M01927

21

3.Які показники якості стічних вод контролює водоканал?

4.За які порушення у скиді стічних вод підприємствам нараховують додаткові стягнення?

4.3Матеріали,інструмент, прилади, обладнання

Сушильна шафа, термометр, терези аналітичні, фарфорові чашки

для випарювання рідини, вимірювальні циліндри на 25 і 100 мл, скляні воронки, колби конічні, ексикатор, фільтри, папір універсальний індикаторний.

Розчини: мила, (NH4)2C2O4, ВаCl2, AgNO3 з масовими частками 5%; конц. розчини: НСl, HNO3; дистильована вода; проби води для дослідження.

4.4 Вказівки з техніки безпеки

Дотримуватися правил роботи з електронагрівачами, кислотами та скляним посудом. Берегтися опіків.

4.5 Порядок проведення лабораторної роботи

Дослід 1. Визначення сухого залишку, фізичних показників та кислотності води.

Відібрати 25-50 мл досліджуваної води і вилити її у заздалегідь зважену фарфорову чашку. Чашку з водою накрити зваженою скляною воронкою, поставити на асбестову сітку і нагрівати доти, доки воронка не стане зовсім сухою. Чашку з залишком разом з воронкою остудити в ексікаторі з силікагелем і знову зважити.

Вміст сухого залишку Х обчислити за формулою:

X = a −b , г/л VВ

де а – маса чашечки з воронкою та сухим залишком, г; b – маса порожньої чашечки з воронкою, г;

VВ - об’єм проби стічної води, л.

Смужку індикаторного паперу занурити в досліджувану воду, витягти і зараз же порівняти її забарвлення з шкалою універсального індикатора. Зробити висновок про кислотність води, виходячи з того, що при рН < 6,5 воду називають кислою, при рН > 7,5 – лужною, а при 6,5< рН< 7,5 – нейтральною.

Результати досліджень занести в табл.4.1. Зробити висновок про мінералізацію досліджуваної води згідно з табл.4.2.

Дослід 2. Експрес-визначення іонного складу води.

Відібрати з кожної проби досліджуваної води по 3-4 мл у чотири пробірки. В інші чотири пробірки помістити таку ж кількість дистильованої води. Досліди проводити, порівнюючи пари: досліджувана вода - дистильована вода. До першої пари рідин додати мильного розчину і добре струшувати, спостерігаючи утворення піни. Зробити висновки про твердсть проб води, враховуючи, що тверда вода утворює з милом нерозчинні згустки, а стійка піна при цьому не з'являється (див. стор.9).

До другої пари пробірок додати декілька крапель оксалату амонію.

Присутність у воді іонів Са2+ визначити за появою білого осаду: Ca2+ + C2O42- = CaC2O4↓

До третьої пари пробірок додати по декілька крапель хлориду барія та конц. хлоридної кислоти, поява білого осаду свідчить про

присутність у розчині іонів SO42-:

SO42- + Ва2+ = Ва SO4↓

До четвертої пари пробірок додати 2-3 краплі нітрату срібла і переконатися у присутності іонів Cl–, якщо утворюється білий осад:

Cl– + Ag+ = AgCl↓

Занести свої спостереження до табл. 4.3.

Табл.4.3 – Результати експрес-визначення іонного складу води

23

4.6 Зміст звіту

Обчислити вміст сухого залишку (солевміст), зробити висновок про мінералізацію, іонний склад та твердість досліджуваної води. Розв’язати задачу.

Задача. Розрахуйте розмір збитку, заподіяного акваторії внаслідок скиду стічних вод промислових підприємств, шо містять забруднючую речовину масою М при лімітній масі Мл , скориставшись формулою:

Рзб = [( Нбі · Мл) + ( Нбі · Кк · Мпл)] · Кб , грн.

де Нбі – норматив платні за скид у водний басейн забруднювача, грн/т (табл.4.4);

Мл – маса скиду речовини за рік в межах ліміту, т (табл.4.4); Мпл – маса понадлімітного скиду, т;

Кк – коефіцієнт кратності платежу за скид у водний басейн забруднюючих речовин понад ліміту (Кк = 5);

Кб – басейновий коефіцієнт, що враховує територіальні, екологічні та соціально-економічні особливості регіону (табл.4.5).

Таблиця 4.4 - Базові нормативи за скид у водний басейн деяких забруднювачів

Таблиця 4.5 - Регіональний (басейновий) коефіцієнт Кб, що враховує територіальні, екологічні та соціально-економічні особливості регіону

25

5.1 Загальні відомості

Мідь є одним з найважливіших мікроелементів живої природи, що входить до складу багатьох ферментів, вітамінів та гормонів. Сполуки міді регулюють процеси дихання, росту та розвитку рослин. В організмі людини мідь бере участь в процесах обміну речовин, утворення кісток, м’яких тканин, синтезі гемоглобіну. В той же час незв’язані іони міді (Сu2+) можуть негативно впливати на живі істоти, тому що вони є сильними окисниками і діють як ферментні

отрути. Цим пояснюється використання сполук міді у сільському

господарстві для знищення комах, шкідливих рослин, грибкових захворювань, а також в якості лікарських засобів у фармації. Отже, як відсутність, так і надлишок міді у навколишньому середовищі негативно впливають на живі організми. Гранично допустима концентрація для сполук міді у воді становить 1 мг/л.

Вміст міді можна визначити за допомогою фотометричного

метода у вигляді синього аміачного комплексу: Cu2+ + 4NH4OH = [Cu(NH3)4]2++ 4Н2О.

Сутність методу. Метод ґрунтується на вибірковому поглинанні електромагнітного випромінювання забарвленим розчином. Застосування цього методу визначається його чутливістю, точністю та відносною простотою виконання. Досліджуваний іон переводять у забарвлену сполуку, а потім вимірюють інтенсивність забарвлення утвореного розчину (оптичну густину А). Коли крізь розчин досліджуваної речовини пропускають монохроматичний потік випромінювання (тобто світло певної довжини хвилі) з інтенсивністю І0, частина світла поглинається, а частина І проходить крізь розчин

(рис 5.1).

Рис.5.1 – Проходження світлового потоку крізь забарвлений розчин Логарифм відношення І0 до І називають оптичною густиною А:

А = lg II0

26

Послаблення світлового потоку залежить від кількості частинок, які поглинають світло. За законом Бугера – Ламберта – Бера оптична густина А розчину збільшується прямо пропорційно збільшенню концентрації речовини: А = ε l c ,

де ε - молярний коефіцієнт світопоглинання, л/моль·см; l – товщина поглинального шару, см;

с – молярна концентрація розчину, моль/л.

Чутливість та похибка фотометричного визначення залежить від довжини хвилі електромагнітного випромінювання, бо забарвлені сполуки нерівномірно поглинають світло у різних частинах спектру. Аналіз ведуть при довжині хвилі λmax, що відповідає максимуму на спектрі поглинання (рис. 5.2).

λ, нм

Рис.5.2 - Залежність оптичної густини від довжини хвилі

Вимірювання опичної густини спирається на метод, за допомогою якого досягається рівність інтенсивностей двох світлових потоків, що проходять крізь досліджуваний розчин і розчин порівняння.

Вимірювання оптичної густини проводиться на фотометрі, принципова схема якого зображена на рис.5.3. Два світлових потока однакової інтенсивності від лампи 1 за допомогою дзеркал 2 проходять крізь світлофільтри 3, які вибірково пропускають промені у визначеному інтервалі довжини хвилі. Потім монохроматичне випромінювання проходить крізь кювети 4 з вимірювальним розчином і розчином порівняння і попадає на фотоелементи 7, які перетворють

27

світлову енергію на електричну. Різниця фотострумів вимірюється гальванометром 8.

Для виконання серійних аналізів користуються методом градуювального графіка. Для цього вимірюють оптичні густини розчинів з точно відомою концентрацією і будують графік залежності А = f(c), тобто градуювальний графік (рис.5.4).

Після цього визначають оптичну густину досліджуваного розчину Аx, знаходять її значення на вісі ординат, а потім на вісі абсцис – відповідне значення сx. Періодично градуювальник графік перевіряють за двома-трьома свіжо-приготованими розчинами.

5.2Контрольні запитання

1.У чому полягає позитивна та негативна дія міді на організм

людини?

2.Назвіть основні джерела надходження міді у грунт та водойми.

3.Якими методами можна очистити стічну воду від важких металів?

5.3Матеріали, інструмент, прилади, обладнання

Фотоелектроколориметр, міліметровий папір; вимірювальний

циліндр на 100 мл, вимірювальні колби на 50 і 1000 мл, піпетки; фільтрувальний папір; дистильована вода.

Стандартний розчин солі міді з концентраціэю 1 г/л, розчин амоніаку (1:3).

28

1

22

8

1 – лампа; 2 – дзеркала; 3 – кольорові світлофільтри; 4 – кювети; 5 – діафрагма; 6 – фотометричний клин; 7 – фотоелементи; 8 – гальванометр

Рис.5.3 – Схема фотоелектроколориметра (ФЭК-М, ФЭК-56)

5.4 Вказівки з техніки безпеки

Суворо дотримуватись правил роботи з електроприладами і амоніаком.

5.5 Порядок проведення лабораторної роботи

Приготувати серію робочих розчинів: у п'ять вимірювальних колб на 50 мл налити по 5, 10, 15, 20, 25 мл стандартного розчину солі міді (ІІ) концентрацією 1 г/л і додати у кожну колбу по 10 мл розчину амоніаку (1:3). Вміст колб довести дистильованою водою до риски та перемішати.

Виміряти оптичну густину отриманих розчинів при світлофільтрі, що відповідає довжині хвилі 580 нм. Побудувати градуювальлний графік.

29

Хід визначення.

У вимірювальну колбу на 50 мл відібрати 5-25 мл досліджуваної води, додати розчин амоніаку (1:3), довести вміст колби до риски дистильованою водою і перемішати. Визначити оптичну густину досліджуваного розчину за тих ж умов, що і при фотометрируванні робочих розчинів.

Концентрацію розчину міді знайти за градуювальним графіком. Вміст міді у досліджуваній воді визначити, враховуючи розведення.

Поправку на вміст речовин, що можуть бути присутні у досліджуваній воді і утворювати з амоніаком кольорові сполуки, вносять, визначивши їх окремо спеціальними методами.

5.6 Зміст звіту

Побудувати градуювальний графік, визначити вміст міді у досліджуваній воді, порівнявняти його з ГДК. Розв’язати задачу.

Задача. До водойми санітарно-побутового призначення надходить стічна вода кількістю Q, м3 за годину. З заводу “Радіоприлад” разом з стоком потрапляє у водойму G г міді за годину. Яка концентрація міді у стічній воді? Чи шкідлива така вода? (ГДК Сu2+ = 1 мг/л).

Для визначення концентрації забруднювача у стічній воді користуються формулою:

c = GQ ≤ ГДК речовини,

де c – концентрація шкідливої речовини у воді, 1 мг/л;

Q – кількість стічної води, що потрапляє у водойму за годину, м3/год; G – кількість шкідливої речовини, що надходить у водойму разом з стоком, м3/год.

Умови задач

30

5.7Рекомендована література

1.Методичні вказівки до лаборатооних робіт з курсу “Основи

промислової екології ” (для студентів всіх форм навчання). Укл. М.Ф.Бомбушкар, Л.П.Осаул, О.В.Мазулін – Запоріжжя, 1993. ЗДТУ –

27с.

2.Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод.-

М.: Химия. 1982. – 448 с.

Лабораторна робота № 6

ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ ШКІДЛИВИХ РЕЧОВИН У ПОВІТРІ РОБОЧОЇ ЗОНИ

Мета роботи: ознайомитись з методом експресного визначення вмісту шкідливих речовин у повітрі робочої зони.

6.1 Загальні відомості

За стандарт якості повітря прийнято гранично-допустимі концентрації (ГДК). Для атмосферного повітря встановлено три показники ГДК: максимально-разові (ГДК м.р.), середньодобові (ГДК с.д.) та робочої зони (ГДК р.з.). ГДК с.д. є основними, їх призначення

– не допускати несприятливого впливу на людей внаслідок тривалої дії шкідливих речовин; ГДК м.р. встановлюють для речовин, що мають різкі пахощі або подразливу дію.

Гранично допустима концентрація шкідливої речовини у повітрі робочої зони – це концентрація, яка під час щоденної роботи (крім виходних) в межах 8 годин або іншої тривалості, але не більше 41 години на тиждень протягом усього робочого стажу не повинна викликати захворювань чи відхилень в стані здоров'я, що можна виявити сучасними методами досліджень в процесі роботи або у віддалені строки життя сучасного і наступного поколінь. Робочою зоною вважається простір висотою до 2 м від рівня підлоги або площі, на якій знаходяться місця постійного або тимчасового перебування працюючих.

Величина найбільшої концентрації шкідливої речовини у повітрі не повинна перевищувати встановленого рівня ГДК для цієї речовини, тобто См < ГДК. Якщо у повітрі присутні декілька (n) шкідливих речовин, що мають ефект сумарної дії, визначають їх сумарну