12. Химический анализ воды

Химический анализ воды проводится из всех источников водопотребления (питьевые, бытовые, культурные) на соответствие гигиеническим требованиям качества в целях предотвращения нежелательного ухудшения здоровья.

Методы определения значения pH

Для определения значения pH растворов широко используют несколько методик. Водородный показатель можно приблизительно оценивать с помощью индикаторов, точно измерять pH-метром или определять аналитически путём, проведением кислотно-основного титрования.

Для грубой оценки концентрации водородных ионов широко используются кислотно-основные индикаторы — органические вещества-красители, цвет которых зависит от pH среды. К наиболее известным индикаторам принадлежат лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (метилоранж) и другие. Индикаторы способны существовать в двух по-разному окрашенных формах — либо в кислотной, либо в основной. Изменение цвета каждого индикатора происходит в своём интервале кислотности, обычно составляющем 1—2 единицы.

Для расширения рабочего интервала измерения pH используют так называемый универсальный индикатор, представляющий собой смесь из нескольких индикаторов. Универсальный индикатор последовательно меняет цвет с красного через жёлтый, зелёный, синий до фиолетового при переходе из кислой области в щелочную. Определения pH индикаторным методом затруднено для мутных или окрашенных растворов.

Использование специального прибора — pH-метра — позволяет измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH), чем с помощью индикаторов. Ионометрический метод определения pH основывается на измерении милливольтметром-ионометром ЭДС гальванической цепи, включающей специальный стеклянный электрод, потенциал которого зависит от концентрации ионов H+ в окружающем растворе. Способ отличается удобством и высокой точностью, особенно после калибровки индикаторного электрода в избранном диапазоне рН, позволяет измерять pH непрозрачных и цветных растворов и потому широко используется.

Аналитический объёмный метод — кислотно-основное титрование — также даёт точные результаты определения кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) по каплям добавляется к исследуемому раствору. При их смешивании протекает химическая реакции. Точка эквивалентности — момент, когда титранта точно хватает, чтобы полностью завершить реакцию, — фиксируется с помощью индикатора. Далее, зная концентрацию и объём добавленного раствора титранта, вычисляется кислотность раствора.

Влияние температуры на значения pH

0.001 моль/Л HCl при 20 °C имеет pH=3, при 30 °C pH=3

0.001 моль/Л NaOH при 20 °C имеет pH=11.73, при 30 °C pH=10.83

Влияние температуры на значения pH объяснятеся различной диссоциацией ионов водорода (H+) и не является ошибкой эксперимента. Температурный эффект невозможно компенсировать за счет электроники pH-метра.

13. Основные методы очистки сточных вод. Эрозия почв. Пыль

Современная очистка сточных вод подразумевает полное или максимально возможное удаление загрязнений, примесей и вредных веществ. В наши дни методы очистки сточных вод полностью зависят от имеющегося характера загрязнений, а также от вредности содержащихся в сточных водах примесей, и в каждом отдельно взятом случае оптимальный метод подбирается в индивидуальном порядке.

механический метод очистки сточных вод (позволяет провести очистку всего лишь на 50-75%, состоит из двух методов: отстаивания и фильтрации, производится различными конструкциями, в частности ситами, решетками; основными недостатками считаются как низкая степень очистки, так и невозможность очистки воды от органических соединений, растворенных в ней; часто применяется перед биологической очисткой);

Источники загрязнения атмосферы могут быть естественными и искусственными. Естественные источники загрязнения атмосферы – извержения вулканов, лесные пожары, пыльные бури, процессы выветривания, разложение органических веществ. Естественные источники загрязнения атмосферы обычно имеют катастрофический характер. При извержении вулканов в атмосферу выбрасывается огромное количество газов, паров воды, твердых частиц, пепла и пыли. После затухания вулканической деятельности общий баланс газов в атмосфере постепенно восстанавливается. Существенно загрязняют атмосферу крупные лесные пожары. Чаще всего они возникают в засушливые годы. Дым от лесных пожаров распространяется на огромные площади. Пыльные бури возникают в связи с переносом сильным ветром поднятых с земной поверхности мельчайших частиц почвы. Сильные ветры - смерчи и ураганы - поднимают в воздух и крупные обломки горных пород, но они не держатся долго в воздухе. Причинами пыльных бурь являются засуха, суховеи; провоцируют их интенсивная распашка, выпас скота, сведение лесов и кустарников. Наиболее часты пыльные бури в степных, полупустынных и пустынных районах.

Катастрофические явления, связанные с извержением вулканов, лесными пожарами и пыльными бурями, приводят к возникновению светозащитного экрана вокруг Земли, который несколько изменяет тепловой баланс планеты. В целом эти явления имеют заметный, но локальный эффект в отношении загрязнения атмосферы. И совсем незначительный местный характер носит загрязнение атмосферного воздуха, связанное с выветриванием и разложением органических веществ.

ПЫЛЬ — взвешенные в воздухе частицы твердых веществ различного происхождения. По своему характеру различают пыль атмосферную и промышленную. К атмосферной пыли относятся:

1) космическая

2) вулканическая

3) радиоактивная — возникающая при ядерных взрывах;

4) дымовая — образующаяся на большом пространстве при лесных и торфяных пожарах;

5) лессовая (мгла, помеха) — приносимая из пустынь сухими и горячими ветрами;

6) наземная, городская пыль

Наибольшее содержание пыли отмечается в нижних слоях атмосферы, непосредственно прилегающих к поверхности земли (500— 1000 м); здесь число пылевых частиц в 1 см3 воздуха достигает нескольких тысяч

Промышленная пыль образующаяся при различных видах промышленного производства, может быть: растительного происхождения — хлопковая при обработке хлопка, сахарная в сахарном производстве, табачная, мучная, древесная и другая; животного происхождения — шерстяная при обработке шерсти, особенно в войлочно-валяльном производстве, щетинная на щеточных фабриках, костяная, роговая и другая; металлическая (медная, цинковая, свинцовая, железная, стальная и другая); минеральная (кварцевая, известковая, меловая и другая) и смешанная.

Вредное влияние промышленной пыли на здоровье человека находится в зависимости от вида и происхождения пыли, а также от ее дисперсности, то есть величины отдельных пылевых частиц и их способности длительно задерживаться в воздухе во взвешенном состоянии.

Количество пыли в атмосфере оказывает большое влияние на климат. Частицы пыли поглощают часть солнечной радиации, смягчая последствия глобального потепления. Также частицы пыли участвуют в формировании облаков, являясь ядрами конденсации.

Эрозия почв – процесс разрушения и сноса верхних, обладающих самым большим плодородием слоев почвы. Различают естественную и ускоренную (антропогенную) эрозии почв. Естественная эрозия протекает очень медленно, и в ходе ее плодородие почв не снижается. Ускоренная эрозия почв вызвана нерациональной хозяйственной деятельностью человека, в результате которой активизируются и усиливаются естественные эрозии (неправильная обработка и орошение почвы, чрезмерное внесение в нее удобрений, бесконтрольный выпас скота, вырубка лесов, осушение болот и т.п.)

Ветровая эрозия (дефляция) почв – выдувание и перенос мельчайших почвенных частиц ветром. Наиболее сильные и продолжительные ветра перерастают в пыльные (черные) бури. Пыльные бури загрязняют водоемы, атмосферу, негативно влияют на человеческое здоровье.

Водная эрозия почв – разрушение и смыв почвы под действием водных потоков. Экологический ущерб от водной эрозии огромен. Вода, стекая, образует промоины и овраги, вымывает из земли органические и минеральные вещества. Это приводит к потере плодородия почвы, образованию оврагов. В оврагах невозможна никакая сельскохозяйственная деятельность.

Борьба с эрозией делится на два вида:

1. межзональные меры – защитные лесонасаждения и гидротехнические сооружения; создание на склонах полос-буферов из многолетних трав; прекращение посева вдоль склона; укрепление, облесение склонов оврагов, песков; регулирование выпасов скота на склонах.

2. агротехнические меры – посев растений поперек склона; прокладка в почве дренажных скважин для стока излишней воды; углубление пахотного слоя для лучшего впитывания влаги и уменьшения поверхностного стока.