Файл: основы экологии лабораторный практикум 2009.pdf

более узкий диапазон (1-14; 4-9; 9-14) и через 10-15 с снимают показания прибора по верхней шкале (по зеркалу).

8.3.2 Определение запаха воды

Определение запаха воды проводят в натуральной сточной воде не позднее конца дня отборы пробы. Запах сточной воды определяют качественно при открывании бутылки с пробой. Если запах не ясен, следует отлить небольшое количество воды в колбу, закрыть часовым стеклом и подогреть до 600С. Запах сточной воды записывают следующим образом: гнилостный, фекальный, керосиновый, фенольный, сероводородный, неопределенный и т.д. Интенсивность запаха определяют по пятибалльной системе:

0 – запах отсутствует;

1– запах очень слабый, неопределенный;

2– запах слабый, но определенный;

3– запах умеренный;

4– запах сильный;

5– запах очень сильный.

8.3.3 Определение цвета воды

Цвет воды устанавливают визуальным наблюдением или измерением оптической плотности на спектрофотометре при различных длинах волн проходящего света.

При визуальном наблюдении цвет воды определяют после отстаивания пробы. Пробу воды наливают в цилиндр с ровным плоским дном. Высота столбика воды должна быть равна 10 см. Рассматривают пробу в цилиндре сверху на белом фоне при рассеянном дневном освещении. Результат записывают словесно: бесцветная, слабожелтая, красноватая, буроватая, желтозеленая, синяя, пурпурная и т.п.

8.3.4 Определение степени разбавления сточных вод

По правилам спуска сточных вод в водоемы требуется, чтобы вода в водоеме после смешивания ее со сточной водой не имела видимой окраски при толщине слоя 10 см.

Для определения степени разбавления воды на белый лист бумаги помещают три цилиндра диаметром 20-25 мм из бесцветного стекла. В первый цилиндр наливают дистиллированную воду с высотой слоя 10 см. Во второй цилиндр наливают такое же количество исследуемой сточной воды. В третий цилиндр наливают в таком же объеме разбавленную сточную воду, увеличивая каждый раз, степень разбавления (1:1, 1:2, 1:3 и т.д.), пока при рассматривании сверху через воду во втором и третьем цилиндрах бумага не будет выглядеть одинаково белой.

Нахождение того разбавления, которое требуется для исчезновения

42

окраски, устраняет необходимость определять количественное содержание в воде тех веществ, для которых установлена ПДК по цветности.

Таблица 8.3 – Показатели качества производственных сточных вод

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

43

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСТВОРЕННОГО КИСЛОРОДА В СТОЧНОЙ ВОДЕ

Цель работы: 1) Ознакомление с принципом измерения концентрации кислорода в воде.

2)Определение концентрации кислорода в сточных водах.

3)Измерение температуры сточных вод.

9.1Теоретическая часть

Загрязнение рек, озер, болот Беларуси происходит с нарастающей скоростью, так как в водоемы поступает большое количество органических и неорганических веществ. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (окраски, запаха, вкуса и т.д.), увеличение содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, радионуклидов, а также сокращение растворенного в воде кислорода воздуха.

Количество кислорода, растворенного в воде, имеет большое значение для оценки состояния водоема. Его снижение указывает на резкое изменение биологических процессов в водоемах, а также на загрязнение водоемов веществами, биохимически интенсивно окисляющимися.

Концентрация растворенного кислорода в воде зависит, кроме того, от природных факторов – атмосферного давления, температуры воды, содержания растворенных солей. Концентрация кислорода в воде для питьевого и бытового использования должна быть не менее 4 мг/л в любой период года.

9.2 Принцип измерения концентрации кислорода

Воснову принципа определения растворенного в воде кислорода положен полярографический метод анализа. С помощью этого метода измеряется предельный диффузионный ток при напряжении, которое соответствует восстановлению на индикаторном электроде молекулярного кислорода, содержащегося в воде.

Вприборе АЖА-101М применен полярографический датчик растворенного кислорода с внешним источником поляризации индикаторного электрода (катода) по отношению к вспомогательному электроду (аноду).

Катод и анод датчика погружены во внутренний раствор электролита, который отделен от анализируемой среды мембраной, проницаемой для кислорода, но непроницаемой для ионов и паров воды. Кислород из анализируемой среды диффундирует через мембрану в тонкий слой раствора между катодом и мембраной и вступает в электрохимическую реакцию на поверхности катода, который поляризуется внешним напряжением Е,

приложенным между электродами.

44

При нормальном атмосферном давлении 101,3 кПа (760 мм рт.ст.) парциальное давление кислорода воздуха и ток датчика, процент же содержания кислорода в воздухе остается неизменным.

При измерении растворенного в воде кислорода целесообразно проводить калибровку по воде, насыщенной кислородом воздуха, учитывая, что при 100% насыщении парциальное давление кислорода, растворенного в воде, равно парциальному давлению кислорода в воздухе. При этом следует учитывать, что растворимость кислорода в воде меняется пропорционально изменению парциального давления кислорода в воздухе.

Растворимость кислорода при других давлениях определяется из соотношения:

S/ S P , 101,3

где S/ - растворимость кислорода при атмосферном давлении Р, мг/л;

S – растворимость кислорода при нормальном атмосферном давлении 101,3 кПа (760 мм рт.ст.), мг/л;

Р– атмосферное давление, кПа.

9.3Устройство и принцип работы кислородомера АЖА-101М

Кислородомер АЖА-101М предназначен для оперативного измерения содержания растворенного кислорода в воде. Прибор состоит из преобразователя, полярографического датчика растворенного в воде кислорода и арматуры измерительного устройства и представлен на рисунке 9.1.

Преобразователь состоит из соединенных винтами пластмассовой крышки и корпуса, уплотненных резиновой прокладкой. На крышке расположен жидкокристаллический индикатор и органы управления для включения преобразователя, выбора режима измерения и настройки. На боковой и задней стенках корпуса размещены вспомогательные органы настройки и разъемные соединения для подключения вилок кабелей измерительного устройства и блока сетевого питания. В нижней части корпуса расположен отсек для размещения четырех элементов типа «316». Электрический монтаж выполнен на двух печатных платах, закрепленных внутри корпуса и крышки преобразователя.

Проверку работоспособности прибора АЖА-101М проводят следующим образом:

-подключить вилку кабеля измерительного устройства к преобразователю;

-нажать кнопку «ВКЛ/ВЫКЛ.» и при питании от автономного источника убедиться в его работоспособности;

45

1 – крышка; 2 – корпус; 3 – крышка отсека элементов питания; 4 – вилка подключения измерительного устройства;

5 – гнездо подключения блока сетевого питания; 6 - индикатор

Рисунок 9.1 – Кислородомер АЖА-101М

9.4 Определение концентрации кислорода, растворенного в воде и температуры воды

Концентрацию кислорода, растворенного в дистиллированной воде при данном атмосферном давлении определяют по формулам:

А100 Р ,

Ро

А/ St Р ,

Ро

где А(А/) - значение концентрации кислорода, растворенного в дистиллированной воде, % О2 (мг/л);

Р – атмосферное давление, кПа (мм рт.ст); Ро – нормальное атмосферное давление 101,3 кПа (760 мм рт.ст.);

St – растворимость кислорода в дистиллированной воде при температуре t 0C и нормальном атмосферном давлении, мг/л (см. таблицу 9.1)

46

Таблица 9.1 – Растворимости кислорода в дистиллированной воде, насыщенной воздухом при давлении 101,3 кПа (760 мм рт.ст.)

Подключаем кислородомер к электрической сети, погружаем измерительное устройство в анализируемую воду на глубину не менее 100 мм и нажимаем кнопку «ВКЛ/ВЫКЛ». Далее при помощи кнопки «РЕЖИМ» на

индикаторе устанавливаем режим измерения О2 в мг/л или % или температуру воды в 0С.

Полученные значения кислорода в воде и температуру воды заносят в таблицу 9.2.

Таблица 9.2

47