Хлориды – преобладающие анионы в высокоминерализованных водах. Концентрация хлоридов в поверхностных водах подвержена заметным сезонным колебаниям, коррелирующим с изменением общей минерализации воды.
Первичными источниками хлоридов являются магматические породы, в состав которых входят хлорсодержащие минералы (содалит, хлорапатит и др.), соленосные отложения, в основном, галит. Значительные количества хлоридов поступают в воду в результате обмена с океаном через атмосферу, посредством взаимодействия атмосферных осадков с почвами, особенно засоленными, а также при вулканических выбросах. Возрастающее значение приобретают промышленные и хозяйственно-бытовые сточные воды.
В отличие от сульфатных и карбонатных ионов хлориды не склонны к образованию ассоциированных ионных пар. Из всех анионов хлориды обладают наибольшей миграционной способностью, что объясняется их хорошей растворимостью, слабо выраженной способностью к сорбции взвешенными веществами и потреблением водными организмами. Повышенное содержание хлоридов ухудшают вкусовые качества воды, делают ее малопригодной для питьевого водоснабжения и ограничивают применение в ряде технических и хозяйственных целей, а также для орошения сельскохозяйственных угодий. Если в питьевой воде есть ионы натрия, то концентрация хлоридов выше 250 мг/дм3 придает воде соленый вкус. Концентрация хлоридов и ее колебания, в том числе, суточные могут служить одним из критериев загрязненности водоема хозяйственно-бытовыми стоками.
ПДКв составляет 350 мг/дм3, ПДКвр – 300 мг/дм3.
Концентрация хлоридов в водоемах – источниках водоснабжения допускается до 350 мг/л.
В поверхностных водах количество хлорид-ионов зависит от характера пород, слагающих бассейны, и варьирует в значительных пределах – от десятых долей до тысячи миллиграммов на литр. Много хлоридов попадает в водоемы со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Этот показатель весьма важен при оценке санитарного состояния водоема.
Определение содержания хлорид-ионов в воде методом аргентометрии
Оборудование и реактивы: бюретки на 25 мл, мерные пипетки на 10 мл, колбы для титрования, раствор нитрата серебра 0,01 н (нормальность устанавливается по стандартному раствору хлорида натрия), раствор хромовокислого калия 10%-ный раствор.
Ход определения: 1) В колбу для титрования отмеривают пипеткой 10 мл исследуемой воды, добавляют 3 капли раствора хромовокислого калия и титруют до появления оранжево-желтого оттенка осадка.
Содержание хлорид-иона в мг-экв/л и мг/л рассчитывают по формулам:
V1 · N · 1000 V1 · N · 35б45 · 1000
С = (мг-экв/л); С = (мг/л),
V2 V2
где V1 – объем нитрата серебра, пошедший на титрование, мл;
V2 – объем исследуемой воды, мл;
N – нормальность раствора нитрата серебра;
34,45 – эквивалент хлорид-иона.
2) К 100-200 мл воды в фарфоровой чашке прибавить 10-20 мл 0,1 н раствора AgNO3 (1 литр воды содержит 16,989 г AgNO3). 1 мл этого раствора соответствует 3,54 мг хлора. В качестве индикатора взять несколько капель раствора двухромовокалиевой соли K2Cr2O7. При приливании раствора AgNO3 образуется красный осадок хромовокислого серебра Ag2CrO4. Этот осадок исчезает при взбалтывании, так как между Ag2CrO4 и NaCl, находящимся в растворе, происходит обменное разложение с образованием хлористого серебра и остающегося в растворе хромовокислого натрия:
Ag2CrO4 + 2NaCl → 2AgCl↓ + Na2CrO4
Как только весь хлор выпадет в виде хлористого серебра, то следующие капли прибавляемого раствора AgNO3 уже будут окрашивать жидкость в неисчезающий красный цвет вследствие образования Ag2CrO4.
5. Определение нитритов с реактивом Грисса в поверхностных водах и почвенных образцах
(количественное определение)
1-й способ
Нитриты. Нитриты представляют собой промежуточную ступень в цепи бактериальных процессов окисления аммония до нитратов (нитрификация – только в аэробных условиях) и, напротив, восстановления нитратов до азота и аммиака (денитрификация – при недостатке кислорода). Подобные окислительно-восстановительные реакции характерны для станций аэрации, систем водоснабжения и собственно природных вод. Кроме того, нитриты используются в качестве ингибиторов в процессах водоподготовки технологической воды и поэтому могут попасть в системы хозяйственно-питьевого водоснабжения. Широко известно также применение нитритов для консервирования пищевых продуктов.
В поверхностных водах нитриты находятся в растворенном виде. В кислых водах могут присутствовать небольшие концентрации азотистой кислоты (HNO3) (недиссоциированной на ионы). Повышенное содержание нитритов указывает на усиление процессов разложения органических веществ в условиях более медленного окисления NO2– в NO3– , что указывает на загрязнение водного объекта, то есть является важным санитарным показателем.
Концентрация нитритов в поверхностных водах составляет сотые (иногда даже тысячные) доли миллиграмма в 1дм3; в подземных водах концентрация нитритов обычно выше, особенно в верхних водоносных горизонтах (сотые, десятые дли миллиграмма в 1 дм3).
Сезонные колебания содержания нитритов характеризуются отсутствием их зимой и появлением весной при разложении неживого органического вещества. Наибольшая концентрация нитритов наблюдается в конце лета, их присутствие связано с активностью фитопланктона (установлена способность диатомовых и зеленых водорослей восстанавливать нитраты до нитритов). Осенью содержание нитритов уменьшается.
Одной из особенностей распределения нитритов по глубине водного объекта являются хорошо выраженные максимумы, обычно вблизи нижней границы термоклина и в гиполимнионе, где концентрация кислорода снижается наиболее резко.
Для нитритов ПДКв установлена в 3,0 мг/дм3 в виде иона NO2– или 0,9 мг/дм3 в пересчете на азот. ПДКвр – 0,8 мг/дм3 в виде иона NO2– или 0,02 мг/дм3 в пересчете на азот.
В соответствии с требованиями глобальной системы мониторинга состояния окружающей среды нитрит-ионы и нитрат-ионы входят в программы обязательных наблюдений за составом питьевой воды и являются важными показателями степени загрязнения и трофического статуса природных водоемов.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) нитритов (NO2–) в питьевой воде водоемов 3,3 мг/л.
Оборудование и реактивы: КФК-2, колбы мерные на 50 мл, колбы конические на 100 мл, бюретка на 25 мл, мензурка на 5 мл, кюветы на 5 см;
Реактив Грисса, растворенный в 25% уксусной кислоте, рабочий калибровочный раствор нитрита натрия, содержащий в 1 мл 0,5 мкг NO2–
Ход определения: Для определения нитритов в воде берут 50 мл профильтрованной пробы, добавляют 2 мл реактива Грисса и выдерживают 40 минут. Затем снимают оптическую плотность данного раствора на КФК-2, пользуясь кюветой на 5 см и длиной волны 520 нм. Находят содержание нитрит-ионов в пробе, пользуясь калибровочным графиком.
6. Определение нитратов в пробах поверхностных вод и почвенных вытяжках фотоколориметрическим методом с салицилатом натрия
Нитраты. Присутствие нитратных ионов в природных водах связано с:
1) внутриводоемными процессами нитрификации аммонийных ионов в присутствии кислорода под действием нитрифицирующих бактерий;
2) атмосферными осадками, которые поглощают образующиеся при атмосферных электрических разрядах оксиды азота (концентрация нитратов в атмосферных осадках достигает 0,9-1 мг/дм3);
3) промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами, особенно после биологической очистки, когда концентрация достигает 50 мг/дм3;
4) стоком с сельскохозяйственных угодий и сбросными водами с орошаемых полей, на которых применяются азотные удобрения.
Главными процессами, направленными на понижение концентрации нитратов, являются потребление их фитопланктоном и денитрифицирующими бактериями, которые при недостатке кислорода используют кислород нитратов на окисление органических веществ.
В поверхностных водах нитраты находятся в растворенной форме. Концентрация нитратов в поверхностных водах подвержена заметным сезонным колебаниям: минимальная в вегетационный период, она увеличивается осенью и достигает максимума зимой, когда при минимальном потреблении азота происходит разложение органических веществ и переход азота из органических форм в минеральные.
Амплитуда сезонных колебаний может служить одним из показателей эвтротрофирования водного объекта.
В незагрязненных поверхностных водах концентрация нитрат-ионов не превышает нескольких десятков микрограммов в 1 дм3 (в пересчете на азот). С нарастанием эвтрофикации абсолютная концентрация нитратного азота и его доля в сумме минерального азота возрастают, достигая n·10–1 мг/дм3.
В незагрязненных подземных водах содержание нитратных ионов обычно выражается сотыми, десятыми долями миллиграмма и реже несколькими миллиграммами в 1.
Подземные водоносные горизонты в большей степени подвержены нитратному загрязнению, чем поверхностные водоемы, что обусловлено отсутствием потребителя нитратов.
7. Определение сульфат-ионов
Сульфаты присутствуют практически во всех поверхностных водах и являются одними из важнейших анионов.
Главным источником сульфатов в поверхностных водах являются процессы химического выветривания и растворения серосодержащих минералов, в основном, гипса, а также окисления сульфидов и серы:
2FeS2 + 7O2 + 2 H2O = 2FeSO4 + 2H2SO4
2S + 3O2 + 2H2O = 2H2SO4
Значительные количества сульфатов поступают в водоемы в процессе отмирания организмов, окисления наземных и водных веществ растительного и животного происхождения и с подземным стоком.
В больших количествах сульфаты содержатся в шахтных водах и в промышленных стоках производств, в которых используется серная кислота, например, окисление пирита. Сульфаты выносятся также со сточными водами коммунального хозяйства и сельскохозяйственного производства.
Ионная форма SO42– характерна только для маломинерализованных вод. При увеличении минерализации сульфатные ионы склонны к образованию устойчивых ассоциированных нейтральных пар типа CaSO4, MgSO4.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
