Размещено на http://www.allbest.ru/

БУ ВО Ханты-Мансийского автономного округа - Югры

“СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ”

Институт естественных и технических наук

Кафедра ЭКОЛОГИИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине ГИДРОХИМИЯ

ВЗВЕШЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА И РАСТВОРЕННЫЕ СОЛИ В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ

Фаузитдинова Камила Айдаровна

Руководитель:

ФИО Шорникова Елена Александровна

Сургут, 2017



• СОДЕРЖАНИЕ
• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ВЗВЕШЕННЫЕ ВЕЩЕТВА
• 1.1 Мутность
• 1.2 Прозрачность
• 1.3 Характер загрязнений сточных вод взвешенными веществами
• 1.3.1 Взвешенные вещества и донные отложения
• ГЛАВА 2. СОЛЕВОЙ СОСТАВ ПРОБ ВОДЫ
• 2.1 Классификация природных вод
• 2.2.1 Классификация природных вод по величине минерализации
• ГЛАВА 3. ГЛАВНЕЙШИЕ ИОНЫ ВОДНОЙ СРЕДЫ
• 3.1 Хлоридные ионы
• 3.2 Сульфатные ионы
• 3.3 Ионы щелочных металлов
• ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ И ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ ГРАВИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
• ГЛАВА 5. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
• 5.1 Обработка результатов измерений
• 5.2 Заключение по результатам расчетов
• Заключение
• Список литературы
• Приложение
• загрязнение сточный вода минерализация


ВВЕДЕНИЕ

Взвешенные вещества - это вещества, которые остаются на фильтре при использовании того или иного способа фильтрования.

Общепринятым является отнесение к ним частиц минерального и органического происхождения, остающихся на фильтре при фильтровании пробы через фильтр с диаметром пор 0,45 мкм.

Актуальность солевого состава проб воды заключается в том, чтобы определить одно из главных критериев качества воды, определяющий степень минерализации воды.

Сухим остатком в воде можно охарактеризовать присутствие в ней нелетучих растворённых твердых веществ.

Сухой остаток -- это масса остатка, получаемого выпариванием профильтрованной пробы сточной воды и высушиванием при 103--105 °С или 178--182 °С. Величина эта должна выражать суммарное количество растворенных в пробе веществ, неорганических и органических. Получаемые результаты, однако, удовлетворяют этому требованию лишь приближенно, при какой бы из указанных двух температур ни проводилось высушивание остатка.

Гравиметрическим расчётным методом определяется характер и наличие сухого остатка. Для определения типа сухого остатка, испытуемую пробу необходимо профильтровать для отделения от органических примесей.

Примеси определяют гравиметрическим методом после их отделения путем фильтрования через фильтр "синяя лента"

Цель работы:

Определить в природных водах взвешенные вещества и общее содержание примесей гравиметрическим методом. В моем случае это поверхностные воды с территории города Нефтеюганска.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Поиск и обработка теоретического материала по данной теме

2. Рассмотреть основные понятия методики определения взвешенных частиц и солевого состава проб в природных водах гравиметрическим методом

3. Сравнение полученных результатов с нормативами СанПин



ГЛАВА 1. ВЗВЕШЕННЫЕ ВЕЩЕТВА

Взвешенные вещества являются постоянным компонентом воды в водных экосистемах. Представлены они в виде примесей органического и неорганического происхождения [4].

Взвешенные твердые вещества, присутствующие в природных водах, состоят из частиц глины, планктона и различных микроорганизмов. Концентрация взвешенных частиц связана с сезонными факторами и режимом стока, зависит от пород, слагающих русло, а также от антропогенных факторов, таких как сельское хозяйство, горные разработки и т.п [4].

Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды и на проникновение в нее света, на температуру, состав растворенных компонентов поверхностных вод, адсорбцию токсичных веществ, а также на состав и распределение отложений и на скорость осадкообразования. Вода, в которой много взвешенных частиц, не подходит для рекреационного использования по эстетическим соображениям [4].

Общее количество взвешенных веществ, содержащихся в воде, характеризуется такими показателями, как мутность и прозрачность (величина, обратная мутности),мг/л. Наименьшая мутность водоемов наблюдается зимой, когда они покрыты льдом, наибольшая - весной в период паводка, а также летом вследствие выпадения дождей, таяния снега в горах и развития мельчайших плавающих живых организмов и водорослей [4].

Повышение мутности воды может быть вызвано выделением некоторых карбонатов, гидроксидов алюминия, марганца, высокомолекулярных органических примесей гумусового происхождения, появлением фито и зоопланктона, окислением соединений железа (II) кислородом воздуха, сбросом неочищенных производственных сточных вод и др [4].

Наличие в воде взвешенных частиц препятствуют использованию воды для хозяйственно-бытовых целей (допустимое содержание - не более 2 мг/л), для питания паровых котлов и для некоторых видов производств (производство тканей, кинопленки и др.); при содержании более 50-100 мг/л могут вызывать загрязнение теплообменных аппаратов. Содержание взвешенных веществ измеряется в г/м (мг/л) [6].

1.1 Мутность

Мутность природных вод вызвана присутствием тонкодисперсных примесей, обусловленных нерастворимыми или коллоидными неорганическими и органическими веществами различного происхождения.

Качественное определение проводят описательно: слабая опалесценция, опалесценция, слабая, заметная и сильная муть.

В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству питьевой воды мутность не должна превышать 1,5 мг/дм3 по каолину [6].

1.2 Прозрачность

Воду в зависимости от степени прозрачности условно подразделяют на прозрачную, слабоопалесцирующую, опалесцирующую, слегка мутную, мутную, сильно мутную. Мерой прозрачности служит высота столба воды, при которой можно наблюдать опускаемую в водоем белую пластину определенных размеров (диск Секки) или различать на белой бумаге шрифт определенного размера и типа (как правило, шрифт средней жирности высотой 3,5 мм). Результаты выражаются в сантиметрах с указанием способа измерения [6].

Ослабление интенсивности света с глубиной в мутной воде приводит к большему поглощению солнечной энергии вблизи поверхности. Появление более теплой воды у поверхности уменьшает перенос кислорода из воздуха в воду, снижает плотность воды, стабилизирует стратификацию. Уменьшение потока света также снижает эффективность фотосинтеза и биологическую продуктивность водоема[6].

Определение прозрачности воды - обязательный компонент программ наблюдений за состоянием водных объектов. Увеличение количества грубодисперсных примесей и мутности характерно для загрязненных и эвтрофных водоемов [6].

1.3 Характер загрязнений сточных вод взвешенными веществами

Вещества в зависимости от крупности и плотности примесей подразделяются на следующие группы:

Первая - включения большой величины, плотность которых больше водной среды. Они характеризуются повышенной оседающей способностью.

Вторая - легкие взвеси мелкой крупностью, которые в свою очередь разделяются на две формы:

· не оседающие и не всплывающие (взвешенные в жидкости)

· обладающие плохими седиментационными свойствами

Третья - всплывающие на поверхность, плотность которых меньше жидкой среды [Приложение 3].

В сбросах предприятий отраслей металлургии и машиностроения. Они представлены загрязнениями минерального происхождения [6].

1.3.1 Взвешенные вещества и донные отложения

На практике взвешенным веществом (ВВ) рек или водоемов называют суспензированные в водном потоке (водной толще) твердые частицы размером больше 0,45 мкм [11]. Очевидно, что такое деление природных вод на раствор и взвешенное вещество проводится чисто условно. Под понятием "донные отложения" (ДО) в гидрохимии понимают “то, что образуется из оседающих частиц, в результате отмирания водной растительности, илообразования или подмыва и обрушения берегов” [7]. Согласно современным нормативным документам, ДО - это донные наносы и твердые частицы, образовавшиеся и осевшие на дно водного объекта в результате внутриводоемных физико-химических и биохимических процессов, происходящих с веществами как естественного, так и техногенного происхождения [3]. В зависимости от происхождения природные ДО делятся:

1) на литогенетические (глинистые минералы, кварц и т. д), образованные при эрозии почв и выветривании основных пород;

2) образующиеся в воде в результате реакций между минеральными соединениями (частицы типа гидрооксидов Fe, Mn, Al или их сульфидов);

3) биотические, состоящие из минеральных частиц биологического происхождения (типа CaCO3) и органических веществ, включая остатки биоты [12]. Для целей экологического мониторинга (например, при изучении транспорта и сорбции загрязняющих веществ) очень важна классификация донных отложений и взвешенных веществ по размеру составляющих их частиц. Классификация ДО по размеру составляющих их частиц, проведенная Х. Гуем [13] и официально принятая Геологической службой США, в настоящее время в мире является общепризнанной (табл 1.3.1.). По утверждению А. Хоровитца [14] подавляющая часть ДО озер, рек, океанов и эстуариев мира представлена частицами менее 2 мм, которые, согласно классификации Х. Гуйя, включают песковые, иловые и глинистые фракции.

Таблица 1.3.1

Классификация ДО и ВВ по размеру составляющих их частиц [13]

Класс	Размер частиц
Валуны	> 256 мм
Булыжники
большие	256 - 128 мм
маленькие	128 - 64 мм
Гравий
очень грубый	64 - 32 мм
грубый	32 - 16 мм
средний	16 - 8 мм
мелкий	8 - 4 мм
очень мелкий	4 - 2 мм
Песок
очень грубый	2000 - 1000 мкм
грубый	1000 - 500 мкм
средний	500 - 250 мкм
мелкий	250 - 125 мкм
очень мелкий	125 - 62 мкм
Ил
грубый	62 - 31 мкм
средний	31 - 16 мкм
мелкий	16 - 8 мкм
очень мелкий	8 - 4 мкм
Глина
грубая	4 - 2 мкм
средняя	2 - 1 мкм
мелкая	1 - 0,5 мкм
очень мелкая	0,5 - 0,25 мкм



ГЛАВА 2. СОЛЕВОЙ СОСТАВ ПРОБ ВОДЫ

Сухой остаток является показателем степени общей минерализации и характеризует совокупность солевого состава (главным образом хлоридов, сульфатов, щелочных металлов.) Повышение солевого состава воды снижает растворимость в ней нефтепродуктов.

Более 85% вод на территории России относятся к слабоминерализованным водам суши гидрокарбонатного класса [1]. Воды рек и озер ХМАО также в большинстве случаев относятся к гадрокарбонатному классу, кальциевой группе.

Обобщение данных мониторинговых исследований свидетельствует, что по общей минерализации практически все воды рек и озер ХМАО относятся к пресным либо ультрапресным, с минерализацией в летный период не более 200 мг/дм³ и зимний - не более 400 мг/дм³ [1].

Общая минерализация - это количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Его еще называют содержанием твердых веществ или общим солесодержанием, так как вещества растворенные в воде находятся в виде солей. Наиболее распространенные неорганические соли (бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и маленькое количество органических веществ, растворимых в воде. Общую минерализацию путают с сухим остатком. На самом деле, эти параметры очень близки, но методы их определения разные. При определении сухого остатка, не учитываются более летучие органические соединения, растворенные в воде. В результате общая минерализация и сухой остаток могут отличаться на величину этих летучих соединений (как, правило, не более 10%) [1].

Причиной малой минерализации речных вод являются преобладание атмосферного питания, а также значительная заболоченность водоразделов с преобладанием верховых торфяников. Низкая минерализация связана также и с процессами сезонного промерзания поверхностного слоя грунтов. Определенное значение для формирования состава подземных и поверхностных вод, особенно в северных частях округа, также имеют процессы криогенного метаморфизма - изменения концентрации и соотношения главных ионов в результате процессов промерзания - протаивания грунтов. Известно, что наиболее значительной криогенной метаморфизации подвержены воды, в составе которых содержатся в больших количествах гидрокарбонаты и сульфаты щелочных металлов, интенсивно выпадающие в осадок даже при небольшом понижении температуры. Неоднократно повторение процесса промерзания пород снижает соленасыщенность грунтовых вод в несколько раз, в результате чего они не редко превращаются в ультрапресные [2].

По характеру внутригодовых изменений минарализации реки ХМАО относятся к западно-сибирскому типу [1], с отчетливо выраженным падением минерализации в половодье и максимальной минерализации в зимнюю межень. Изменение минерализации воды реки в значительной мере находится в обратной зависимости от величины расхода. Максимальная минерализация обычно наблюдается в конце подледного периода, когда питание рек осуществляется за счет грунтовых вод. С увеличением расхода воды (в половодье) концентрации минеральных ионов снижаются, общая минерализация уменьшается, жесткость воды в этот период минимальная. Обычные показатели минерализации рек округа в период весеннего половодья составляют 40 - 100 мг/дм³. [2].

В период спада уровня и переходом на летнее - осеннюю и зимнюю межень минерализация вод увеличивается приблизительно в вдвое. В летний период минерализация вод большинства рек ХМАО составляет 100 - 150 мг/дм³ [Приложение 4] [2].

В осенний период минерализация сильно зависит от метеорологических условий года: в дождливые сезоны она понижена по сравнению с сухими. Однако для такого крупного водотока, как Обь, упрощать зависимость “расход - минерализация” до однозначно обратно нельзя, она, несравненно, более сложная из-за неоднородности условий формирования ионного состава воды в отдельных частях бассейна [2].

Реки, формирующиеся в пределах местных водосбросов, обычно имеют минерализацию меньше, чем крупные реки (Иртыш и Обь), истоки которых располагаются в степной и полупыстынной зонах [2].

Минерализация вод Оби неравномерна на разных отрезках течения реки. В целом для Оби характерно снижение минерализации от истока к устью. Если выше границы ХМАО, в пределах Томской области, средняя минерализация Оби составляет 199 мг/дм³ [9].

Максимальные значения показателя отмечены для рек Иртыш и Ватинский Еган. Средняя минерализация вод Иртыша в нижнем течении, вблизи впадения в Обь, составляет по данным мониторинговых наблюдений, 164 мг/дм³ в период летне - осенний межени. Повышенная минерализация вод Иртыша, истоки которого находятся в степной и пустынной зонах, связана с природными факторами, поскольку для истоков Иртыша характерна высокая минерализация поверхностных вод Оби в районе пос. Белогорье [8].

Повышенная минерализация вод р. Ватинский Еган обусловнена техногенными причинами (солевое загрязнение). По данным наблюдений проведенных в различные гидрологические сезоны (1995 - 2005 гг.), средняя минерализация вод р. Ватинский Еган составила 383 мг/дм³, что превышает этот показатель для других рек округа в 2 - 4 раза [2].

Самая низкая минерализация характерна для рек, имеющих истоки на заболоченных водосборах с доминированием верховых олиготрофных болот. Среднее значение минерализации таких рек (Казым, Пим, Согом, Тромъеган, Назым, Большой Юган) в период летней межени не превышает 100 мг/дм³[Приложение 5] [2].



2.1 Классификация природных вод

Химический состав поверхностных вод зависит от факторов, как непосредственно влияющих на водную среду, так и определяющих условия, в которых протекает взаимодействие веществ с водой. Совокупность этих факторов, а также различные химические и физические внутриводоемные процессы обуславливают большое разнообразие природных вод, что, в свою очередь, привело к необходимости их классификации. В классической гидрохимии существуют два основных типа классификации природных поверхностных вод: по величине минерализации и по химическому составу [2].

2.2.1 Классификация природных вод по величине минерализации

Под минерализацией природных вод принято считать общее содержание растворенных в ней минеральных веществ. Для пресных вод она обычно выражается в мг/л, для солоноватых и рассолов - в г/л или г/кг (%). В современной гидрохимии существует более десятка классификаций по величине минерализации, наиболее распространенные из них приведены в табл. 2.2.1 [2].

Таблица.2.2.1

Типы природных вод по величине минерализации

Автор классификации	Тип вод	Минерализация
И.К. Зайцев [Зайцев, 1986]	Пресные:
	а) весьма пресные	< 0,1%
	б) нормально пресные	0,1 - 0,5%
	в) жесткие пресные	0,5 - 1%
	Соленые:	135%
	а) солоноватые	1 - 3%
	б) слабосоленые	3 - 10%
	в) сильносоленые	10 - 35%
	Рассолы:	> 35%
	а) весьма слабые	35 - 70%
	б) слабые	70 - 140%
	в) крепкие	140 - 270%
	г) весьма крепкие	270 - 350%
	д) сверхкрепкие	> 350%
О.А. Алекин [Алекин, 1970]	Очень малая минерализация	< 0,1 г/л
	Малая минерализация	0,1 - 0,2 г/л
	Средняя минерализация	0,2 - 0,5 г/л
	Повышенная минерализация	0,5 - 1,0 г/л
	Высокая минерализация	> 1 г/л

Типы классификаций свидетельствуют об отсутствии единого мнения по ранжированию природных вод по величине минерализации. Общепринято только значение минерализации, характеризующее границу пресных вод, - 1 г/л, она присутствует во всех известных классификациях [7]. Классификация поверхностных природных вод по величине минерализации позволяет проводить их разделение лишь в общих чертах и не учитывает особенностей содержания отдельных ионов, газов. Этому требованию отвечает классификация вод по химическому составу [2].



ГЛАВА 3. ГЛАВНЕЙШИЕ ИОНЫ ВОДНОЙ СРЕДЫ

3.1 Хлоридные ионы

Важным компонентом ионного состава являются хлориды. Концентрация хлоридов в поверхностных водах подвержена значительным сезонным колебаниям, коррелирующим с изменением общей минерализации воды. Летом содержание хлоридов в фоновых условиях обычно не превышает 10-15 мг/дм³, зимой оно возрастает пропорционально увеличению общей минерализации речных вод, достигая 20 - 25 мг/дм³[2].

С увеличением же минерализации воды содержание хлора увеличивается как абсолютно, так и относительно прочих ионов. Встречаются озёра, в которых количество хлора достигает 170 г/кг и выше. Такая распространенность ионов хлора объясняется отчасти хорошей растворимостью хлористых солей по сравнению с другими солями в природной воде [2].

Хлоридные ионы имеют исключительно широкое распространение в природных водах, и хотя иногда и в очень малых количествах, но все же присутствуют почти во всех природных водах. Этому в значительной мере способствует деятельность человека, так как большое промышленное и физиологическое значение NaCL способствует рассеянию его по земной поверхности. [2].

Ионы Cl не усваиваются растениями и бактериями и выделяются в свободном состоянии организмами животных [1].

Вода содержащая хлориды в количестве превышающем 350 мг/л имеет солоноватый привкус и неблагоприятно сказывается на желудочной секреции [2].



3.2 Сульфатные ионы

Сульфатные ионы являются важнейшими анионами природной воды и вместе с ионами Cl составляют главную часть анионного состава воды морей и сильно минерализированных озер. В водах с большой минерализацией содержание ионов SO₄ обычно уступает Cl, но в большей части умеренно минерализированных и собенно в маломинерализированных водах они значительно преобладают [2].

Содержание SO₄ в природных водах лимитируется присутствием в воде ионов Ca, которые образуют с SО₄ сравнительно малорастворимый CaSO_4.

Основными источниками растворенных в воде сульфатов являются различные осадочные породы, в состав которых входит гипс (CaSO₄ * 2H₂О). Источниками SO₄ в природной воде служат и процессы окисления самородной серы, протекающие по уравнениям:

2S + 3O₃ + 2H₂O = 2H₂SO₄

CaCO₃ + H₂SO₄ = CaSO₄ + H₂O+ CO₂

На содержание сульфатов в природных водах оказывают влияние процессы распада и окисления органических вещества растительного и животного происхождения, содержащих серу. Поэтому вблизи населенных пунктов присутствие SO₄ в воде, особенно грунтовой, часто является результатом загрязнения ее промышленными и бытовыми отбросами [1].

Сульфатные ионы не являются устойчивыми, так как сера в природных условиях проходит сложный круговорот, в который в значительной мере вовлечены и сульфаты, находящиеся в природных водах. При отсутствии кислорода сульфаты могут быть восстановлены до сероводорода. Такого рода процесс, например протекающий в глубинных зонах морей и в водах нефтеносных месторождений, ранее объяснялся восстановлением сульфатов органическим веществом [1].

Сульфаты в количестве превышающем 500 мг/л придают воде горько - соленый вкус, неблагоприятно влияет на желудочную секрецию , вызвать диспептические расстройства [2].

Большинство сульфатов растворимы в воде, исключение составляют сульфаты свинца, бария и стронция. Считается, что растворенные сульфаты образуют устойчивый водный раствор. Однако они могут восстанавливаться до сульфидов, улетучиваться в атмосферный воздух в виде H₂S, выпадать в осадок в виде нерастворимых солей или проникать в живые организмы [2].

Относительное содержание сульфат - ионов в речных водах ХМАО уступает таковому гидрокарбонат- и хлорид - ионов. [1].

3.3 Ионы щелочных металлов

Из ионов щелочных металлов в природных водах в наибольших количествах находятся ионы Na, в значительно меньших количествах - K, а из прочих ионов встречаются в заметном содержании рубидий (Rb). Ионы натрия, по распространенности среди катионов стоят на первом месте, составляя больше половины общего содержания всех остальных катионов в природной воде. Подобно Cl, ионы Na являются характерными ионами сильно минерализированных вод. В маломинерализированных водах содержание их очень невелико. С повышением минерализации воды содержание натрия резко увеличивается, и в водах, имеющих несколько граммов ионов натрия на 1 кг, они в большинстве случаев являются преобладающими катионами [2].

Важнейшим источником Na в природных водах являются его залежи (приемущественно в виде хлористых солей), находящиеся среди различных осадочных пород морского, а в засушливых районах и континентального происхождения [2].

Другим первоисточником ионов щелочных металлов в природной воде являются продукты, получающиеся при выветривании коренных пород. Натрий составляет около 2,5% минералов земной коры и широко распространен среди различных алюмосиликатов (плагиоклаз, альбит, нефелин и др.), а калий, при почти такой же распространенности, содержится главным образом в кислых изверженных породах (ортоклаз, мусковит, а также плагиоклаз, биотит и др) [2].

Повсеместное распространение алюмосиликатов на земной поверхности объясняет присутствие ионов щелочных металлов почти во всех природных водах. Кроме того, в ряде случаев происходит обменная адсорбция Ca с Na в породах, в результате чего в растворе взамен Са появляется эквивалентное количество Na [2].

Количество ионов K обычно составляет 4 - 10% от содержания Na. Наиболее высокий процент ионов K наблюдается в маломинерализированных водах [2].

Большое содержание в природных водах Na по сравнению с K объясняется, с одной стороны, лучшим поглощением K, поглошающим комплексом почв и пород, а с другой - тем, что K, являясь питательным веществом, необходимым для растений, извлекается ими гораздо больших количествах, чем Na. Действительно, как видно из табл. 3.3, в изверженных породах содержание Na и K почти одинаково [2].

Таблица 3.3

Содержание щелочных металлов в породах и воде (в %)

(по Гольдшмидту)

Элемент	Изверженная порода	Глина	Морская вода
li	0,005	0,005	0,000007
Na	2,83	1,0	1,07
K	2,60	2,6	0,038
Rb	0,03	0,4	0,00002
Cs	0,001	0,001	0,0000002

В глине, благодаря большей адсорбции K, его содержание выше чем Na, а в морской воде, в результате поглощенности K породами, содержание его уже значительно меньше. Таким образом, несмотря на меньшую растворимость солей натрия, чем калия, ионы Na оказываются значительно более распространенныи в природной воде [1].



ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ И ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ ГРАВИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

( извлечение из ПНД 14.1:2.110-97 и ПНД Ф 12.1:2.114-97)

Настоящая методика предназначена для определения в природных водах взвешенных веществ в концентрациях более 2мг/дм³ и общего содержания примесей в концентрациях более 10мг/дм³ гравиметрическим методом [10].

Сущность метода

Метод основан на взвешивании высушенного при температуре 105⁰С остатка, полученного при фильтрации и выпаривания аликвотной части пробы исследуемой воды [10].

Характеристика погрешности измерений

Методика обеспечивает получение результатов анализа с погрешностями, не превышающим значений, приведенных в таблице 4 [10].

Средства измерений, вспомогательные устройства, посуда

Весы аналитические лабораторные.

Шкаф сушильный.

Баня водяная.

Цилиндры мерные вместимостью 500,1000 см³.

Фильтры бумажные обеззоленные “синяя лента” диаметром не более 11 м.

Воронки лабораторные диаметром 80, 70 мм.

Колбы конические вместимостью 500, 1000 см³.

Стаканы химические вместимостью 500 см³.

Стаканчики для взвешивания (бюксы).

Чашки фарфоровые.

Эксикатор.

Пинцет.

Реактивы

Вода дистиллированная.

Раствор соляной кислоты: 30 см³ соляной кислоты (р = 1,19 г/см³) смешивают со 170 см³ дистиллированной воды.

Требования к отбору и хранению проб

Представлены в приложении 1.

Подготовка и проведение измерений

Бумажные фильтры высушила в сушильном шкафу при 105⁰С в течение часа. После охлаждения фильтров взвесила на аналитических весах.

Затем взвешенные бумажные фильтры поместила в воронку и фильтровала отмеренный объем анализируемой воды. По окончанию процедуры поместила фильтры в тот же бюкс, в котором его взвешивали до фильтрования. Фильтры высушили в сушильном шкафу около 2 ч при 105^оС. Охладила в эксикаторе и взвесила [10].

Чистые фарфоровые чашки, промытые раствором соляной кислоты и затем дистиллированной водой, высушила в сушильном шкафу при 105^оС в течение часа. Затем охладила в эксикаторе и взвесила на аналитических весах [10].

Фарфоровые чашки поместила в водяную баню, в них постепенно приливая отфильтрованную воду тщательно перемешанный отмеренный объем, в моем случае это 100 мл и упаривала досуха.

Фарфоровые чашки перенесла в сушильный шкаф, сушила при 105^оС в течении 2ч, охладила в эксикаторе и взвесила [10].



ГЛАВА 5. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Пробы воды были отобраны на следующих участках:

1) 14П/2017 пр. CУ-62

2) 15П/2017 р. Обь

3) 16П/2017 Проток заправочной станции (ЗС)

Масса взвешенных фильтров без осадка:

1) 1,3254 (гр)

2) 1,3198 (гр)

3) 1,3484 (гр)

Масса взвешенных фильтров с осадком:

1) 1,4012 (гр)

2) 1,3546 (гр)

3) 1,5540 (гр

Масса фарфоровой чашки до выпаривания:

1) V3= 67,4086 (гр)

2) А3.3=66,6610 (гр)

3) V2=61,1839 (гр)

Масса фарфоровой чашки после выпаривания:

1) V3= 67,4229 (гр)

2) A3.3= 66,66701 (гр)

3) V2=61,2236 (гр)

5.1 Обработка результатов измерений

Содержание взвешенных веществ в анализируемой пробе воды С_вв, в мг/дм³, рассчитывают по формуле:



Гдеm_ф- масса бюкса с фильтром с осадком взвешенных веществ, г; m_ф0 - масса бюкса с бумажным фильтром без осадка, г; V_пр - объем профильтрованной пробы воды, дм³.

Рассчитала взвешенные вещества для первого фильтра:

Рассчитала взвешенные вещества для второго фильтра:

Рассчитала взвешенные вещества для пятого фильтра:

Общее содержание примесей в анализируемой пробе воды С_со, в мг/дм³, рассчитывают по формуле:

Где m₁ - масса фарфоровой чашки до выпаривания, г; m₂- масса фарфоровой чашки с высушенным остатком, г; V_пр - объем пробы воды, взятый для упаривания, дм³

Рассчитала содержание примесей для первой чаши V3:

Рассчитала содержание примесей для второй чаши А3.3:

Рассчитала содержание примесей для третьей чаши V2:

5.2 Заключение по результатам расчетов

Результат анализа на содержание взвешенных частиц в анализируемой пробе воды оставило:

Результаты измерений для содержания взвешенных веществ в анализируемой пробе воды С_вв

1) С_вв=75,8 мг/дм³ ± 5 мг/дм³;

2) С_вв= 34,8 мг/дм³ ± 2 мг/дм³;

3) С_вв= 205,6 мг/дм³± 5 мг/дм³.

Общее содержание примесей в анализируемой пробе воды С_со

1) V3) С_со=143 мг/дм³± 10 мг/дм³;

2) А 3.3) С_со= 60,1 мг/дм³± 5 мг/дм³;

3) V2) С_со= 397 мг/дм³± 10 мг/дм³.

Не наблюдаются превышения общей минерализации (сухого остатка) питьевой воды (СанПин 2.1.4.1074-01) не более 1000 - 1500 мг/л.



Заключение

С помощью методики определения содержания взвешенных веществ и общего содержания примесей в природных водах гравиметрическим методом были определены результаты измерений на содержания взвешенных веществ и на общее содержание примесей в анализируемых пробах воды.

Гравиметрией называют метод количественного анализа, заключающийся в точном измерении массы (весовой анализ). Гравиметрический анализ основан на законе сохранения массы веществ при химических превращениях. Таким образом, при гравиметрическом анализе из навески вещества или образца получают осадок или остаток, который взвешивают.

По общей минерализации практически все воды рек и озер ХМАО относятся к пресным либо ультрапресным, с минерализацией в летный период не более 200 мг/дм³ и зимний - не более 400 мг/дм³.

Во всех отборах проб не было зафиксировано превышения общей минерализации (сухого остатка) питьевой воды (СанПин 2.1.4.1074-01) не более 1000 - 1500 мг/л.



Список литературы

1) Алекин, О. А. Основы гидрохимии: учеб.пособие / О. А. Алекин. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 296 с.

2) Бабушкин А.Г. Гидрохимический мониторинг поверхностных вод Ханты - Мансийского автономного округа - Югры / А.Г. Бабушкин, Д.В. Московченко, С.В. Пикунов. - Новосибирск: Наука, 2007 - 152

3) ГОСТ 17.1.5.01-80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность.

4) Мониторинг окружающей среды: методические указания по проведению учебной практики / Белорусская государственная сельскохозяйственная академия; сост. Е. П. Воробьева, А. Н. Иванистов, Н. А. Невестенко. Горки, 2011. 56 с.

5) Папина Т.С. Транспорт и особенности распределения тяжелых металлов в ряду: вода - взвешенное вещество - донные отложения речных экосистем: Аналит. обзор / ГПНТБ СО РАН; ИВЭП СО РАН. - Новосибирск, 2001. - 58 с. - (Сер. Экология. Вып. 62).

6) ПНД Ф 14.1; 2.110-97 Методика выполнения измерений содержаний взвешенных веществ и общего содержания примесей в пробах природных и очищенных сточных вод.

7) Справочник по гидрохимии / Под ред. А.М. Никанорова. - Л.: Гидрометеоиздат,1989. - С. 175.

8) Уварова В.И. Изменение гидрохимического режима и качества воды в Обском бассейне под влиянием хозяйственной деятельности // Гидробионты Обского бассейна в условиях антропогенного воздействия: Сб. науч. Тр, ГосНОРХ; - СПб., 1995. - Вып. 327. - С.3-19.

9) Шварцев С.Л. Общая гидрогеология: Учебник для вузов -- М.: Недра, 1996. -423 с: ил.

10) Шорникова Е.А. Методические рекомендации по планированию, организации и ведению мониторинга поверхностных водотоков. - Сургут: Изд-во СурГУ, 2007. - 80 с.

11) Balls P.W. The partition of trace metals between dissolved and particulate phases in European coastal waters: a compilation of field data and comparison with laboratory studies // Netherlands Journal of Sea Research. - 1989. - Vol. 23, № 1. - P. 7 - 14.

12) Bryan G.W. Heavy metals contamination in the sea // Marine pollution, Academ. Press. - London; New York, San-Francisco, 1976. - P. 185 - 302.

13) Gyu H. Laboratory theory and methods for sediments analysis // U.S. Geological Survey Techniques of Water Resources Investigations. - 1969. - Book 5, chapter C1. - 58 p.

14) Horowitz A.J. A primer on trace metal-sediment chemistry. - Alexandria, 1985. - 67 p. - (U.S. Geological Survey water-supply paper 2277).



Приложение

Таблица 4

Характеристика погрешности измерений

Диапазон измеряемых содержаний, мг/дм3	Погрешность Д, мг/дм3
Взвешенные вещества
2,0-10,0	1
10,0-50,0	2
>50,0	5
Общее содержание примесей
10,0-100,0	5
>100,0	10



Приложение 1

Требование к отбору, подготовке, хранению, консервированию проб воды [5]

Показатель	Требование к материалам устройств для отбора проб	Объем проб	Срок проведения анализа в условиях хранения проб	Подготовка пробы и консервирование
Взвешенные вещества	Стеклянная посуда, обработанная раствором соляной кислоты 1:1, промытая проточной и дистиллированной водой и высушена. Допускается использование полиэтиленовой посуды в случае проведения анализа в тот же день	Не менее 1000 см3	Не более 6 часов после отбора или хранении при t<50С не более 7 суток	Не консервируют



Приложение 2

Талон №1

Наименование водотока	пр. CУ-62
Контрольный створ №	1
Шифр	14П/2017
Дата отбора пробы	1.10.2017
Вид пробы	Точечная
Общий объем пробы	1000 см3
Пробу отобрал	Фаузитдинова К.А

Талон №2

Наименование водотока	р. Обь
Контрольный створ №	2
Шифр	15П/2017
Дата отбора пробы	1.10.2017
Вид пробы	Точечная
Общий объем пробы	1000 см3
Пробу отобрал	Фаузитдинова К.А

Талон №3

Наименование водотока	Проток заправочной станции (ЗС)
Контрольный створ №	3
Шифр	16П/2017
Дата отбора пробы	1.10.2017
Вид пробы	Точечная
Общий объем пробы	1000 см3
Пробу отобрал	Фаузитдинова К.А



Приложение3



Приложение 4

Рис.1. Сезонная динамика минерализации рек (Нижневартовский район ХМАО) (2004 г.),

1 - Обь; 2 - Вах; 3 - Аган.



Приложение 5

Рис.2. Минерализация вод основных рек ХМАО (период летней межени).

Размещено на Allbest.ru

...