3. Лабораторный анализ проб воды

В процессе прохождения практики нами были взяты четыре пробы воды 25.06.2012 для дальнейшего исследования и лаборатории.

Проба №1 – родник

Проба №2 – ручей Должик

Проба №3 – Орловый пруд №1

Проба №4 – Орловый пруд №2

Мы проводили анализы по сокращенной программе, т.е. на определенные показатели.

Для каждой пробы были определены:

- рН

- общая жесткость

- концентрация ионов Са²⁺

- концентрация ионов Mg²⁺

- концентрация ионов Cl⁺

- концентрация ионов NH₄⁺

- концентрация ионов NO₂⁺

Значение рН воды имеет важное значение при формировании химического состава вод. Процессов их очищения, обеспечения условий существования для растительного и животного мира водоема. Например понижение рН способствует увеличению растворимости карбонатов, сульфидов, фосфатов, тяжелых металлов, увеличению их миграции и доступности для усвоения живыми организмами, отравлению.

Наиболее точно рН можно определить при помощи рН-метра, но в эоловых условиях в полнее подойдет индикаторная бумага и по цветной шкале можно удобно и быстро определить рН.

Жесткость воды обусловлена наличием солей кальция и магния. Различают карбонатную и некарбонатную жесткость, первая обусловлена гидрокарбонатами, вторая – хлоридами и сульфатами кальция и магния.

В водоемах с мягкой водой (до 20 мг/л СаСО₃) действие ядовитых неорганических соединений проявляется при менее низких концентрациях, чем в водоемах с жесткой водой.

В лаборатории общую жесткость исследуемых проб количественно мы определили комплексонометрическимтитрированием. Титрометрический метод анализа основывается на взаимодействии двух и более растворов определенного объема, концентрация одного из растворов которого известна. Комплексонометрическое титрование основывается на взаимодействии катионов кальция и магния с трилоном Б в аммиачном буферном растворе (рН= 9,5) с образованием комплексных соединений при условии добавления специальных реактивов, в нашем случае хромового темно-синего. Титрование проводилось пипеткой, брались аликвотные части исследуемых проб воды – 10 см³, и титровались до перехода окраски раствора из сиренево-красной в темно-синею.

Жесткость определялась по формуле:

Ж = ,

Где: n – объем компликсона-3

N – нормальность или концентрация трилона-Б (равняется 0.02 г/дм³)

V – объем пробы (10 см³)

Расчеты представлены ниже в виде таблице 3.1.

Определение концентрации ионов кальция подобно определению жесткости, только в качестве буферного раствора применялся раствор NaOH, а индикатор – мурексид. Титрование проводилось трилоном Б до момента перехода окраски раствора из розового в фиолетовый.

Концентрация ионов кальция определяется по формуле:

=

Где: n – объем компликсона-3

N – нормальность или концентрация трилона-Б (равняется 0.02 г/дм³)

V – объем пробы (10 см³)

Концентрация ионов магния определяется вычитанием из общей жесткости пробы концентрации ионов кальция.

Ионы хлора можно определить характерной реакцией, при добавлении нитрата серебра AgNO₃, выподает характерный не растворимый осадок белого цвета. Количественно же концентрацию ионов хлора мы определяли при помощи титрования исследуемых проб воды нитратом серебра (0.02 и концентрированного раствора AgNO₃)с добавлением 1% раствора хромата калия до перехода окраски раствора из желтой в буро-оранжевую.

Определяем С_Cl – по формуле:

С_Cl = ,

Где – концентрация AgNO₃ (0.02 Н)

n1 – объем AgNO₃ на титрование пробы, см³

n2 – объем AgNO₃на титрование холостой пробы (0,03 см³)

Азот, как и фосфор, является основным компонентом живых организмов. В природе, например в водоемах постоянно происходит круговорот соединений азота. Вследствие разложения белков в водоемах образуется аммиак, который со временем окисляется до нитратов и нитритов.

Для определения нитратов и аммония применяется фотометрический метод. Метод основан на способности первичных ароматических аминов в присутствии азотистой (нитритной) кислоты давать интенсивно окрашенные соединения. Оптическую плотность образованного соединения определяют при длине волны, = 536 нм.

Вначале приготавливают основной стандартный раствор и рабочий стандартный раствор NaNO₂. Растворы готовятся в день определения. Затем в них добавляют сухой реактив Гриеса для определения нитратов и реактив Неселера для аммония. Растворы оставляют на 40 минут, а затем по очереди в порядке возрастания концентрации измеряют оптическую плотность растворов на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром в кювете с толщиной слоя 5 см относительно холостой пробы. Результаты измерения заносят в рабочий журнал. На результате полученных данных строят калибровочный график, откладывая по оси абсцисс значения концентрации, а по оси ординат – значение оптической плотности.

Содержание нитритов и аммиака в мг/дм³ рассчитывают по формуле:

С_х= С ,

где: С – концентрация нитритов и аммиака, найденная по калибровочному графику, мг/дм³;

- степень разбавления исследуемой пробы воды (в случае, если исследуемую пробу не разбавляют, 1; а если взято например 10 см³ и разбавлено до 50 см³, и т.п.).

Таблица 3.1 – Результаты анализа проб воды

№ пробы	рН	Общая жесткость воды мг экв/дм3	ССа2+мг/ дм3	СMg2+ мг/ дм3	СCl+мг/дм3	СNH4+мг/дм3	СNO2+мг/дм3
1	7,0	15,0	200.4	60.8	196	0.34	0.03
2	6,5	15,2	192.4	68	338	0.75	0.72
3	7,0	12,8	216.4	24.1	451	0.93	0.52
4	6,0	14,8	184.4	68	402	0.48	0.46
ПДК	6,0-9,0	7-10			350	0.5	0.08

Таблица 3.2 – прошлогодниерезультаты анализа проб воды

№ пробы	рН	Общая жесткость воды мг экв/дм3	ССа2+мг/ дм3	СMg2+ мг/ дм3	СCl+мг/дм3	СNH4+мг/дм3	СNO2+мг/дм3
1	6,8	15,0	176,4	75,4	-	0.28	0.03
2	6,5	8,6	252,5	77,8	-	0.89	0.3
3	6,5	15,8	204.4	68,1	-	0.35	0.3
4	7,0	15,0	184.4	70,5	-	0.48	0.28

Если сравнивать полученные результаты с прошлогодними, которые представлены в таблице 3.2, то в значениях рН изменения не значительны. Жесткость воды увеличилась в 3 пробах. И превышает ПДК. С_Mg²⁺ уменьшилось во всех пробах, С_NH4⁺увеличилось в первой и в третьей пробе, а уменьшилось во второй и четвертой, С_NO2⁺ - увеличилось во всех пробах, кроме №1. В воде родника С_NO2⁺ – не изменилась.

Что касается превышений ПДК, то по содержанию С_NH4⁺наблюдались превышения только лишь по второй пробе, а с течением одного года превышения наблюдались уже в трех пробах.