Министерство образования Российской Федерации
Уссурийский Государственный Педагогический Институт
Биолого-химический факультет
Курсовая работа
Определение степени минерализации воды в реках
г. Уссурийска
Выполнил:
студент 2 курса 521 группы
Русских А.М._________
Научный руководитель:
к.б.н. Шишлова Т.М._________
Уссурийск, 2001 г.
Содержание:
Введение…………………………………………………………………3-5
Глава I. Вода на Земле, ее происхождение и состав….6-10
I.1. Классификация природных вод……………………………..…6
I.2. Минеральный состав природной воды и его влияние на
гидробионтов…………………………………………………….....8
Глава II. Материалы и методы………………………………11-19
II.1. Характеристика объектов исследования……………………....11
II.2. Определение ионов Cl- аргентометрическим титрованием
по Мору……………………………………………….……………12
II.3. Определение сульфат-ионов титриметрическим методом
(титрованием нитратов свинца в присутствии дитизона)…..15
II.4. Определение гидрокарбонат-ионов титриметрическим
методом……………………………………………………………..16
Глава III. Результаты и их обсуждение……………………...…20
Заключение и выводы………………………………………………..21
Литература……………………………………………………………….23
Вода – это основа всей жизни на Земле. Объем гидросферы 1389 млн. км3. она занимает примерно 3/4 поверхности земного шара – 449,53 млн. км2 (суша 165,34 млн. км2). В организмах животных и растений содержится всего 0,003 % запаса пресной воды. Для многих живых существ вода служит средой обитания (Банников, 1977).
Ежегодно из соленых морей и океанов Земли испаряется более 348690 км3 пресной воды. Эта атмосферная влага образует оболочку вокруг Земли, препятствующую потерям тепла в результате излучения. Без этой оболочки водяных паров температура Земли равнялась бы –184оС (Оуэн, 1977).
Вода оказывает существенное влияние на формирование климата и погоды. Водяные пары обладают высокой теплоемкостью и низкой теплопроводимостью, свойствами, которые смягчают сильные перепады температуры, аккумулируя солнечное тепло, выравнивают годичные и суточные колебания температуры. Вода, возвращающаяся в атмосферу путем эвапотранспирации, поддерживает леса, пастбища, газоны и позволяет получать урожаи культур. Вода разрушает, растворяет и транспортирует неорганические вещества, способствует отложению осадочных пород и образованию почвы.
Вода – единственное в природе минеральное вещество, которое нельзя заменить другими веществами (Алпатьев, 1983).
Для рационального комплексного использования водных ресурсов необходим определенный объем, качество и оперативность гидрохимической информации. Определение общей минерализации вод относится к одному из основных определений.
Для оценки минерализации пресных вод применяется величина удельной электропроводности, которая является приблизительным показателем концентрации солей. Общее количество солей, растворенных в одном килограмме морской воды, принято называть соленостью (Подорванова, 1997).
В данной курсовой работе была поставлена задача: познакомиться с понятием «минерализация природных вод» и на основе аргентометрического и титриметрического методов химического анализа провести количественное определение анионов Cl-, SO42-, НCO3-, CO32- и на основе полученных экспериментальных данных сделать вывод о степени минерализации вод рек Раковка и Комаровка.
Глава I. Вода на Земле, ее происхождение и состав
I.1. Классификация природных вод
По степени солености все природные воды, согласно Венецианской системе, подразделяют на:
· пресные (до 0,5о/оо),
· миксогалинные или солоноватые (0,5 - 30о/оо),
-олигогалинные (0,5 - 5о/оо),
-мезогалинные (5 - 18о/оо),
-полигалинные (18 - 30о/оо)
· эугалинные или морские (30 - 40о/оо),
· гипергалинные или пересоленные (более 40 о/оо).
К пресным водоемам относятся реки и большинство озер, к эугалинным – Мировой океан, к миксогалинным и гипергалинным – некоторые озера и отдельные участки Мирового океана (Константинов, 1986).
Как уже говорилось ранее, целью данной работы является анализ речной воды.
Из отдельных ионов в речной воде преобладают карбонатные и значительно меньше ионов, образующихся при растворении сульфатов, нитратов, солей фосфора, кальция, железа, марганца, кремния и др. По классификации Алекина, речные воды делят на:
· гидрокарбонатные,
· сульфатные,
· хлоридные.
Эти воды обозначают как классы символами C, S, Cl. В пределах каждого класса выделяют три группы по эквивалентному преобладанию ионов кальция, магния или суммы натрия и калия, а в каждой группе – три типа по соотношению жесткости и щелочности (Константинов, 1986).
Воды подавляющего числа рек на Земле имеют небольшую минерализацию (менее 0,5 г/кг). Минерализация воды лишь некоторых рек больше приведенного значения, однако она выходит за пределы минерализации пресных вод, т.е., меньше 1 г/кг, например р. Колорадо у г. Остин (0,7 г/кг). В исключительных случаях реки, обычно весьма небольшие, могут иметь высокую минерализацию, до рассольной включительно, например р. Риу-Негру в Колумбии, содержащая резко кислую воду, в которой присутствует серная (11 г/кг) и соляная(9 г/кг) кислоты. Истоки подобных рек связаны либо с вулканами, либо с солеными или минеральными источниками (Дерпгольц, 1979).
Большинство рек России относится к гидрокарбонатному классу, реже – к сульфатному и совсем редко – к хлоридному. Вода рек гидрокарбонатного класса обычно слабо минерализована (как правило, до 0,2о/оо, лишь в отдельных случаях до 1о/оо). В реках хлоридного типа соленость повышается до 19о/оо. В пределах европейской части России соленость рек возрастает с продвижением с севера на юго-восток, а в азиатской – с севера на юго-запад. В этих же направлениях происходит смена вод гидрокарбонатного класса на воды сульфатные и хлоридные (Константинов, 1986).
I.2. Минеральный состав природной воды и его влияние на гидробионтов
Природные воды – сложные многокомпонентные системы. Так, вода существует не в виде химического соединения, состоящего из водорода и кислорода, а представляет собой сложное тело, в состав которого помимо молекул воды входят самые разнообразные вещества. Все они играют ту или иную роль в жизни водного населения. Наибольшее экологическое значение для водных обитателей имеет степень насыщения воды различными газами, концентрация ионов минеральных солей, водородных ионов и органических веществ, состав и концентрация взвешенных веществ (Таубе, 1971).
Главнейшие ионы, содержащиеся в природных водах:
· катионы: Na+, K+, Ca2+, Mg2+;
· анионы: HCO3-, SO42-, Cl-.
В значительно меньших количествах (и не всегда) содержатся катионы Fe2+, Fe3+, Mn2+; анионы HSiO3-, HPO42-, I-, HS- и др. В окружающей среде может меняться не только суммарное количество ионов, но и их соотношение (Таубе, 1971).
Следует отметить, что поток воды в реках имеет не ламинарный (линейный), а турбулентный характер, когда формируются различные завихрения, обуславливающие энергичное перемешивание водной массы и выравнивание всех гидрологических градиентов (температурных, солевых, газовых и т.д.) (Константинов, 1986).
Суммарную концентрацию всех минеральных ионов, имеющихся в воде, обозначают как ее соленость. Наиболее часто соленость пресных вод выражается в миллиэквивалентах, а морских вод – в граммах на 1 кг, или в промилле (о/оо). Значение минеральных ионов в жизни гидробионтов очень многогранно. Одни из них, получивших название биогенов, необходимы растениям для обеспечения процессов биосинтеза. К таким биогенам, лимитирующим рост и развитие гидрофитов, в первую очередь относятся ионы, содержащие азот, фосфор, кремний и железо (Константинов, 1986).
Другое значение минеральных ионов связано с влиянием на солевой состав гидробионтов (диффузия через их наружные покровы). Суммарная концентрация ионов определяет тоничность внешней среды водных организмов, условия их осморегуляторной работы. Наконец, с повышением солености воды возрастает ее плотность и вязкость, что существенно сказывается на плавучести гидробионтов и условия их движения (Возная, 1979).