Определение качества воды в низовьях реки Амур

Муниципальное казённое образовательное учреждение дополнительного образования детей эколого-биологический центр

Определение качества воды в низовьях

реки Амур.

Автор: Шевченко Мария

10 класс, МБОУ СОШ №2

Руководитель: Андросова

Арина Сергеевна

Должность: педагог

дополнительного образования

МКОУ ДОД ЭБЦ

г. Николаевск-на-Амуре 2014

Аннотация

Цель работы: Исследовать качество воды в низовьях реки Амур около поселка Чныррах на основные гидрохимические свойства (цветность, мутность, запах), а также на определение уровня рh воды, на наличие хлоридов и остатков нефтепродуктов.

Для достижения своей цели я поставила перед собой следующие задачи:

1.Проанализировать дополнительную литературу о проблеме загрязнения реки Амур различными отходами производства.

2.Осуществить взятие пробы воды в реке Амур около поселка Чныррах.

3.Исследовать пробы воды из реки Амур по основным гидрохимическим показателям (на цветность, на мутность, на запах).

4.Провести анализ проб из реки Амур около поселка Чныррах на определение уровня рh воды, на наличие хлоридов и остатков нефтепродуктов.

5. Проанализировать полученные результаты исследования проб воды реки Амур.

Предмет исследования: Пробы воды, взятые из Амура около поселка Чныррах.

Объект исследования: Изучение гидрохимических свойств воды (цветность, мутность, запах) и определение уровня рh воды, наличие хлоридов и остатков нефтепродуктов

в низовьях реки Амур около поселка Чныррах.

Гипотеза исследования: Предполагается, что река Амур ещё полностью не очистилась от различных химических загрязнений, которым она подверглась последние годы.

Актуальность работы: Одной из важнейших причин современных экологических проблем является все возрастающее химическое загрязнение окружающей природной среды. Состояние реки Амур экологи оценивают как критическое. Как опубликовано в докладе в Министерстве природных ресурсов Хабаровского края, в "хабаровском" районе реки зафиксировано превышение предельно допустимых концентраций летучих фенолов в 1,6 раза. Аммонийного и нитридного азота в реке в полтора раза больше допустимой нормы. По мнению специалистов, сложившаяся ситуация говорит о "критическом состоянии экосистемы реки".

Методы исследования:

Методика определения цветности воды

Методика определения мутности воды

Методика определения запаха воды

Определение уровня ph воды прибором ph-150м

Определение уровня концентрации хлорид-ионов меркуриметрическим методом

Флуориметрический метод измерения массовой концентрации нефтепродуктов

Выводы

После исследования на определение качества воды в реке Амур я пришла к таким выводам:

1. В результате проведенных анализов на определение основных гидрохимических свойств воды я выяснила, что качество воды в реке Амур в зимний период времени находится в пределах нижней границы нормы по цветовому показателю (вода слабо-желтоватая на цвет), на мутность (воды слабо мутная). Запах воды естественного происхождения и выражен слабо.

2. Результат определение pH воды составил-5,637, что показывает нейтральную среду. Следовательно, вода в реке по уровню pH находится в пределах нормы.

3. Определение массовой концентрации хлорид-ионов меркуриметрическим методом показало результат-28,36 мг/дм3. Такова концентрация хлорид-ионов в исследуемой пробе воды, что показывает результат в пределах нормы. Следовательно, можно сделать вывод, что концентрация хлоридов в воде Амуре не превышает допустимый стандарт.

4. При определении наличия нефтепродуктов в воде результат составил-0,230 мг/дм3, который показывает, что наличие нефтепродуктов в исследуемой воде находится в допустимых пределах и превышение отсутствует.

Итогом моей работы стал вывод, что вода в низовьях реки Амур по основным показателям (цветность, мутность, запах, уровню pH воды, наличию хлоридов и остатков нефтепродуктов) находится в пределах допустимых значений. Следовательно, выдвинутая мною гипотеза не нашла своего подтверждения.

Заключение

В заключение своей работы хочется сказать, что в дальнейших перспективах хочется проверить качество воды не только на химические показатели, но и на микробиологические показатели загрязнености воды.

Структура и объём работы. Работа состоит из введения, обзора литературы, методов исследования, результатов исследования, выводов, заключения и списка литературы. Работа изложена на 23 страницах машинописного текста, включает 1 таблицу. Список литературы содержит 10 источников.

Содержание

Введение………………………………………………………………………………………..С.3

Основная часть ………………………………………………………………………………...С.5

1. Литературный обзор………………………………………………………………………С.5

2. Методы исследования……………………………………………………………………С.11

А. Методика определения цветности воды………………………………………………... С.11

Б. Методика определения мутности воды…………………………………………………. С.11

В. Методика определения запаха воды……………………………………………………. .С.11

Г. Определение уровня ph воды прибором ph-150м……………………………………… С.12

Д. Определение уровня концентрации хлорид-ионов меркуриметрическим методом… С.12

Е. Флуориметрический метод измерения массовой концентрации нефтепродуктов …..С.14

3. Результаты исследования………………………………………………………………. С.16

Выводы………………………………………………………………………………………. С.18

Заключение………………………………………………………………………………..….С.19

Список литературы……………………………………………………………………… ….С.20

Приложение………………………………………………………………………………. …С.21

Введение

Актуальность работы: Одной из важнейших причин современных экологических проблем является все возрастающее химическое загрязнение окружающей природной среды. Состояние реки Амур экологи оценивают как критическое. Как опубликовано в докладе в Министерстве природных ресурсов Хабаровского края, в "хабаровском" районе реки зафиксировано превышение предельно допустимых концентраций летучих фенолов в 1,6 раза. Аммонийного и нитридного азота в реке в полтора раза больше допустимой нормы. По мнению специалистов, сложившаяся ситуация говорит о "критическом состоянии экосистемы реки". К тому же речная вода не соответствует нормам по микробиологическим показателям. В то же время предприятия Водоканала очищают поступающую из Амура воду перед подачей в централизованные сети Хабаровска, Комсомольска-на-Амуре и Амурска. Химический завод, расположенный в городе Цзилинь в одноименной провинции на северо-востоке Китая, слил в приток реки Сунгари реку Манню промышленные отходы, которые содержат бензельные соединения, в том числе анилин. По некоторым данным, площадь загрязнения составляет пять квадратных километров.[1] Загрязнение реки Амур - основная проблема, которой занимаются в последнее время амурские экологи. За минувшее десятилетие река значительно пострадала от деятельности человека. Пробы воды показывают большую концентрацию тяжелых металлов. Содержание ртути в донных отложениях Амура в 10 раз выше, чем в реке Зея.

Сейчас в реке значительно сократилась численность ценных промысловых рыб. А те, что еще обитают, небезопасны для здоровья человека. В жабрах и печени рыб обнаруживают ртуть.

И ученые, и экологи в один голос говорят о том, что основной источник загрязнения Амура - это Китай. На промышленных предприятиях КНР практически не используют современные очистные сооружения. К тому же немалую долю в загрязнение реки вносят китайские браконьеры. Они специально расставляют вдоль российского берега пластиковые бутылки с ядохимикатами.

3

Цель работы: Исследовать качество воды в низовьях реки Амур около поселка Чныррах на основные гидрохимические свойства (цветность, мутность, запах), а также на определение уровня рh воды, на наличие хлоридов и остатков нефтепродуктов.

Для достижения своей цели я поставила перед собой следующие задачи:

1.Проанализировать дополнительную литературу о проблеме загрязнения реки Амур различными отходами производства.

2.Осуществить взятие пробы воды в реке Амур около поселка Чныррах.

3.Исследовать пробы воды из реки Амур по основным гидрохимическим показателям (на цветность, на мутность, на запах).

4.Провести анализ проб из реки Амур около поселка Чныррах на определение уровня рh воды, на наличие хлоридов и остатков нефтепродуктов.

5. Проанализировать полученные результаты исследования проб воды реки Амур.

Предмет исследования: Пробы воды, взятые из Амура около поселка Чныррах.

Объект исследования: Изучение гидрохимических свойств воды (цветность, мутность, запах) и определение уровня рh воды, наличие хлоридов и остатков нефтепродуктов

в низовьях реки Амур около поселка Чныррах.

Гипотеза исследования: Предполагается, что река Амур ещё полностью не очистилась от различных химических загрязнений, которым она подверглась последние годы.

4

Литературный обзор

Хозяйственная деятельность человека в значительной мере связана с добычей и переработкой полезных ископаемых, химическим синтезом и использованием для этих целей, все возрастающего количества энергии.

В промышленных процессах в огромных количествах используется вода, причем в большинстве случаев вода, выходящая из производственного цикла, несет большое количество примесей. Большая часть этих примесей, попадая в природные водоемы, способна сделать воду совершенно непригодной для жизни.

Антропогенные загрязнения вод различны по объемам и степени вредности для человека и экосистем. Значительную часть их составляют стоки промышленных предприятий.

С транспортом связана значительная часть загрязнения пресных и морских вод нефтью и нефтепродуктами. Особую опасность представляют ядохимикаты, в изобилии применяемые в сельском хозяйстве для защиты растений. Распыленные на больших площадях, эти вещества попадают на почву, смываются дождевыми водами и проникают в подземные водоносные горизонты, в реки и озера, нанося большой вред состоянию экосистем и здоровью людей.

Еще одна категория весьма опасных загрязнителей вод и почв – тяжелые металлы. Фоновое содержание их в природной среде настолько мало, что большинство таких элементов обнаруживается лишь в следовых количествах или вообще не обнаруживаются самыми чувствительными современными методами. Антропогенные источники опасного повышения содержания тяжелых металлов в почвах и природных водах весьма разнообразны. Это, конечно, прежде всего – промышленное производство, в стоках которого часто содержатся соли тяжелых металлов в недопустимо высоких концентрациях.

В водоемах тяжелые металлы накапливаются в донных отложениях также в слабосвязанной форме и при изменениях кислотности и температуры воды вновь переходят в растворимое состояние и мигрируют с током воды иногда на огромные расстояния.

Благополучное развитие современного общества невозможно представить без вовлечения в хозяйственную деятельность всех имеющихся природных ресурсов: воды, земли, недр, растительного и животного мира. Однако в ходе освоения и использования этих ресурсов человечество с тревогой отмечает неоспоримые факты пагубных для окружающей среды и живых ресурсов последствий такого рода деятельности.

Особенно губительные последствия антропогенного воздействия испытывают водные объекты и водные биологические ресурсы, тесно связанные со средой обитания, и поэтому

5

всецело зависящие от условий, обеспечивающих их нормальную жизнедеятельность.

Общеизвестно, что все живые существа вышли из воды. Без неё немыслима жизнь и сейчас. Не случайно говорят: “Вода – это жизнь”.

Обладая хорошей теплоёмкостью, текучестью, растворяющей способностью, подъемной силой и другими ценными качествами, вода является составной и неотъемлемой частью практически всех производственных процессов.

Одновременно с этим именно природные воды испытывают мощный пресс антропогенной нагрузки. Промышленное производство и сельское хозяйство, развитие новых технологий, интенсивное освоение минеральных ресурсов, широкий размах различного рода работ в речных бассейнах существенно меняют экологическую обстановку и приводят, в ряде случаев, к печально известным результатам.

За последние годы на территории Дальневосточного региона вследствие нестабильной экономической обстановки отмечается спад в развитии крупных промышленных производств, что выражается в снижении объёма отводимых сточных вод, являющихся основным источником загрязнения поверхностных водных объектов. Тем не менее, это не улучшило экологическую обстановку на водоёмах Амурского бассейна в пределах Хабаровского края, Амурской и Еврейской автономной областей: ситуация на большинстве из них характеризуется высокими уровнями загрязнения.

Сегодня содержание фенола в Амуре (Приложение ) стабильно. Т. е. превышает предельно допустимую концентрацию в несколько раз (низкой для Амура считается 3-5 ПДК, средней 10-12, иногда достигает 20 ПДК). Причина столь высокого уровня загрязнения главной реки региона до сих пор не доказана. Еще к основным загрязнителям специалисты относят соединения азота и органические вещества, содержание азота аммонийного в 4-5 раз превышает ПДК.

На загрязнение р. Амур в среднем течении на участке гг. Хабаровск-Комсомольск оказывают влияние правобережные притоки территории Китая. В большинстве населенных пунктов края хозяйственно-питьевое и техническое водоснабжение основано на использовании подземных вод. Загрязнение Амура ограничивает возможности использования поверхностных вод. С 1997 г. специалистами НТЦ "Дальгеоцентр" начаты поисково-оценочные работы на подземные воды для водоснабжения г. Хабаровска на перспективном участке левобережья Амура в междуречье Амур - Тунгуска. Загрязнение подземных вод края наблюдается в крупных промышленных центрах - гг. Хабаровске, Комсомольске-на-Амуре, Амурском, Солнечном, Комсомольском, им. Лазо и Хабаровском районах. На остальной территории из-за слабой заселенности и незначительного развития промышленности и

6

сельского хозяйства, фон загрязнения подземных вод остается очень низким. Наибольшее загрязнение подземных вод наблюдается в г. Комсомольске-на-Амуре и Комсомольском районе, где помимо единичных случаев загрязнения подземных вод хлоридами (до 520 мг/дм3 - 1,5 ПДК), свинцом 0,039 мг/дм3 - 1,3 ПДК), кадмием (0,0063 мг/дм3 - 6,3 ПДК), бериллием (0,0018 мг/дм3 - 9 ПДК), алюминием (2,58 мг/дм3 - 5,16 ПДК), титаном (1,556 мг/дм3 - 15,56 ПДК). Размеры очагов загрязнения: бором около 100 км2, кадмием около 120 км2, бериллием около 30 км2, алюминием около 10 км2, титаном около 70 км2 (Приложение ).

Главную причину загрязненности вод реки специалисты видят в неразумной хозяйственной деятельности на сопредельной территории КНР и в отсутствии с китайской стороны эффективных мер по охране окружающей среды. Если такая ситуация в ближайшее время не изменится, то употреблять в пищу амурскую рыбу будет опасно даже после длительной тепловой обработки.

Анализ микробиологических показателей качества воды ниже устья р. Сунгари говорит о том, что значительное загрязнение р. Амур происходит за счет поступления с китайской стороны промышленных и бытовых сточных вод с низкой степенью очистки, либо вовсе не очищенных. В воде обнаружена самая высокая численность фенолустойчивых бактерий, превышающая их максимальное содержание в период аварийной ситуации на городском коллекторе при сбросе неочищенных сточных вод.

Среди главных загрязнителей Амурской протоки и р. Амур в районе г. Хабаровска следует назвать МУП “Водоканал”, Хабаровскую ТЭЦ-2, судостроительный завод. В Хабаровске мощности городских очистных сооружений позволяют обработать лишь 50 % от общего объёма водоотведения города, в связи с чем в р. Берёзовую без очистки сбрасывается порядка 100 тысяч кубометров в сутки сточных вод.

Напряжённым остаётся экологическое состояние водных объектов в Николаевском районе. По результатам анализов, проводимых лабораторией эколого-аналитического контроля при администрации города Николаевска-на-Амуре и Николаевского района, в зимние месяцы (январь - март) ежегодно отмечается нарастание фенольного загрязнение в низовье Амура и Амурском лимане (Приложение ).

Потенциальным источником загрязнения р. Амур в районе города является МУП ЖКХ г. Николаевска-на-Амуре ввиду отсутствия городских канализационных очистных сооружений. Таким образом, основными загрязнителями вод на территории Хабаровского края и Еврейской автономной области на протяжении ряда лет остаются объекты коммунального хозяйства [3].

7

В результате процессов эвтрофирования и загрязнения водных экосистем происходит изменение не только биоценозов (исчезновение или сокращение численности одних видов и массовое развитие других), но и изменение физических и химических характеристик воды (изменяется цвет, уменьшается прозрачность, снижается содержание кислорода, особенно в придонных слоях, появляются различные запахи, увеличивается содержание взвешенных веществ). Изменение свойств воды при поступлении каких-либо загрязняющих веществ может происходить как очень быстро (например, вода приобретает запах характерных для поступивших веществ), так и по происшествию некоторого времени (например, вещество, попавшее в водоем, не обладает сильным запахом, но продукты его разложения придают воде резкие запахи).[7]

Загрязнение водоема - привнесение в водную среду или возникновение в ней новых (нехарактерных для нее) физических, химических или биологических агентов, приводящее к нарушениям в функционировании экосистемы и ухудшению экономического значения водоемов.[7]

Виды загрязнений:

1. Загрязнение твердыми частицами, вымываемыми при эрозии почв

2. Тепловое загрязнение (поступление теплых вод с предприятий, использующих воду в качестве охладителя)

3. Загрязнение болезнетворными микроорганизмами

4. Загрязнение органическими соединениями

­ Промышленного происхождения

­ Биологического происхождения (стоки с ферм)

­ Нефть и нефтепродукты

­ Повышение концентрации биогенных элементов (канализационный сток, смывы с полей)

Загрязнение тяжелыми металлами (ртуть, свинец, кадмий, цинк и др.) Загрязнение радиоактивными отходами

Действие загрязняющих веществ проявляется на организменном, популяционном, биоценотическом и экосистемном уровнях.[9]

На организменном уровне наблюдаются нарушение отдельных физиологических функций, изменение поведения, снижение темпа роста, увеличение смертности вследствие прямого отравления или уменьшения устойчивости к стрессовым состояниям внешней среды. Большое значение имеет повреждение генетического аппарата и трансформация исходного генофонда особей, что приводит к появлению уродливых и ослабленных форм.

8

На уровне популяций загрязнение может вызвать изменение их численности и биомассы, рождаемости и смертности, половой и размерной структуры (например, повышенное вымирание головастиков и сеголеток в популяции лягушек).

На биоценотическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообщества, поскольку одни и те же загрязняющие вещества неодинаково влияют на разные компоненты биоценоза.

В конечном итоге происходит деградация экосистем - ухудшение их как элементов среды человека и снижение положительной роли в формировании биосферы.[10]

Многие загрязняющие вещества, устойчивые к биологическому разложению, поступая в организм гидробионтов в небольших количествах, не вызывающих сразу отравления и гибель, постепенно накапливаются, вызывая различные заболевания. Кроме того, другие животные, питаясь такими организмами, получают загрязняющие вещества в еще более высоких дозах, то есть, происходит миграция загрязняющих веществ по трофической цепи. Следовательно, у гидробионтов высших трофических уровней концентрация таких веществ в организме выше, чем у организмов, стоящих в начале трофической цепи. Такой процесс называют биоконцентрированием.[6]

Кроме прямого воздействия загрязняющих веществ на гидробионты, приводящего к вышеуказанным последствиям, необходимо учитывать и опосредованное воздействие. Так при поступлении в водоем большого количества органических веществ в процессе их биологического разрушения интенсивно расходуется кислород. Это может приводить к возникновению дефицита кислорода, что в свою очередь отражается на жизнедеятельности водных обитателей.

Под влиянием антропогенного фактора промышленное и сельскохозяйственное производство, энергетика и транспорт, чрезмерная эксплуатация природных ресурсов планеты в биосфере за последние 100 лет претерпела следующие важные изменения:

в гидросфере, водной оболочке Земли - безвозвратное водопотребление нарушило водный баланс на 9%, загрязнение нефтью выросло в 3560 раз, нефтяной пленкой покрыто до 1/5 Мирового океана, загрязнение вод ядовитыми тяжелыми металлами выросло в 10-15 раз. [2]

Учёные лаборатории медицинской экологии при Дальневосточном государственном университете пришли к выводу, что приоритетными загрязнителями Амура являются нефтепродукты и продукты их химической трансформации, оказывающие на живые организмы как общетоксическое, так и мутагенное действие.

Негативные последствия для водоёмов приносят аварийные порывы канализационных сетей, выход из строя канализационных насосных станций, а такие залповые (аварийные) сбросы

9

загрязняющих веществ.

Одной из причин загрязнения р. Амур являются поверхностные стоки с многочисленных территорий: дождевые и талые воды, не проходящие достаточной очистки. Пенистые потоки вешних вод ежегодно несут в водоёмы весь мусор, скопившийся по берегам за долгую зиму.

Сейчас уже не вызывает сомнения связь уровня заболеваемости человека с загрязнением окружающей среды. На первое место среди причин нездоровья населения учёные ставят качество амурской воды.

Динамика за последние два-три года показывает, что идет постоянное попадание фенола в Амур, и вся рыба уже имеет в своем организме его определенную концентрацию

( Приложение ). Чистый фенол опасен для человека, как утверждают медики, он не выводиться из организма и поражает такие органы, как печень и легкие, а также приводит к онкологическим заболеваниям.

Современная экологическая ситуация в Низовьях Амура и Амурском лимане связанная с хроническим загрязнением и низкой самоочищающей способностью должна послужить тревожным сигналом о возможных катастрофических последствиях для биологических ресурсов Дальневосточных морей.

Суммарное поступление с речным стоком пестицидов, нефтепродуктов, фенольных соединений, тяжелых металлов и неизбежное хроническое загрязнение непосредственно сахалинской нефтью даже субтоксичными концентрациями (ниже ПДК) могут привести на фоне низкого самоочищающего природного потенциала к необратимым экологическим последствиям.

Значительное ухудшение качества воды в р. Амур особенно в зимний период может нанести ущерб популяциям полупроходных рыб, жизненные циклы которых связаны с рождением в реках, нагуливанием в примыкающих к устью реки участках моря, зимующих опять в реках. Это относится прежде всего к следующим рыбам: сахалинский таймень, корюшка малоротая и корюшка зубатая, а также мальма и кунджа. Последние два вида рыб несколько лет проводят в реке, после чего нагуливаются в море до первого своего нереста.

Качество воды в Амуре - это приоритетный фактор экологической безопасности для всех обитателей Великой реки, для живых организмов живущих на ее берегах, тем более для человека, из века в век занимающегося охотой и рыбным промыслом, пользующегося дарами природы.[3]

10

Методы исследования.

Методы определения основных гидрохимических свойств воды

(цветность, мутность, запах).

Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием окрашенных органических веществ. Научное название этих веществ - гумусовые (от латинского слова - humus - земля, почва), поскольку они, как правило, попадают в природную воду вследствие вымывания из почв. Сточные воды некоторых предприятий могут создавать довольно интенсивную окраску воды (например, сточные воды красильных, кожевенных, химических производств).

Наличие в воде очень мелких частиц и микроорганизмов приводит к появлению мутности. Поступление в воду некоторых веществ, образующихся в результате разложения остатков умерших организмов, приводит к появлению запаха. Появление запахов может быть вызвано поступлением с промышленных, сельскохозяйственных (например, с животноводческих ферм) и хозяйственно-бытовых сточных вод. [3]

А. Методика определения цветности воды.

Для определения цветности воды, пробирку заполнить водой до высоты 10-12 см. Рассмотрите сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении, желательно при естественном. Если вода очень мутная, то перед определением цветности ее нужно отфильтровать. Опишите окраску воды (слабо-желтоватая; желтая; интенсивно желтая; коричневая; красно-коричневая).

Б. Методика определения мутности воды.

Мутность воды описывается по следующим критериям: прозрачная; слабо мутная; мутная; очень мутная. Для этого пробирку заполните водой до высоты 10-12 см и рассмотрите сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении, желательно при естественном.

В. Методика определения запаха воды.

Для определения запаха воды нужно понюхать ее. Запах у изучаемой воды, какой он и его интенсивность (никакого запаха, очень слабый, слабый, заметный, отчетливый, очень сильный). Запахи могут быть естественного и искусственного происхождения. Запахи

11

естественного происхождения приведены в таблице 1.

Таблица 1. Запахи естественного происхождения

Характер запаха	Примеры запахов соответствующего ряда
Ароматический	Огуречный, цветочный
Болотный	Илистый, тинистый
Гнилостный	Фекальный, навозный
Древесный	Мокрой щепы, древесной коры
Землистый	Прелый, свежевспаханной земли
Плесневой	Затхлый
Сероводородный	Тухлых яиц
Травянистый	Сена, скошенной травы
Неопределенный

Г. Определение уровня ph воды прибором ph-150м.

Экологическая шкала для pH:

От 0 до 5 (кислая среда)

От 5 до 8 (нейтральная среда)

От 8 до 12 (щелочная среда)

Оборудование: Прибор pH-150м, коническая колба, воронка и бюкс.

1.Включаем прибор pH-150м.

2. Наливаем 100 мл воды в колбу для анализа.

3. Отфильтровываем пробу воды на взвешенные вещества.

4.В отфильтрованную воду помещаем провода прибора pH-150м, ждем три минуты.

5.Измеряем с точностью до 4 знаков. Записываем результат.

Д. Определения массовой концентрации хлорид-ионов меркуриметрическим методом.

Концентрация хлорид-ионов в поверхностных водах подвержена заметным сезонным колебаниям, коррелирующим с изменением общей минерализации воды. Эти колебания

12

могут служить одним из критериев загрязненности водоема хозяйственно-бытовыми

стоками. ПДК хлорид-ионов в природных водах составляет 300 мг/л. Повышенное содержание ухудшает вкусовые качества воды, делает ее малопригодной для питьевого водоснабжения и ограничивает применение для многих технических и хозяйственных целей, а также для орошения сельскохозяйственных угодий.

Меркуриметрический метод определения массовой концентрации хлорид-ионов основан на взаимодействии хлорид-ионов с ионами ртути (II) с образованием малодиссоциированного соединения хлорида ртути.

Избыток ионов ртути (II) образует с индикатором дифенилкарбазоном в кислой среде (рН = 2,5) окрашенное в фиолетовый цвет комплексное соединение.

Выполнение измерений

100 см3 исследуемой воды переносят в коническую колбу для тирования, добавляют 0,3 см3 смешанного индикатора. Если анализируемый раствор окрашивается в желтый цвет, то добавляют по каплям раствор гидроксида натрия до перехода желтой окраски в синюю, затем вводят по каплям раствор азотной кислоты до желтого окрашивания раствора, дополнительно приливают 1см3 раствора азотной кислоты (анализируемый раствор должен иметь рН = 2,5 ) и тируют раствором нитрата ртути (II) до фиолетового окрашивания. Если после добавления смешанного индикатора анализируемая проба окрашивается в синий цвет, то, исключив добавление раствора гидроксида натрия, добавляют по каплям раствор азотной кислоты и далее как указано выше.

Холостое измерение проводят со 100 см3 дистиллированной воды, проводя через весь ход анализа.

Вычисления

Содержание хлорид-ионов Х (мг/дм3) рассчитывают по формуле:

X = (V1 - V0) · C · 35,45 · 1000 / V, где

V1 – объем раствора нитрата ртути (II), пошедший на титрование анализируемой пробы, см3; V0 - объем раствора нитрата ртути, пошедший на титрование холостой пробы, см3; С

13

– концентрация раствора нитрата ртути; 35,45 – молярная масса хлорид-иона, г/моль; V – объем пробы, взятой на анализ, см3.

Е. Флуориметрический метод измерения массовой концентрации нефтепродуктов.

Фильтровый флуориметр «ФЛЮОРАТ®-02-3М» (Приложение ) используется при выполнении рутинных измерений объектов, для которых предварительно установлены спектральные характеристики люминесценции.

Селекция световых потоков осуществляется специально подобранными светофильтрами. В качестве источника света используется импульсная ксеноновая лампа высокого давления, обеспечивающая достаточные световые потоки во всем спектральном диапазоне оптических методов - от жесткого ультрафиолета до красной границы видимого света.

В основу работы прибора положен фотометрический, флуориметрический и хемилюминесцентный методы измерения массовой концентрации органических и неорганических веществ в области спектра 250-650 нм.

В пользовательское меню анализатора вносятся названия выполняемых методик, способ обработки результата и калибровочные коэффициенты. Содержание меню и введенные калибровки сохраняются в энергонезависимой памяти прибора. Во время работы оператор выбирает из меню необходимую методику, и, установив после измерения фонового сигнала кювету с пробой, запускает процесс измерения. Концентрация определяемого компонента отображается на встроенном дисплее.

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ

Флуориметрический метод измерения массовой концентрации нефтепродуктов основан на измерении интенсивности флуоресценции экстракта нефтепродуктов на анализаторе жидкости ФЛЮОРАТ после их экстракции гексаном из водной фазы.

ДИАПАЗОН ИЗМЕРЯЕМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ

Диапазон измеряемых концентраций: 0,005–50 мг/дм3

ОБОРУДОВАНИЕ И РЕАКТИВЫ

Анализатор жидкости ФЛЮОРАТ

ГСО состава раствора нефтепродуктов в гексане (1 г/дм3)

ГСО состава нефтепродуктов в твердой матрице (для контроля погрешности)

Вода дистиллированная

Гексан

Кислота соляная, х. ч.

Натрия гидроксид, х. ч.

14

ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: отбор проб, градуировка анализатора жидкости ФЛЮОРАТ и контроль чистоты гексана.

Отбор проб

Отбор проб воды производится в стеклянную посуду. Попадание пленки нефтепродуктов в

отбираемую пробу недопустимо! Анализ необходимо выполнить в течение 3 ч после отбора проб, либо провести экстракцию нефтепродуктов. Гексановый экстракт проб может храниться в течение 1 недели в колбе с пришлифованной пробкой в условиях, исключающих улетучивание растворителя.

Объем отбираемой пробы 100 см3

Градуировка прибора

Градуировку осуществляют при анализе каждой партии проб путем измерения сигналов

флуоресценции растворов с известным содержанием нефтепродуктов, а также чистого гексана.

ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерение концентрации нефтепродуктов в отобранной пробе воды проводят на анализаторе ФЛЮОРАТ после экстрагирования гексаном. При наличии полярных веществ проба воды обрабатывается раствором гидроксида натрия, затем производится экстракция нефтепродуктов, а полученный экстракт промывают соляной кислотой.

15

Результаты исследования

Исследование качества воды реки Амур я проводила в условиях лаборатории эколого-аналитического контроля при администрации г. Николаевска-на-Амуре и Николаевского района. Мною в начале декабря 2013 года были отобраны пробы воды из реки Амур около поселка Чныррах, находящегося в 37 километрах от г. Николаевска-на-Амуре в сторону Амурского лимана (Приложение ). Сначала я провела исследование воды по гидрохимическим показателям (цветность, мутность, запах).

Для определения цветности воды, я взяла пробирку и заполнила ее водой до высоты 10-12 см. Приложила к пробирке белый лист бумаги и рассматривала воду на цветность. В результате мною была определена цветность воды как слабо-желтоватая.

Далее я определяла мутность воды, для этого заполнила пробирку водой до высоты 10-12 см. Приложила к пробирке белый лист бумаги и рассматривала воду на определение мутности. В итоге мною была определена мутность воды как слабо мутная.

Анализ пробы воды на определение запаха показал, что вода обладает запахом естественного происхождения по характеру: болотистый. По интенсивности запах был слабым.

В результате проведенных анализов на определение основных гидрохимических свойств воды я выяснила, что качество воды в реке Амур в зимний период времени находится в пределах нижней границы нормы по цветовому показателю (вода слабо-желтоватая на цвет), на мутность (воды слабо мутная). Запах воды естественного происхождения и выражен слабо.

Следующим этапом стало определение уровня pH воды. Для этого амурскую воду я отфильтровала. После поместила в пробирку с исследуемой водой провода прибора pH-150м. После трех минут ожидания на экране прибора высветился результат-5,632. Измерение я повторила еще два раза с результатами-5,644; 5,637. Среднее арифметическое составило-5,637, что показывает нейтральную среду. Следовательно, вода в реке по уровню pH находится в пределах нормы.

Определение массовой концентрации хлорид-ионов меркуриметрическим методом стало продолжением проводимых мною анализов качества амурской воды. Сначала я налила 100 см3 исследуемой воды в коническую колбу для тирования и добавила 0,3 см3 смешанного индикатора. Анализируемый раствор в результате окрасился в синий цвет дальше, я добавила 1см3 раствора азотной кислоты, так как анализируемый раствор должен иметь рН =

16

2,5 и тировала раствором нитрата ртути (II) до фиолетового окрашивания. Холостое измерение я проводила со 100 см3 дистиллированной воды через весь ход анализа. Содержание хлорид-ионов Х (мг/дм3) рассчитывала по формуле

X = (V1 - V0) · C · 35,45 · 1000 / V, где

V1 – объем раствора нитрата ртути (II), пошедший на титрование анализируемой пробы, см3; V0 - объем раствора нитрата ртути, пошедший на титрование холостой пробы, см3; С – концентрация раствора нитрата ртути; 35,45 – молярная масса хлорид-иона, г/моль; V – объем пробы, взятой на анализ, см3.

(0.8 – 0.7) · 0.8 · 35,45 · 1000 / 100= 28,36 мг/дм3 концентрация хлорид-ионов в исследуемой пробе воды, что показывает результат в пределах нормы. Следовательно, можно сделать вывод, что концентрация хлоридов в воде Амуре не превышает допустимый стандарт.

После я определяла наличие нефтепродуктов в пробе воды. Для начала провела отбор пробы в стеклянную посуду в объеме 100см3. Проверила чистоту гексана. Для этого на приборе «ФЛЮОРАТ®-02-3М» провела замеры холостой пробы-0,0020; 0,0030; 0,0031(мг/дм3),результаты показали норму. Следующим этапом из пробы воды я выделила экстракт нефтепродуктов. Для этого нужно провести экстракцию гексаном из водной фазы (в пробу воды добавляем гидроксид натрия и гексан и трясем пробирку 30 секунд). Дальше слила полученный экстракт нефтепродуктов в кювету и поместила в прибор «ФЛЮОРАТ®-02-3М». Результат измерений высвечивался на табло прибора. Для чистоты эксперимента я провела 5 повторов. Результаты измерений-0,243; 0,226; 0,223; 0,219; 0,241 (мг/дм3). Среднее арифметическое составило-0,230 мг/дм3, которое показывает, что наличие нефтепродуктов в исследуемой воде находится в допустимых пределах и превышение отсутствует.

17

Выводы

После исследования на определение качества воды в реке Амур я пришла к таким выводам:

1. В результате проведенных анализов на определение основных гидрохимических свойств воды я выяснила, что качество воды в реке Амур в зимний период времени находится в пределах нижней границы нормы по цветовому показателю (вода слабо-желтоватая на цвет), на мутность (воды слабо мутная). Запах воды естественного происхождения и выражен слабо.

2. Результат определение pH воды составил-5,637, что показывает нейтральную среду. Следовательно, вода в реке по уровню pH находится в пределах нормы.

3. Определение массовой концентрации хлорид-ионов меркуриметрическим методом показало результат-28,36 мг/дм3. Такова концентрация хлорид-ионов в исследуемой пробе воды, что показывает результат в пределах нормы. Следовательно, можно сделать вывод, что концентрация хлоридов в воде Амуре не превышает допустимый стандарт.

4. При определении наличия нефтепродуктов в воде результат составил-0,230 мг/дм3, который показывает, что наличие нефтепродуктов в исследуемой воде находится в допустимых пределах и превышение отсутствует.

Итогом моей работы стал вывод, что вода в низовьях реки Амур по основным показателям (цветность, мутность, запах, уровню pH воды, наличию хлоридов и остатков нефтепродуктов) находится в пределах допустимых значений. Следовательно, выдвинутая мною гипотеза не нашла своего подтверждения.

18

Заключение

В заключение своей работы хочется сказать, что в дальнейших перспективах хочется проверить качество воды не только на химические показатели, но и на микробиологические показатели загрязнености воды.

19

Список литературы.

1.Демина , природопользование, охрана окружающей среды: Пособие для учащихся ст. классов общеобраз. учр. М.: Аспект Пресс, 1995. с.. 

2.Константинов гидробиология. – М.: Высшая школа, 19с.-13-18.

3. Кот в водах, донных отложениях и ихтиофауне нижнего Амура и зоны смешения // Вестн. ДВО РАН, 1996. - №2. - с

4.Краснов и природопользование: Учеб. пособие / Калинингр. ун-т. Калининград, 1992.- с.34 – 45.

5.Михаил Бурлешин - «Природно-ресурсные ведомости» с.25 – 36.

6. Наука об окружающей среде. – М.: Мир, 1993. с.69 – 78.

7. Основы прикладной экологии. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981. с.77– 98.

8.Родионов . М.: Высш. школа, 1988. с.37 – 49.

9., , Крылов экологическая работа со школьниками. – Нижний Новгород: Изд. Ю.Николаева, 2000. с.11 – 13.

10., Месеуа экологических расчетов. Москва, 1991. с.22 – 23.

20

Приложения

Приложение . Географическое положение реки Амур.

Приложение . Географическое положение г. Николаевска-на-Амуре и поселка Чныррах.

Приложение№3. Амур у поселка Чныррах.

21

Приложение№4. Рыбы семейства Осетровых.

22

Приложение№5. Максимальные концентрации основных загрязняющих веществ в р. Амур

Максимальные концентрации основных загрязняющих веществ в р. Амур

Ингредиенты	2006 год	2007 год
Макс. конц мг/дм3	Пункт	Макс. конц мг/дм3	Пункт
1	2	3	4	5
БПК5	4,82	г. Комсомольск-на-Амуре	3,97	с. Богородское
Азот аммонийн.	3,60	г. Благовещенск	1,64	с. Богородское
Азот нитритный	0,210	г. Николаевск-на-Амуре	0,089	г. Амурск
Нефтепродукты	1,18	г. Николаевск-на-Амуре	0,47	Амурская протока г. Хабаровск
Фенолы	0,031	г. Николаевск-на-Амуре	0,013	с. Богородское
Железо общее	1,90	г. Хабаровск	1,36	г. Амурск
Медь	0,066	с. Богородское	0,029	г. Комсомольск-на-Амуре, с. Богородское
Цинк	0,124	г. Николаевск-на-Амуре	0,041	г. Николаевск-на-Амуре
Свинец	0,028	г. Комсомольск-на-Амуре	0,025	г. Комсомольск-на-Амуре
Окисл. бихром.	79,2	г. Благовещенск	55,0	г. Николаевск-на-Амуре
Марганец	1,58	с. Богородское	0,479	с. Черняево

Приложение№6. Фильтровый флуориметр «ФЛЮОРАТ®-02-3М».

23