ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Московский Государственный Технический Университет

«МАМИ»

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Кафедра «Экология и БЖД»

Лабораторный практикум

«Химический мониторинг состояния окружающей среды»

Составитель : Сотникова Е.В.

Москва 2006

Мониторинг означает наблюдение ( слежение ) за состоянием среды с целью обнаружения изменений этого состояния, их динамики, быстроты и направления. Этой работой профессионально занимаются специальные организации – биосферные заповедники, санэпидемстанции, экологические стационары и другие.

В данном практикуме предлагается описание ряда стационарных и наиболее распространенных аналитических работ, которые проводятся как отдельные элементы мониторинга. Выполнение этих работ даст возможность студентам достаточно полно ознакомиться с программами и характером мониторинга окружающей среды. Особое внимание обращено на особенности изучаемых объектов, определены задачи и цели их исследования.

Практикум состоит из пяти частей, в которые входят 13 лабораторных работ, рассчитанных на 32 часа. Рассмотрены методы мониторинга воды, атмосферного воздуха, воздушной среды помещений, почвенного покрова и снежного покрова.

Для защиты лабораторных работ составлены 80 контрольных вопросов и 22 задачи.

Практикум предназначен для студентов специальности «Инженерная защита окружающей среды».

Лабораторный практикум №1

«Определение показателей качества воды»

Существуют 3 группы показателей, определяющих качество воды:

1 – показатели, характеризующие физические свойства ( температура, запах, вкус, цветность, прозрачность, мутность, осадок)

2 – показатели, характеризующие химический состав воды ( рН,. жесткость, БПК, ХПК и другие )

3 – показатели, характеризующие эпидемическую безопасность воды ( общее микробное число и число бактерий группы Coli )

Лабораторная работа № 1

Определение физических и органолептических показателей

качества воды

Цель работы: обучение студентов проведению количественного определения органи- ческих и физических показателей, характеризующих состояние водного объекта.

Объем работы: 2 часа.

Физические свойства воды обусловливают внешний вид воды и могут указывать на загрязнение воды посторонними веществами.

1. Определение температуры воды

Температура влияет на скорость биохимических реакций и растворимость в воде кислорода, на вязкость воды и следовательно, на скорость осаждения взвешенных частиц. Для питьевых целей желательно иметь воду с температурой 7-15⁰С.

Повышенная температура воды способствует размножению сапрофитов, а температура ниже 5⁰С может вызвать простудные заболевания и разрушение эмали зубов.

Ход определения. Температура определяется сразу после отбора пробы или непосредственно в водоеме ртутным термометром с ценой деления 0,1⁰С. Термометр держат в воде не менее 5 мин.

2. Определение органолептических показателей качества воды

Органолептические наблюдения осуществляют с помощью органов чувств человека ( зрение, обоняние, вкус ). К органолептическим показателям относят запахи, вкусы и привкусы, мутность, цветность, прозрачность.

1.2.1. Определение запаха и вкуса воды

Запах и вкус природных вод зависят от ряда причин: температуры воды; присутствия газов, насыщающих воду; химического состава примесей.

По характеру запахи делятся на 2 группы:

1. запахи естественного происхождения, причиной которых являются живущие и отмершие в воде организмы, загнивающие растительные остатки и т.д. Их описывают, придерживаясь следующей терминологии:

Символ	Характер запаха
А Б Г Д З П Р С Т Н	Ароматный Болотный Гнилостный Древесный Землистый Плесневый Рыбный Сероводородный Травянистый Неопределенный

2. запахи искусственного происхождения, вызываемые примесями некоторых промышленных сточных вод. Их называют по соответствующим веществам: фенольный, хлорфенольный, камфорный, бензинный, хлорный и т.д.

Интенсивность запаха оценивают по 5-бальной шкале:

Оценка интенсивности запаха	Интенсивность запаха	Характер проявления запаха
0	никакого запаха	отсутствие ощутимого запаха
I	очень слабый	запах не замечаемый пот- ребителем, но обнаружи- ваемый специалистом
II	слабый	запах, обнаруживаемый потребителем, если обра- тить на это внимание
III	заметный	запах, легко обнаружива- емый; вода неприятна для питья
IV	отчетливый	запах, обращающий на себя внимание, может заставить воздержаться от питья
V	очень сильный	запах, настолько сильный что делает воду непри- годной для питья

Вкус и привкус также определяют органолептически по 5-бальной шкале. Различают 4 вида вкуса: соленый, горький, сладкий, кислый. Остальные виды вкусовых ощущений называют привкусами ( щелочной, железистый, металлический, вяжущий …)

Вкус и запах воды, предназначенный для питьевых целей при 20⁰С не должны быть более 2 баллов.

Ход определения. Исследуемой водой наполняют 2/3 объема колбы емкостью 150 – 250 мл, накрывают часовым стеклом и встряхивают вращательными движения – ми. Затем открывают колбу и определяют запах. Оценку интенсивности запаха проводят при 60⁰С, для чего воду в колбе нагревают.

Определение вкусов и привкусов ведется с заведомо безопасной водой при 20⁰С. Воду набирают в рот малыми порциями, не проглатывая. Отмечают наличие вкуса ( соленый, горький, кислый, сладкий ) или привкуса и их интенсивность в баллах по шкале, аналогично определению интенсивности запаха.

2. Определение цветности и окраски воды

Цветность – показатель качества воды, характеризующий интенсивность ее окраски и обусловленный содержанием окрашенных соединений.

Цветность природных вод обусловлена наличием в воде гуминовых и фульвокислот, их солей и соединений железа. Ее определяют после предварительного отстаивания пробы. Прямого соответствия между цветностью и количеством веществ, вызывающих окраску нет, поэтому степень цветности выражают не в мг/л , а в градусах хромово-кобальтовой шкалы. Измерение проводят колориметрическим сравниванием цвета пробы со стандартным раствором, имитирующим природную цветность и приготовленным из бихромата калия и сульфата кобальта в разных соотношениях.

Предельно допустимая величина цветности в питьевых водах 35⁰ по

хромово- кобальтовой шкале цветности.

Ход определения. Приготавливают шкалу цветности, для чего смешивают раствор №1 ( 0,0875 г K₂Cr₂O₇ + 2 г CoSO₄•7H₂O + 1cм³ H₂SO_4конц + дистиллированная вода до 1 л ), который соответствует цветности 500 и раствор №2 ( 1 см³ H₂SO_4конц, доведенный дистиллированной водой до объема 1 л )

Соотношение растворов для приготовления шкалы цветности:

Раствор №1, см3	0	1	2	3	4	5	8	8	10	12	14
Раствор №2, см3	100	99	98	97	96	95	94	92	90	88	86
Цветность	0	5	10	15	20	25	30	40	50	60	70

Растворы наливают в цилиндры емкостью 100 мл.

Шкалу хранят в темном месте и через 1 – 2 месяца ее заменяют.

В цилиндр наливают 100 мл профильтрованной воды и сравнивают со шкалой цветности, просматривая цилиндры сверху на белом фоне.

У сточных вод определяют окраску , которая обусловлена, в основном, красителями, используемыми особенно на предприятиях легкой промышленности.

Окраска определяется визуально в фильтрованных пробах в цилиндрах из бесцветного стекла ( розовая, слабо- желтая , буроватая и т.д. ), интенсивность окраски характеризуют степенью разбавления исследуемой воды дистиллированной , при которой окраска исчезает. Цилиндры, в которые наливают исследуемую и дистиллированную воду просматривают сверху на белом фоне. Результат записывают отношением, например, 1 : 500 ( 1 часть исследуемой пробы, 500 - сумма 499 частей разбавляющей воды и 1 части исследуемой ).

2. Определение мутности воды

Мутность природных вод обусловлена присутствием нерастворимых и коллоидных веществ неорганического ( глина, песок, гидроксид железа ) и органического

( илы, микроорганизмы, планктон, нефтепродукты ) происхождения.

Качественное определение степени мутности проводят описательно: слабая опалесценция ( степень мутности ) , опалесценция, слабая, заметная и сильная муть.

Измеряют мутность различными методами, в которых сравнивают пробу со стандартным раствором, мутность которого создается внесением в дистиллированную воду стандартной суспензии диоксида кремния SiO₂ или каолина ( тонко дисперсной породы продуктов выветривания полевых шпатов ) . Результаты выражают в мг/л. Мутность питьевой воды согласно санитарным нормам, действующим в нашей стране не должна превышать 1,5 мг/л по каолину.

Ход определения. Мутность воды определяют турбидиметрически ( по ослаблению проходящего через пробу света ) путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями ( 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 1,0; 1,5, 5,0 мг/дм³ каолина ). По оптическим плотностям стандартных суспензий и соответствующим им концентрациям строят калибровочный график. Для измерений используют ФЭК с зеленым светофильтром.