Определение содержания анионов в поверхностных водах - раздел Экология, ЭКОЛОГИЯ В Поверхностных Водах Содержатся Анионы Различной Природы - Нсо3...
В поверхностных водах содержатся анионы различной природы - НСО3-, CO32-, ОH-, SO42-, Сl-, HSiO3-, NO3-, PO43- и др.
Хлориды по общему содержанию в природных водах занимают первое место среди анионов. Количество их зависит от характера пород, слагающих бассейны водоемов, и варьирует в значительных пределах - от десятых долей до тысячи миллиграммов в 1 л. Хлориды попадают в поверхностные воды при растворении горных пород, при извержении вулканов, со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Концентрация хлорид-ионов в водоемах - источниках водоснабжения допускается до 300 - 350 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический. В реках северной части России хлоридов обычно немного, не более 10 мг/л, в южных районах эта величина повышается до десятков и сотен миллиграммов в 1 л.
Соединения фосфора могут поступать в водоемы в виде фосфорной кислоты и её ионов, полифосфатов, которые входят в состав моющих средств, а также в виде разнообразных фосфорсодержащих органических соединений (включая пестициды). Предельно допустимые концентрации в воде водоемов установлены для многих фосфорсодержащих соединений, они имеют различные показатели вредности и нормативы, в основном в пределах от тысячных долей до единиц миллиграммов 1 л воды.
Присутствие ряда анионов в воде является необходимым для питания растений, нормальной жизнедеятельности плавающих форм живых организмов. Однако избыток анионов может угнетать живые организмы. Избыток нитрат-ионов, а по последним данным и фосфат-ионов может привести к эвтрофикации водоемов.
Эвтрофикация ‒ процесс ухудшения качества воды из-за избыточного поступления в водоем так называемых «биогенных элементов», в первую очередь соединений азота и фосфора. Эвтрофикация может быть результатом как естественного старения водоёма, так и антропогенных воздействий. Основные химические элементы, способствующие эвтрофикации ‒ фосфор и азот.
Для эвтрофных водоёмов характерны богатая литоральная и сублиторальная растительность, обильный планктон. Искусственно несбалансированная эвтрофикация может приводить к бурному развитию водорослей («цветению» вод), дефициту кислорода, замору рыб и животных. Этот процесс можно объяснить малым проникновением солнечных лучей вглубь водоёма (за счёт фитопланктона на поверхности водоёма) и, как следствие, отсутствием фотосинтеза у надонных растений, а значит и кислорода.
Механизм воздействия эвтрофикации на экосистемы водоемов следующий:
1. Повышение содержания биогенных элементов в верхних горизонтах воды вызывает бурное развитие растений в этой зоне (в первую очередь фитопланктона, а также водорослей-обрастателей) и увеличение численности питающегося фитопланктоном зоопланктона. В результате прозрачность воды резко снижается, глубина проникновения солнечных лучей уменьшается, и это ведет к гибели донных растений от недостатка света. После отмирания донных водных растений наступает черед гибели прочих организмов, которым эти растения создают места обитания или для которых они являются вышерасположенным звеном пищевой цепи.
2. Сильно размножившиеся в верхних горизонтах воды растения (особенно водоросли) имеют намного большую суммарную поверхность тела и биомассу. В ночные часы фотосинтез в этих растениях не идет, тогда, как процесс дыхания продолжается. В результате в предутренние часы теплых дней кислород в верхних горизонтах воды оказывается практически исчерпанным, и наблюдается гибель обитающих в этих горизонтах и требовательных к содержанию кислорода организмов (происходит так называемый «летний замор»).
3. Отмершие организмы рано или поздно опускаются на дно водоема, где происходит их разложение. Однако донная растительность из-за эвтрофикации погибает, и производство кислорода здесь практически отсутствует. Если же учесть, что общая продукция водоема при эвтрофикации увеличивается, между производством и потреблением кислорода в придонных горизонтах наблюдается дисбаланс, кислород здесь стремительно расходуется, и все это ведет к гибели требовательной к кислороду донной и придонной фауны. Аналогичное явление, наблюдающееся во второй половине зимы в замкнутых мелководных водоемах, называется «зимним замором».
4. В донном грунте, лишенном кислорода, идет анаэробный распад отмерших организмов с образованием таких сильных ядов, как фенолы и сероводород, и столь мощного «парникового газа» (по своему эффекту в этом плане превосходящего углекислый газ в 120 раз), как метан. В результате процесс эвтрофикации уничтожает большую часть видов флоры и фауны водоема, практически полностью разрушая или очень сильно трансформируя его экосистемы, и сильно ухудшает санитарно-гигиенические качества его воды, вплоть до ее полной непригодности для купания и питьевого водоснабжения.
Основные антропогенные источники фосфора и азота: необработанные сточные воды (в особенности из животноводческих комплексов) и смыв удобрений с полей. Во многих странах запрещено использование ортофосфата натрия в стиральных порошках для уменьшения эвтрофикации водоёмов.
Цель работы: Определить содержание некоторых основных анионов в природной воде, дать характеристику исследуемой воде, указать возможные пути поступления анионов в данный водоем.
Оборудование и реактивы: бюретка для титрования; коническая колба на 250 мл; оловянная палочка; 0,028 н. раствор нитрата серебра; раствор сульфомолибдата аммония; 5 %-ный раствор хромовокислого калия.
Все темы данного раздела:
ЭКОЛОГИЯ
Утверждено ученым советом университета
в качестве учебно-практического пособия для студентов, обучающихся по образовательной программе подготовки бакалавров по направлениям
Предмет и задачи экологии
Экология – это наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой.
В середине XX в. экологию стали понимать как науку об экосистемах и биосфере. Начало та
Антропогенные воздействия на биосферу
Биосфера, весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных природных процессов. В результате длительной эволюци
Представление о природных ресурсах
Развитие производственной сферы базируется на научно-обоснованных, технико-экономических, общественно-исторических и организационно-хозяйственных составляющих. При этом именно природные составляющи
С помощью лишайника
Перед биологическими методами тестирования объектов окружающей среды открыта большая перспектива. Это связано с тем, что методы биотестирования позволяют комплексно оценивать состояние биосферы по
Лишайниками ствола дерева
1. Выбрать место обследования (парк, освещенный участок леса, двор в городе).
2. Выбрать 10 деревьев одного вида на расстоянии 5-10 метров друг от друга. Деревья должны быть примерно одног
Лишайниками стволов деревьев
Порядковый номер дерева на схеме
Лишайниками стволов деревьев
Степень покрытия
Число видов
Степень загрязнения
Более 20 %
Более 5
6 зона
Очень чистый воздух
Рабочая шкала для определения биологического индекса
Организмы
Видовое разно-образие
Общее число присутствующих лишайников
0 – 1
2 – 4
5 – 7
8 – 1
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Пользуясь табл. 1 и 2, оценить качество воздуха по степени проективного покрытия лишайниками стволов деревьев.
2. Пользуясь каталогами-определителями лишайников, дать точное родовое и в
В атмосферном воздухе рабочей зоны
Атмосфера - газовая оболочка Земли, простирающаяся более чем на 1500 км от её поверхности. Суммарная масса воздуха, т.е. смеси газов, составляющих атмосферу, 5,1...5,3·1015 т. Молекулярн
Приближенный состав атмосферы
Элемент и газ
Содержание в нижних слоях
атмосферы, %
По объему
По массе
Азот
Кислород
Аргон
Неон
Г
Определение концентрации аммиака в воздухе
В местах поступления в атмосферу загрязнителей антропогенного характера концентрация их может быть весьма значительной: в воздушной среде, преимущественно в нижних приземных слоях тропосферы, образ
Порядок выполнения работы
Набрать в шприц воздух и под давлением ввести через иглу в ёмкость с поглотительным раствором. Воздух пропускать до изменения окраски раствора. Определить объем воздуха, израсходованного на изменен
И жесткости воды
Сухой остаток характеризует общее содержание растворенных в воде минеральных и частично органических веществ, температура кипения которых превышает 110°С, нелетучих с водяным паром и не разл
Порядок выполнения работы
1. Определение сухого остатка
Метод основан на гравиметрическом определении растворенных веществ. В прокаленную, охлажденную и взвешенную фарфоровую или кварцевую чашку поместить 2
Порядок выполнения работы
Определение хлоридов Метод основан на титрометрическом осаждении хлоридов в нейтральной или слабощелочной среде нитратом серебра в присутствии хромата калия в качестве ин
Определение окисляемости природных вод
Окислительно-восстановительные процессы в природных водах представляют собой, главным образом, превращения органических соединений. Одним из непременных условий существования водных экосистем являю
Порядок выполнения работы
В пробу воды (в количестве 50 мл) ввести 2,5 мл 0,25 н. раствора бихромата калия и при перемешивании концентрированную серную кислоту в количестве 5 мл. При этом температура раствора поднимется выш
Определение содержания растворенного кислорода в воде
Кислород постоянно присутствует в растворенном виде в поверхностных водах. Содержание растворенного кислорода (РК) в воде характеризует кислородный режим водоема и имеет важнейшее значение для оцен
Порядок выполнения работы
1. В стеклянный сосуд налить 150 мл исследуемой воды.
2. В пробу воды пипеткой добавить 1 мл хлорида марганца и 1 мл щелочного раствора йодида калия; конец пипетки должен касаться дна сосу
Очистка загрязненных (сточных) вод
В понятие «сточные воды» входят различные по происхождению, составу и физико-химическим свойствам воды, которые использовались человеком для бытовых и технологических нужд. При этом вода пол
Порядок выполнения работы
1. Очистка воды методом адсорбции
а) Взять четыре колбы на 250 мл, налить в них по 100 мл сточной воды содержащей краситель и добавить 1 г адсорбента по указанию преподавателя (пес
Очистка сточных вод методом коагуляции
Коагуляция–это слипание частиц коллоидной системы при их столкновениях в процессе теплового движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. В
Порядок выполнения работы
1. В 6 цилиндров прилить сточную воду (высота раствора должна быть одинакова) и внести пипеткой различный объем растворов коагулянтов. В качестве коагулянтов взять 1,0 %-ные растворы Al2
Флотационная очистка сточных вод
Флотация – это процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела двух фаз, обычно газа (чаще воздуха) и воды, обусловленный избытком свободной энергии пове
Порядок выполнения работы
1. В стакан, объемом 1 л приливают 400 мл воды, к которой добавляют навеску загрязнителя в количестве 0,5 г. К полученной сточной воде прибавляют вспениватель (1 капля). Затем ко дну емкости опуска
Очистка сточных вод методом фильтрации
Фильтрование‒ процесс разделения неоднородных систем (например, суспензия, аэрозоль) при помощи пористых перегородок, пропускающих дисперсионную среду и задерживающих дисперсную твёрду
Порядок выполнения работы
1. Сточную воду, содержащую нерастворимые примеси, профильтровать через следующие фильтры: бумажный, тканевый и ватный.
2. Определить сухой остаток в исходной сточной воде и в фильтрате. Д
Очистка сточных вод методом нейтрализации
К химическим методам очистки сточных вод относят химическую нейтрализацию, окисление и восстановление загрязняющих веществ. Химический способ очистки может использоваться на стадии предварит
Порядок выполнения работы
1. Определить концентрацию кислоты в исходном растворе. Для этого 10 мл кислой воды титруют 0,1н раствором NaOH с индикатором фенолфталеином до появления окраски раствора.
2. В 3 колбы объ
Порядок выполнения работы
1. Определить концентрацию щелочи в исходном растворе. Для этого 10 мл щелочной воды титруют 0,1н раствором НСl в присутствии индикатора бромфенолового синего до изменения окраски
Влияние загрязнителей на биологические объекты
Биотестирование ‒ процедура установления токсичности среды с помощью тест-организмов (тест-объектов), сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетани
Порядок выполнения работы
1. В стеклянной посуде готовят серию разбавлений тестируемой воды, согласно табл. 3.
2. В колбы наливают по 100 мл разбавляющей, тестируемой воды и приготовленных растворов. В качестве раз
Требования к отчету
Результаты работы представляют в виде табл.8.
Таблица 8
Оценка токсичности загрязнённых вод
№
разбавл
Vр.в
Определение содержания гумусовых веществ в почве
Важной частью почвы является органическое вещество. Органическая часть почвы представляет очень сложный комплекс разнообразных органических веществ.
Одним из главных признаков плодородия п
Категории почвы по окраске, содержанию гумуса и плодородию
Окраска почв
Содержание гумуса, %
Категории по
плодородию
Категории по
содержанию гумуса
Очень
чёрная
Порядок выполнения работы
0,2 г почвы, отделенной от растительных остатков и просеянной через сито 0,25 мм, поместить в коническую колбу на 100 мл. Прилить 10 мл хромовой смеси (К2Сr2О7 в ки
И подвижного аллюминия
Величина рН – важнейший показатель состояния почвы. Режим кислотности почв складывается под влиянием целого комплекса факторов: свойств материнской породы (например, граниты дают прод
Порядок выполнения работы
1.Определение общей кислотности и щелочности
Метод основан на измерении рН водной вытяжки на лабораторном иономере в системе стеклянного и хлорсеребряного электродов.
В ко
Изучение процесса фотосинтеза
Фотосинтез является основным процессом превращения солнечной энергии в энергию химических связей, процессом накопления биомассы и продуцирования кислорода.
Фотосинтез идет при наличии в ра
Порядок выполнения работы
Взять два листа (один выдержанный в темноте (за это время в растении крахмал расходуется на дыхание, переходя под действием ферментов в сахар и оттекая из листа) и второй находившейся на свету). По
Определение содержания нитратов в растительных объектах
Азот широко распространен во всех геосферах и в составе различных соединений мигрирует в биосфере. В газообразной форме молекулярный азот (N2) довольно инертен, его содержание в атмосфер
Порядок выполнения работы
Пробу растительного материала в количестве 0,25...0,5 кг следует сначала отмыть и измельчить. Усредненную пробу в количестве20 г поместить в стакан. Прилить в стакан 100 мл 1 %-ного раствора алюмок
Оценка радиоактивности объектов окружающей среды
В настоящее время известно много процессов самопроизвольного превращения ядер. Эти процессы называются радиоактивными, так как они протекают по законам радиоактивного распада. К такому распаду скло
Порядок выполнения работы
1. Оценку радиоактивности проводят косвенно по интенсивности γ - излучения измеряемого объекта. С помощью прибора Дозиметр «Радэкс 1706» (Рис.13) в разных точках измеряемого объекта производят
Вопросы для самоподготовки
1. Понятие об ионизирующем излучении. Природные и антропогенные источники излучения.
2. Виды ионизирующего излучения, их характеристика.
3. Радиоактивность. Стабильные и радиоакти
ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
3.1. Характеристика и методы объёмного анализа
Объёмный анализОбъемным (титриметрическим) анализом называют метод количественного химического анализа аналитической хим
Техника безопасности при выполнении лабораторных работ
Каждую лабораторную работу студент выполняет после ознакомления с теоретическими основами метода, устройством и принципом работы прибора и методикой выполнения анализа.
В лаборатории студе
Веществ в воздухе производственных помещений и атмосферном воздухе населенных мест
Загрязняющее
вещество
Предельно допустимая концентрация, мг/м3
рабочей зоны
максимальная разовая
среднесут
Предельно допустимые концентрации примесей в воде
№ п/п
Показатели качества
Ед. измер.
Норматив СанПиН 2.1.4.1074-01
Органолептические показатели
Предельно допустимые концентрации химических веществ в почвах
№ п/п
Наименование
вещества
Формула
Величина ПДК (мг/кг) с учетом фона (кларка)
Лимитирующий
показатель вредности
Библиографический список
1. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. пос. / Под ред. О.П. Мелеховой, Е.И. Сарапульцева. – М.: Академия, 2010. – 288 с.
2. Федорова, А.И. Практи
Новости и инфо для студентов