение железа (III) с сульфосалициловой кислотой
- •Vпробы – объем пробы воды , взятой для определения, см3.
- •5.6. Жесткость воды
- •Лабораторная работа № 12 Определение общей жесткости воды
- •Ход определения.
- •Лабораторная работа № 13 Определение содержания кальция и магния в воде
- •Ход определения.
- •5.7. Соединения азота
- •Лабораторная работа № 14 Титриметрический метод определения аммиака
- •Лабораторная работа № 15 Фотометрический фенол - гипохлоритный метод определения аммиака
- •Ход определения.
- •Лабораторная работа № 16 Фотометрический метод определения аммиака с реактивом Несслера
- •Ход определения.
- •Лабораторная работа № 17 Фотометрическое определение нитратов с салицилатом натрия
- •Ход определения.
- •Лабораторная работа № 18 Фотоколориметрическое определение нитритов по Гриссу
- •Ход определения
- •5.8. Фосфаты
- •Лабораторная работа № 19 Фотоколориметрическое определение фосфатов
- •Ход определения.
- •5.9. Хлориды
- •Лабораторная работа № 20 Аргентометрическое определение хлоридов по методу Мора
- •Ход определения
- •Лабораторная работа № 21 Определение хлоридов с помощью ионоселективного электрода
- •Ход определения.
- •5.10. Фториды
- •Лабораторная работа № 22 Определение фторидов с помощью ионоселективного электрода
- •Ход определения.
- •5.11. Сульфаты
- •Лабораторная работа № 23 Турбидиметрическое определение сульфатов
- •Всю посуду перед работой необходимо промыть дистиллированной водой! Ход определения.
- •5.12. Окисляемость
- •Лабораторная работа № 24 Перманганатная окисляемость воды по методу Кубеля
- •Ход определения.
- •Лабораторная работа № 25 Арбитражный метод определения хпк
- •Ход определения.
- •Лабораторная работа № 26 Ускоренный метод определения хпк
- •Ход определения.
- •5.13. Биохимическое потребление кислорода (бпк)
- •Лабораторная работа № 27 Биохимическое потребление кислорода
- •Ход определения
- •Контрольные вопросы и тестовые задания
- •Словарь терминов
- •Библиографический список
- •Приложение 1 Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов
- •Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в водных объектах рыбохозяйственного назначения, мг/дм3
- •Приложение 3 Гигиенические нормативы содержания вредных веществ в питьевой воде централизованного водоснабжения
- •Приложение 4 пдк вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки в системе водоснабжения
- •Приложение 5 Требования к качественному составу сточных вод, используемых для орошения различных почв
- •Приложение 6 пдк минеральных примесей в воде, предназначенной для поения скота
- •Приложение 7 Свойства воды и некоторые содержащиеся в ней компоненты: сроки их определения и возможность консервации
Vпробы – объем пробы воды , взятой для определения, см3.
5.6. Жесткость воды
Жесткость воды – свойство воды, которое зависит от содержания в ней главным образом растворенных солей кальция и магния. Эти элементы в природных условиях попадают в воду вследствие воздействия диоксида углерода на карбонатные минералы или в результате биохимических процессов, происходящих в увлажненных слоях почвы.
Суммарное содержание в воде растворенных
солей кальция и магния называют общейжесткостью. Общая жесткость подразделяется
накарбонатную,обусловленную
концентрацией гидрокарбонатов кальция
и магния, инекарбонатную,
обусловленную присутствием кальциевых
и магниевых солей сильных кислот.
Поскольку при кипячении воды гидрокарбонаты
переходят в карбонаты, которые выпадают
в осадок, карбонатную жесткость
называютвременной,или устранимой.
Жесткость, остающаяся после кипячения, называется постоянной. Она обусловлена присутствием в воде солей кальция и магния других минеральных кислот (обычно сульфатов, хлоридов, нитратов).
Жесткость выражают числом миллимоль-эквивалентов растворимых солей кальция и магния в 1 дм3воды (ммоль-экв/дм3).По жесткости вода подразделяется следующим образом: очень мягкая (от 0 до 1,5 ммоль-экв/дм3), мягкая (от 1,5 до 4 ммоль-экв/дм3), средней жесткости (от 4 до 8 ммоль-экв/дм3), жесткая (от 8 до 12 ммоль-экв/дм3), очень жесткая (свыше 12 ммоль-экв/дм3).
Карбонатная жесткость составляет до 70-80 % от общей жесткости.
Жесткость воды подразделяют на кальциевую и магниевую. Обычно преобладает жесткость, обусловленная ионами кальция (до 70%), однако в отдельных случаях может преобладать и магниевая жесткость.
Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего – в период половодья.
Умеренно жесткая вода не опасна в гигиеническом отношении, так как с водой в организм поступает 20 – 30 % кальция, необходимого для поддержания в норме обмена веществ в организме. Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая действие на органы пищеварения. Постоянное потребление очень жесткой воды способствует возникновению мочекаменной болезни. Большие количества солей в воде делают воду непригодной для хозяйственных нужд. В жесткой воде плохо развариваются овощи, перерасходуется мыло при стирке белья, выпадает осадок в водопроводных трубах и т.д. Вода, содержащая такие соли, совершенно непригодна для питания паровых котлов и для охлаждения технологического оборудования из-за образования плотных слоев накипи на внутренних стенках.
Допустимая общая жесткость воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения составляет не более 7 ммоль-экв/дм3. В некоторых случаях для конкретной системы водоснабжения допустимо увеличение общей жесткости воды до 10 ммоль-экв/дм3. Для рыбохозяйственных водоемов общая жесткость воды не должна превышать 4 ммоль-экв/дм3.
Раздельное значение карбонатной и некарбонатной жесткости получают, используя значения общей жесткости и щелочности воды. Если щелочность воды обусловлена только присутствием в воде гидрокарбонат-ионов (щелочность по фенолфталеину равна нулю), карбонатная жесткость будет равна общей щелочности (см. лаб. работу № 8). Тогда некарбонатную жесткость определяют как разницу между общей жесткостью и карбонатной
Ж некарб.= Ж общ.– Жкарб.
Если же щелочность воды по фенолфталеину не равна нулю, то определяют только общую жесткость.