Суммарные показатели качества сточных вод (стр. 3 из 3)
Нередко при анализе вод такое разделение оказывается полезным. Кроме того, следует учесть, что проба на NPS-вещества очень проста в выполнении, ее можно провести значительно быстрее анализа по Кьельдалю, поэтому нередко бывает достаточно только этой пробы.
Как и при анализе по Кьельдалю, азот NH3 и NHt включается в результате определения, его надо определять отдельно и вычитать из полученного результата. Результат проведения пробы выражают символом NNps.
В ходе реакции молекулы нингидрина и продукта его восстановления аминосоединения или аммиака — соединяются, образуя
вещество, которое затем превращается в фиолетовый Руэманна:
Казалось бы, поэтому, что количество окрашенного продукта и интенсивность получаемой окраски не должны зависеть от тогокакие именно азотсодержащие вещества вступили в реакцию с нингидрином. Однако одновременно с основной реакцией проходят и некоторые побочные реакции, вследствие которых цвет раствора может несколько различаться по оттенку и коэффициент поглощения колебаться от 1,8-104 до 3,3 • 104. Оптическую плотность измеряют при λ = 570 нм и в качестве стандарта для построения калибровочного графика всегда берут хлорид аммония.
Мешающие вещества. В сточных водах могут содержаться вещества, ингибирующие реакцию с нингидрином. Устранить их влияние разбавлением пробы невозможно. При подозрении на возможность их присутствия следует применять метод стандартной добавки и, если окажется необходимым, вводить соответствующую поправку. Если проба содержит тяжелые металлы (медь, кадмий, железо) в концентрациях, превышающих 5 мг/л, надо ввести соотвественно большее количество цианида.
Реактивы
Нингидрин, 3%-ный раствор. Быстро отвешивают 1,50 г нингидрина и немедленно растворяют в 50 мл смеси (1:1) этилового и изопропилового спиртов. Поскольку раствор устойчив не более трех суток, рекомендуется приготовлять небольшие порции его перед применением. Хранить раствор надо в плотно закупоренном сосуде в холодильнике.
Дистиллированная вода, не содержащая аммиак и аммонийные соли .
Буферный уксусно-ацетатный раствор. Растворяют 270 г ацетата натрия в 250 мл безаммиачной воды, прибавляют 50 мл ледяной уксусной кислоты и разбавляют безаммиачной водой до 500 мл. Раствор можно хранить около 6 месяцев.
Цианид калия, 0,001 М раствор. Приготовляют из более концентрированного перед применением.
Этиловый (96%-ный) и изопропиловый спирты.
Стандартный раствор хлорида аммония. Основной: растворяют 0,7638 р хлорида аммония хч, предварительно высушенного в эксикаторе, в безаммиачной воде и разбавляют такой же водой до 1 л. Рабочий: разбавляют 25 мл основного раствор безаммиачной водой до 1 л. Приготовляют перед применением. 1 мл основного раствора содержит 200 мкг азота, 1 мл рабочего раствора — 5 мкг азота.
Ход определения. Целесообразно обрабатывать одновременно серию из 7—10 проб. К 20 мл каждой пробы, которые должны содержать 0,5—10 мкг азота каждая, помещенным в мерные колбы вместимостью 25 мл или в градуированные пробирки, снабженные притертыми стеклянными пробками, приливают по 0,5 мл буферного раствора. При анализе более концентрированных растворов берут меньшие объемы пробы и разбавляют безаммиачной водой до 20 мл; рН растворов должен быть в пределах от 3 до 9. В каждый сосуд вливают по 1 мл раствора нингидрина и по 0,1 мл раствора цианида калия, закрывают пришлифованными пробками и перемешивают. Затем, прежде чем нагреть пробы вынимают стеклянные пробки, кладут их на чистую подставку и оберегают от пыли. Взамен пробок каждый сосуд обертывают у, горлышка алюминиевой фольгой (3 см X 3 см) и ставят все сосуды в кипящую водяную баню, заполненную безаммиачной водой, точно на 15 мин. Вынув сосуды из ванны, немедленно в еще горячие растворы вливают изопропиловый спирт примерно до объема 23—24 мл, вставляют взамен фольги притертые пробки и перемешивают. Дают сосудам охладиться до комнатной температуры (примерно через 30 мин), доливают в каждую пробу изопропиловый спирт до метки 25,0 мл, перемешивают и в течение 1 ч измеряют оптическую плотность в кювете с толщиной слоя 1—3 см по отношению к чистой безаммиачной воде при 2= 570 нм. Для каждой серии проб проводят холостое определение, и результат его учитывают при расчете.
Для построения калибровочного графика отбирают порции рабочего стандартного раствора хлорида аммония, содержащие от 1 до 10 мкг азота, разбавляют каждую порцию до 20 мл и проводят определение так же, как анализ проб.
ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ СЕРЫ («ОБЩАЯ СЕРА»)
В сточных водах могут присутствовать различные соединения содержащие серу: неорганические — сульфаты, сульфиты, сульфиды, тиосульфаты, роданиды, свободная сера и т. п., органические — белковые соединения, органические сульфиды, дисульфиды, меркаптаны, различные сульфосоединения, поверхностно-активные моющие вещества и многие другие. Серу в этих соединениях объединяют названием «общая сера». Определив ее содержание в сточной воде, можно затем отдельно определить серу сульфатов, сульфитов, сероводорода, роданидов, меркаптанов и т. д., уменьшая таким образом величину рассчитываемого по разности остатка, который записывают в таблицу результатов под названием «сера других химических соединений».
Для определения общего содержания серы прежде всего окисляют все содержащие этот элемент вещества; сера при этом превращается в сульфат-ионы, затем определяют содержание последних. Окисление, следовательно, должно быть полным, и проводить его надо в условиях, исключающих потерю серы в виде летучих соединений. Для этого требуется обработка пробы сильными окислителями, и обязательно в щелочной среде. Если содержание, органических веществ в пробе невелико, то во многих случаях достаточно кипячения пробы после добавления к ней бромной воды. При высоком содержании органических веществ и в присутствии свободной серы и трудноокисляемых веществ обработку надо проводить бромом в присутствии хлороформа или тетрахлорида углерода (в которых растворяется как бром, так и большое число органических веществ и сера) и завершать окисление спеканием со смесью MgO + Na2CО3 сухого остатка после выпаривания.
Если заранее неизвестно, будут ли органические вещества анализируемой сточной воды полностью окисляться первым способом, рекомендуется провести одно определение обоими способами и при совпадении полученных результатов в дальнейшем, при анализе вод того же типа, применять более простой способ окисления.
Поскольку даже чистые для анализа реактивы часто содержат небольшие количества сульфатов, необходимо проведение холостого опыта и введение поправки на реактивы.
Реактивы
Едкий натр, кристаллический чда и 50%-ный раствор. Растворяют 50 в NaOH чда в дистиллированной воде и разбавляют до 100 мл. Бром чда, насыщенный водный раствор. Соляная кислота чда, концентрированная. Азотная кислота чда, концентрированная. Хлороформ чДа или тетрахлорид углерода чда.
Смесь для окисления. Тщательно перемешивают, растирая в ступке, смесь 2 частей MgO и 1 части Na2С03.
Ход определения. Сточная вода содержит только легкоокисляемые в органические вещества. Пробу сразу после отбора консервируют добавлением 3—4 г/л едкого натра.
В коническую колбу вместимостью 300—500 мл наливают в зависимости от предполагаемого содержания серы от 10 до 250 мл тщательно перемешанной пробы, содержащей более 1,5 мг серы. Если пробу не консервировали, к ней прибавляют 1 мл раствора едкого натра. Смесь подогревают на водяной бане и по каплям прибавляют раствор брома до появления неисчезающей жёлтой окраски. Затем нагревают 30 мин, прибавляя раствор брома, если желтая окраска при нагревании исчезает. В случае образования большого количества гидроксида железа (III) смесь фильтруют через стеклянный фильтрующий тигель и осадок тщательно промывают дистиллированной водой.
Горячий раствор нейтрализуют соляной кислотой и после нейтрализации подкисляют 1 мл той же кислоты. Подкисленный раствор нагревают до полного удаления избытка брома и содержимое колбы фильтруют через бумажный беззольный фильтр в стакан вместимостью около 400 мл. Фильтр тщательно промывают дистиллированной водой, фильтрат разбавляют дистиллированной водой до 200 мл и в полученном растворе определяют сульфат-ионы.
Сточная вода содержит трудноокисляемые органические вещества. В коническую колбу вместимостью 300—500 мл наливают, в зависимости от предполагаемого содержания серы, от 10 до 250 мл тщательно перемешанной пробы, содержащей более 1,5 мг серы, прибавляют 1—2 мл раствора едкого натра, 4 мл брома и 5 мл хлороформа или тетрахлорида углерода. Горло колбы закрывают воронкой, перемешанную смесь оставляют при комнатной температуре на 20 мин, вводят 10 мл азотной кислоты и нагревают на водяной бане до удаления избытка брома. Смесь переносят по частям в платиновую чашку, выпаривают на водяной бане досуха и обрабатывают остаток Б мл соляной кислоты, растирая его стеклянной палочкой. Раствор снова выпаривают досуха, прибавляют 0,5—0,7 г смеси карбоната натрия и оксида магния. Смесь тщательно перемешивают палочкой и постеннно нагревают, повышая температуру до тех пор, пока не образуется спекшаяся масса или расплав. Поддерживают эту температуру 20 мин. После охлаждения спекшуюся массу обрабатывают горячей водой и фильтруют в фарфоровую чашку. Остаток в платиновой чашке несколько раз кипятят с дистиллированной водой и фильтруют в ту же чашку, а фильтр тщательно промывают дистиллированной водой. Фильтрат в фарфоровой чашке нейтрализуют соляной кислотой и добавляют 1 мл ее избытка. Содержимое чашки выпаривают на водяной бане досуха. Остаток обрабатывают горячей дистиллированной водой с 1 мл соляной кислоты и отфильтровывают кремневую кислоту; фильтрат собирают в стакан вместимостью примерно 400 мл. После тщательного промывания фильтра горячей дистиллированной водой объем фильтрата доводят приблизительно до 200 мл и в полученном растворе определяют сульфат-ионы.