Определение степени минерализации воды в реках г. Уссурийска (стр. 2 из 3)
Минерализация воды сильно меняется по сезонам года, заметно снижаясь во время паводков. За счет разбавления меженных вод слабоминерализованными паводковыми может даже меняться принадлежность реки к тому или иному классу. Содержание биогенов в реках сильно варьирует в зависимости от их характера и сезона года (Дерпгольц, 1979).
Немаловажное значение для водных организмов имеет концентрация ионов кальция и магния, суммарное содержание которых определяет особое качество воды – жесткость. Достаточная жесткость воды – необходимое условие для существования гидробионтов с известковым скелетом.
Выяснено, что специфика физиологического действия ионов преимущественно определяется не анионами, а катионами. Некоторые ионы, противоположно влияющие на одну и ту же функцию, называют антагонистами (Юрков, 1962).
Хлориды по общему содержанию в природных водах занимают первое место среди анионов. Содержание их колеблется в пределах от десятых долей до тысячи и более миллиграммов на литр. Это преобладающие анионы в водах с высокой степенью минерализации. В бытовых сточных водах всегда много хлоридов. Резкое увеличение концентрации Cl- в воде указывает на загрязнение водоема сточными водами (Константинов, 1986).
Сульфаты содержатся почти во всех природных водах, нередко преобладая среди анионов. Концентрация их колеблется от нескольких десятков до тысячи миллиграммов на литр. Ионы SO42- поступают в природные воды при растворении гипсовых пород, мирабилита, в результате окисления сероводорода, свободной серы и сульфидов. При большом содержании SO42- ионов (более 250 мг/л) возникает сульфатная коррозия бетона, проявляющияся в образовании соединений большего объема, чем составные части тела бетона (CaSO4.2H2O, сульфоалюмината кальция) (Дерпгольц, 1979).
Карбонат-ионы содержатся в щелочных водах. Обычная питьевая вода не содержит карбонатов (Таубе, 1971).
Глава II. Материалы и методы
II.1. Характеристика объектов исследования
РекаКомаровка – левый приток р. Раздольная. Комаровка берет свое начало в отрогах хребта Сихотэ-Алинь на высоте 380 м над уровнем моря. Отсюда она течет на юго-запад, а затем поворачивает по дуге на северо-запад и впадает в р. Раздольная у г. Уссурийска.
Длина реки 65 км. Площадь водосбора 1480 м2. Основным ее притоком является р. Раковка. Комаровка – это горно-равнинная река.
Пойма реки преимущественно двусторонняя, шириной от 100 м в верховьях до 500 - 800 – в нижнем течении. В очень большие паводки пойма затопляется целиком, при этом глубина затопления на больших территориях достигает 3 м и более. Особенно сильно затопляется устьевая часть близ г. Уссурийска. Глубина реки изменяется в переделах от 0,2 до 1,9 м. Скорость течения порядка 0,3 - 1,5 м в сек. Берега русла чаще всего высотой от 1,5 до 3 м. Дно галечное и песчано-галечное.
Река Раковка – правый приток реки Раздольная. Она берет свое начало в северной части Уссурийского заповедника, в гористой местности. Раковка – горно-равнинная река протяженностью 76 км и с площадью водосбора 812 км2.
В верховьях Раковки, У слияния рек Раковка и Лихачевка, находится Раковское водохранилище, площадью 5 км2, объемом 41 млн. м3, которое является основным источником централизованного водоснабжения г. Уссурийска.
В центре Уссурийска Раковка сливается с Комаровкой и единым руслом с Комаровкой, протяженностью около 5 км,впадает в Раздольную. (см. приложение)
II.2. Определение ионов Cl- аргентометрическим титрованием по Мору
Содержание хлоридов в воде определяется объемными методами – меркуриметрическим и методом осаждения. Первый метод применяется при малых концентрациях хлоридов. Он основан на связывании Cl-ионов в малодиссоциированную соль HgCl2. сущность второго метода заключается в связывании ионов Cl- ионами Ag+ в труднорастворимый хлорид серебра (Таубе, 1971).
В данной курсовой работе был применим второй метод: в нейтральной или слабощелочной среде (рН = 7-10) осаждали хлорид-ионы титрованным раствором нитрата серебра в виде малорастворимого хлорида серебра. Произведение растворимости хлорида серебра составляет 1,56.10-10. В качестве индикатора применяли раствор хромата калия, который реагирует с избыточными ионами серебра, вызывая переход лимонно-желтой окраски в оранжево-желтую.
Реактивы, необходимые для определения хлорид-ионов аргентометрическим титрованием по Мору
1. Бидистиллят;
2. Серная кислота 1н. раствор;
Разбавляли 28 см3 концентрированной серной кислоты ч.д.а. дистиллированной водой до 1 дм3.
3. Едкий натр (NaOH) 1н. раствор;
Растворяли 40 г NaOH ч.д.а. в бидистилляте до 1 дм3.
4. Фенолфталеин 0,5% раствор;
Растворяли 0,5 г фенолфталеина в 50 см3 96%-ного этилового спирта и разбавляли 50 см3 дистиллированной воды. В раствор по каплям добавляли 0,01 н. NaOH до появления заметной розовой окраски.
5. Хромат калия 5% раствор;
Растворяли 50 г K2SO4 ч.д.а. в небольшом объеме бидистиллята и прибавляли раствор нитрата серебра до начала образования красного осадка. После двухчасового отстаивания раствор фильтровали и доводили бидистиллятом до дм3.
6. Нитрат серебра 0,1н. раствор (0,05н. или 0,02н.);
Раствор нитрата серебра готовили из расчета 16,9874 г (8,4937 г или 3,3975 г) AgNO3 ч.д.а., высушенного при 105оС, в бидистилляте и доводили до 1 дм3. Титр или поправку определяли титрованием 5 см3 раствора хлорида натрия соответствующей нормальности, разбавленного до 100 см3 бидистиллятом.
7. Хлорид натрия 0,1н. (0,05н. или 0,02н.);
Растворяли в бидистилляте 5,8443 г (2,9221 г или 1,1689 г) NaCl ч.д.а., высушенного при 105оС и доводили объем до 1 дм3 при 20оС.
Для определения брали 100 см3 профильтрованной пробы. Кислые и щелочные пробы нейтрализовали едким натром или серной кислотой по фенолфталеину, прибавив ничтожно малый избыток серной кислоты, чтобы раствор после нейтрализации был бесцветным. Затем к пробе прибавили 1 см3 раствора хромата калия и при постоянном перемешивании титровали раствором нитрата серебра до перехода лимонно-желтой окраски в оранжево-желтую. Таким же способом проводили холостое определение с бидистиллятом.
Содержание хлорид ионов вычисляли по формуле:
;где а - объем раствора нитрата серебра, израсходованного на титрование пробы, см3; b - объем раствора нитрата серебра, израсходованного на титрование в холостом опыте, см3; N - нормальность титрованного раствора; k - поправочный коэффициент к нормальности титрованного раствора нитрата серебра; V - объем пробы, взятой для определения, см3; 35450 - эквивалент Cl- (Подорванова, 1997).
Примечание
Определению мешают ионы Ва2+, Рb2+, образующие труднорастворимые хроматы, и анионы S2-, Br-, HPO42-, образующие с Ag+ труднорастворимые соли. Цветные воды предварительно коагулируют сернокислым алюминием.
Во избежание температурной ошибки следует проводить определение при одной и той же температуре (20оС). содержание Сl- в пробе воды должно быть от 10 до 300 мг.л-1. так как точку эквивалентности при отсутствии опыта установить довольно трудно, то рекомендуется титровать в присутствии «свидетелей» - недотитрованной и перетитрованной пробы (Таубе, 1971).
II.3. Определение сульфат-ионов титриметрическим методом
(титрованием нитратов свинца в присутствии дитизона)
Содержание SO42- -ионов определяли методом титрования нитратов свинца в присутствии дитизона. Данный метод довольно чувствительный и точный. Титрование проводили в кислой среде в присутствии двукратного по объему количества ацетона или этилового спирта. Дитизон вводили в твердом состоянии (Лурье, 1971).
Реактивы, необходимые для определения сульфат-ионов титриметрическим методом
1. Нитрат свинца 0,02 н. раствор;
Титр этого раствора устанавливали по стандартному 0,02 н. раствору сульфата натрия.
2. Дитизон;
Кристаллический дитизон смешивали с бензойной кислотой в отношении 1:50 и растирали в порошок.
3. Сульфат натрия 0,02 н. раствор;
Растворяли 1,4204 г безводного сульфата натрия (для его приготовления кристаллический сульфат натрия нагревали в фарфоровой чашке при температуре около 100оС до тех пор, пока не остался рыхлый белый порошок) и разбавляли водой до 1 дм3.
4. Ацетон или этиловый спирт, 96%, чистый.
Сульфат-ионов в пробе мало, поэтому отбирали пипеткой 50 см3 пробы, переносили в колбу для титрования и упаривали до 10-20 см3. прибавляли двойное по объему количество ацетона или этилового спирта (20-40 см3) и порошок дитизона в таком количестве, чтобы раствор стал зеленым. Затем подогревали до 50оС и титровали раствором нитрата свинца, прибавляя его из микробюретки, до перехода зеленой окраски в красно-фиолетовую.
Содержание сульфат-ионов в мг/дм3 вычисляли по формуле:
;где a – объем израсходованного на титрование 0,02 н. раствора нитрата свинца, см3; k – поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора нитрата свинца к точно 0,02 н.; V – объем пробы, взятой для определения, см3; 960,6 – эквивалент SO42-.
Примечание
Если в исследуемой воде содержатся органические вещества (цветные воды), то предварительно воду подкисляют 1-2 мл концентрированной соляной кислотой (Таубе, 1971).
II.5. Определение гидрокарбонат-ионов титреметрическим методом