Современные водоемы представляют собой естественную среду обитания для живых организмов (гидробионтов), а также используются как объекты хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного назначения. Их образование обычно происходит за счет заполнения поверхностными и подземными водами разнообразных котловин, эрозионного или техногенного происхождения. Первоначальный состав воды при этом обычно определяется качеством вод, участвующих в питании водоемов. Накопление загрязняющих веществ в водных объектах определяет развитие негативных процессов, влияющих как на жизнедеятельность отдельных гидробионтов, так и на функциональные свойства всей водной экосистемы (Основы экогеологии…,2004).
Природная вода является неоднородной средой, в ней присутствуют взвешенные частицы и микропузырьки газа. Размер частиц различен. Оседающие частицы состоят из минерального ядра и органического слоя. Толща воды, кроме того, наполнена множеством микроорганизмов, находящихся в равновесии с окружающей средой.
|
|
Воздействие загрязнителей на природные водоемы различно. Тепловое загрязнение вызывает интенсификацию процессов жизнедеятельности водных организмов, что нарушает равновесие экосистемы. Минеральные соли опасны для одноклеточных организмов, обменивающихся с внешней средой осмотически. Взвешенные частицы уменьшают прозрачность воды, снижают фотосинтез водных растений и аэрацию водной среды, способствуют заилению дна в зонах с малой скоростью течения, оказывают неблагоприятное воздействие на жизнедеятельность водных организмов-фильтраторов. На взвешенных частицах могут сорбироваться различные загрязняющие вещества; оседая на дно, они могут стать источником вторичного загрязнения воды.
Загрязнение вод тяжелыми металлами не только оказывает экологический вред, но и наносит значительный экономический ущерб. Источниками загрязнения воды тяжелыми металлами служат гальванические цехи, предприятия горнодобывающей промышленности, черной и цветной металлургии. При загрязнении воды нефтепродуктами на поверхности образуется пленка, препятствующая газообмену воды с атмосферой. В ней, а также в эмульсии тяжелых фракций накапливаются другие загрязнители, кроме того, сами нефтепродукты аккумулируются в водных организмах. Основными источниками загрязнения вод нефтепродуктами являются водный транспорт и поверхностный сток с городских территорий. Загрязнение водной среды биогенными элементами ведет к эвтрофированию (избыточное поступление биогенных веществ) водоемов.
Органические вещества-красители, фенолы, ПАВ, диоксины, пестициды и др. создают опасность возникновения токсикологической ситуации в водоеме. Особенно токсичными и устойчивыми в окружающей среде являются диоксины. Это две группы хлорсодержащих органических соединений относящихся к дибензодиоксинам и дибензофуранам. Токсическое действие различных диоксинов проявляется одинаково, но отличается по интенсивности. Диоксины накапливаются в окружающей среде, и концентрация их растет.
|
|
Изучение загрязнения воды имеет свои особенности. Как и при определении атмосферных загрязнений приходится определять малые количества веществ непостоянного состава в присутствии других загрязнителей. Отличие в том, что в незагрязненной воде постоянно содержатся органические и неорганические вещества сложного строения, кроме того, в воде протекают химические и фотохимические процессы, приводящие к изменению состава химических веществ. В химических превращениях большое участие принимают биологические объекты животного и растительного происхождения. Поэтому содержание кислорода является одним из важнейших показателей строения водной системы.
Донный осадок и поверхностная пленка являются зонами концентрирования загрязняющих веществ. На дно оседают нерастворимые в воде соединения, а осадок является хорошим сорбентом для многих веществ.
В воду могут попадать неразлагаемые загрязняющие вещества. Но они способны реагировать с другими химическими соединениями, образуя устойчивые конечные продукты, которые накапливаются в биологических объектах (планктоне, рыбах и т. д.) и через пищевую цепь попадают в организм человека.
Выделяют 3 группы показателей, определяющих качество воды:
А – характеризующих органолептические свойства;
Б – характеризующих химический состав воды;
В – характеризующих эпидемическую безопасность воды.
Органолептические свойства (греч. organon инструмент, leptikos способный воспринять, т. е. свойства объекта оцениваются с помощью органов чувств) нормируются по интенсивности их восприятия человеком. Это запах, привкус, цветность, прозрачность, мутность, примеси (пленка, водные организмы).
3.2. Определение содержания взвешенных веществ
и мутности воды
Мутность природных вод обусловлена наличием в них частичек глины, песка, ила и органических веществ. Источниками мутности речных и озерных вод являются компоненты почв, горных пород, вымываемые реками, а также так называемый «ливневый» смыв, т. е. твердые осадки, смываемые в окрестностях рек дождями с почвы лесов, полей, лугов и улиц населенных пунктов. Ливневый смыв в период сильных дождей (муссонные дожди в Хабаровском крае) обусловливает повышение мутности воды в водоемах.
В реках по временам года мутность воды сильно изменяется, причем, обычно она резко возрастает весной, в период паводка. Однако, поскольку в Амуре наблюдается два паводка – весенний и осенний, мутность повышается весной и во второй половине лета, когда начинаются муссонные дожди.
Оборудование: бюксы с водой для анализа, химические стаканы, фотометр фотоэлектрический КФК–3–01–»ЗОМЗ» (см. прил. 2), кварцевые кюветы.
Ход работы:
1. Отлить исследуемые растворы в химические стаканчики объемом 50 мл.
2. Установить ФЭК на светофильтр с длиной волны 530 нм.
3. В одну кювету длиной 50 мм налить до метки дистиллированную воду, в другую – исследуемую. Обе кюветы поместить в кюветодержатель прибора.
4. Установить по дистиллированной воде «ноль» шкалы оптической плотности Di.
5. Мутность воды Мi, мг/л, определить графически по калибровочному графику (прил. 4). На оси оптической плотности найти значение Di, определенное на приборе, провести линию до пересечения с калибровочной кривой, опустить перпендикуляр на ось мутности. Это и будет значение мутности воды Мi, мг/л.
|
|
Отчет о работе: представить тетрадь с рассчитанными показателями мутности воды исследуемых водоемов.
Тесты итогового контроля:
1. Показатели определяющие качество воды:
А – эпидемиологическая безопасность
Б – цветность
В – химический состав воды
Г – запах воды
2. Показатели определяющие органолептические свойства воды:
А – наличие бактерий
Б – привкус воды
В – запах воды
Г – мутность воды
3. Группы основных загрязняющих веществ:
А – диоксины
Б – фенолы
В – ПАВ
Г – кислород
4. Основные загрязняющие вещества, снижающие качество воды в Амуре:
А – фенолы
Б – нитраты
В – нефтепродукты
Г – диоксины
5. Назначение монохроматора в ФЭК:
А – для выделения излучения заданного спектрального состава
Б – для выделения инфракрасных лучей
В – для выделения ультрафиолетовых лучей
Г – для определения рН раствора
6. Длина волны, при которой определяется мутность раствора:
А – 250 нм
Б – 530 нм
В – 450 нм
Г – 270 нм
7. Пики мутности воды в реке Амур:
А – весна
Б – лето
В – осень
Г – зима
8. Основные источники загрязнения вод нефтепродуктами:
А – автомобильный транспорт
Б – водный транспорт
В – сточные воды с предприятий
Г – поверхностный сток с городских территорий
9. Зоны концентрирования загрязняющих веществ в водоеме:
А – донный осадок
Б – водная растительность
В – поверхностная пленка воды
Г – толща воды
10. Мутность природных вод обусловлена наличием в них:
А – планктонных животных
Б – частичек глины
В – песка
Г – органических веществ
Лабораторная работа № 4
Определение содержания в воде железа
с использованием прибора фотометра
фотоэлектрического КФК–3–01–«ЗОМЗ»
Цель работы: освоить методику определения ионов железа в
растворах с использованием прибора фотометра фотоэлектрического КФК–3–01–«ЗОМЗ».