Изучение химического состава снега

Экологический риск постоянно  возрастает из-за несовершенства применяемых  технологий, износа оборудования, низкой эффективности очистки сооружений.

Сравнительная оценка медико-демографических показателей общественного здоровья, проведенная институтом методом социально-гигиенической паспортизации, характеризует состояние здоровья жителей как неудовлетворительное.

Ретроспективная за последние 50 лет оценка медико-демографической компоненты общественного здоровья проявляет негативные тенденции его формирования:

• население перешло в стадию «высокого уровня демографической старости»;
• сформировался регрессивный тип его возрастной структуры;
• показатели соотношения численности мужчин и женщин в основных репродуктивных возрастах имеют тенденцию к дисбалансу;
• сформировался очень низкий уровень нагрузки населения трудоспособного возраста детьми и высокий – стариками;
• сформировался суженный тип воспроизводства населения, на что указывает динамика коэффициентов рождаемости, фертильности, детности, брутто- и нетто-коэффициентов;
• продолжается естественная убыль населения и усиливается процесс депопуляции.

За последние годы можно выделить следующие основные тенденции в состоянии здоровья и медико-демографических процессах:

• значительный рост отрицательного значения естественного прироста населения, когда умирает больше, чем рождается;
• старение населения, возрастание доли пожилых людей (увеличение смертности населения в трудоспособном возрасте от травм, несчастных случаев и т. д.);
• снижение темпов и уровней рождаемости;

В зависимости от природы  и особенностей биологического и  химического действия загрязняющих веществ, его длительности и интенсивности, выделяется два типа влияния загрязнения на здоровье:

1. моментальный эффект – все острые кишечные инфекции, а так же вспышки заболеваний бронхоаллергизмами (провоцируется низким качеством питьевой воды, токсическими туманами);
2. отставленный эффект – проявляется через определенное время, по характеру заболеваний делится на две подгруппы:

• специфическое действие – связано с определенными загрязнителями;

• провоцирующее действие – увеличение частоты распространенных заболеваний (хронических); выражается в повышении общей заболеваемости – росте обострения хронических заболеваний, увеличение числа хронических больных, уменьшении сопротивляемости, нарушении адаптации, физического развития и репродуктивной функции.

Уровни содержания ныне контролируемых в атмосферном воздухе и выбросах химических канцерогенов способны вызвать до 1,6 случая дополнительного заболевания злокачественными новообразованиями в год. Среднегодовые уровни исследуемых химических канцерогенов способны вызвать возникновение от 9,2 до 19 случаев злокачественных новообразований при соответственно 34- и 70-летней экспозиции воздействия. Ведущая роль в формировании канцерогенного риска от контролируемых в системе мониторинга веществ, принадлежала бензолу (65,4%), шестивалентному хрому (19,1%), и саже (14,2%). [5]

Таким образом, систематически увеличиваются контакты современного человека с разнообразными неблагоприятными химическими факторами окружающей среды. И хотя способность человека приспосабливаться, поразительна, за последние  годы выявлены новые заболевания – генетические, токсикологические, аллергические и другие, распространение которых тесно связано с загрязнением атмосферного воздуха, природных питьевых вод, некоторых продуктов питания и т. д. [8]

 

Глава 2

Правила отбора проб

 

Отбор проб производится один раз в год в период максимального  накопления влагозапаса в снеге – I-II декаде марта

Для отбора снега используются следующие вспомогательные устройства и материалы: снегомер, снегомерная  рейка, полиэтиленовые пакеты вместимостью 10-12 куб. дм. или полиэтиленовое ведро с крышкой для проб снега; полиэтиленовая пленка – подкладка под крышку ведра размером 50х50 см.

Проба снега на каждом участке объединяет отдельные керны  снега, взятые для определения в  нескольких точках. Необходимо выбирать точки отбора так, чтобы пробы приблизительно характеризовали среднюю высоту снежного покрова на данном участке. При высоте покрова более 60 см. количество кернов в пробе не должно быть меньше трех. Каждый керн снега вырезается на полную глубину снежного покрова. Следует избегать захвата снегомером частиц грунта. Перед ссыпанием снега в полиэтиленовое ведро или пакет необходимо тщательно очистить снежный конец снегомера и снежный керн от грунта и растительных включений. Разрешается уплотнение снега в ведре или пакете руками через полиэтиленовую пленку.

При отборе на участке  фиксируются следующие данные: место  отбора пробы (название участка), средняя  высота снега, количество кернов, наличие  или отсутствие проталин или оголенных  участков вблизи места отбора пробы.

К предварительной обработке  предъявляют следующие основные требования: растапливанию и фильтрованию подлежит весь объем пробы, выполнение операции фильтрования следует проводить  непосредственно в момент растапливания  снега, так как при хранении талой воды в течении 4-5 часов на стенках сосуда, у поверхности, образуется несмываемая жирная пленка углеводородных соединений, захватывающая часть тонкодисперсной фракции твердых частиц, что приводит к непригодности пробы для анализа на углеводородные соединения и искажает истинное содержание в пробе других ингредиентов. Фильтр должен плотно прилегать к стенке воронки, во время фильтрования к нему прикасаться нельзя. Во избежание повреждения фильтра следует предохранять его от попадания комков нерастаявшего снега.

Для растапливания снег переносят в стаканы, при этом из него пинцетом выбирают и отбрасывают  веточки, листья, хвою, траву и другие растительные остатки. Выбирать их с  поверхности фильтра нельзя. Крупные  одиночные растительные включения  следует извлечь из талой воды в стакане, так как они не являются составной частью антропогенного загрязнения. Растапливание снега производится при комнатной температуре. Для ускорения процесса первые порции снега в стаканах можно слегка подогреть на водяной бане при температуре не выше 40 градусов. После образования первой порции воды форсировать растапливание снега не следует, поскольку процесс фильтрации обычно идет медленнее, чем тает снег при комнатной температуре.

По мере накопления талой  воды в стаканах ее сливают на фильтр. При этом необходимо следить, чтобы воронка была заполнена водой не более чем на ¾ высоты. Заполнение ее до краев и переливание недопустимы. При сливе воды следует придерживать снежный ком в стакане ложкой или стеклянной палочкой.

Фильтрованную воду разливают в полиэтиленовые бутылки и в таком виде талая вода готова к анализу.

 

Глава 3

Методы определения

 

3.1 Кальций

 

Метод основан на способности  ионов кальция образовать с трилоном Б малодиссоциированное устойчивое (при рН 12-13) соединение типа:

Ионы кальция с индикатором  мурексид образует комплекс красного цвета:

Далее титруют трилоном Б до окраски свободного индикатора:

Ход определения

100 мл воды отмеривают  в коническую колбу пипеткой, добавляют 2 мл 4 н. раствора гидроксида  натрия и 10-15 мг сухого индикатора мурексид. Пробу титруют трилоном Б при перемешивании до перехода окраски из красной в фиолетовую. Содержание ионов Са в мг – экв/л находят по формуле:

 

Сх=С*n/V1000, где

 

с – концентрация раствора трилоном Б;

n – объем раствора трилона Б, пошедшего на титрования пробы, мл;

V – объем пробы, взятый для определения, мл.

Для определения  используют реактивы

1. раствор трилона Б.
2. индикатор мурексид.

0,2г мурексида (пурпурата  аммония) растирают в ступе  со 100г хлористого натрия NaCl. Следует хранить в склянке из темного стекла.

3. раствор едкого натрия NaOH.

80г NaOH растворяют в дистиллированной воде в мембранной колбе на 1л и доводят объем до метки.

 

3.2 Сульфаты

 

Метод основан на определении  сульфатов в виде BaSO4, образующегося при взаимодействии сульфатных ионов с хлоридом бария:

 

Ba +SO4 =BaSO4

 

BaSO4 – мелкий зернистый осадок в виде взвеси.

Ход определения

50мл пробы воды наливают  в кювету, добавляют хлорид бария,  перемешивают и фотометрируют  относительно анализируемого раствора, без добавления реактивов, на спектрофотометре DR-2000 (при длине волны 530нм).

 

3.3 Хлориды

 

Меркуриметрическое  определение

Метод основан на титровании ионов хлора раствором азотнокислой ртути Hg(NO3)2 с индикатором дифенилкарбазон. Ионы ртути при титровании связывают хлориды в малодиссоциированную HgCl2, а избыток их вступает в реакцию с индикатором , образуя комплекс фиолетового цвета.

 

2NaCl+Hg(NO3)2=HgCl2+2NaNO3

 

Большое значение несет  величина рН титруемого раствора. При  высоких значениях рН окрашенный комплекс образуется, когда в растворе существует не хлоридные ионы, а при низких значениях рН для образования окрашенного комплекса требуется большой избыток ионов ртути.

Ход определения

Пробу воды объемом 50-100мл, содержащую не менее 0,2мг Cl, выпаривают досуха в фарфоровой чашке на водяной бане. Осадок растворяют при перемешивании стеклянной палочкой в 0,5мл раствора HNO3, добавляют 2мл этилового спирта и 3-4 капли индикатора. Титруют 0,005н. раствором Hg(NO3)2 до перехода окраски от желтой к фиолетовой.

Расчет

Содержание хлоридов Сэ в мл-экв/л и Сх в мл/л находят  по формуле:

 

Сэ=Nn 1000/V; Сх=Nn 1000*35,45/V, где

 

N – нормальность раствора Hg(NO3)2;

n – объем раствора Hg(NO3)2, пошедшего на титрование пробы, мл;

V – объем пробы воды, взятой для определения, мл.

Реактивы

1. Раствор азотнокислой ртути Hg(NO3)2*0,5H2O 0,005н. 0,834г азотнокислой ртути растворяют в 100мл дистиллированной воды, содержащей 1,5-2мл концентрированной HNO3, разбавляют дистиллированной водой в мерной колбе до 1л.
2. Смешанный индикатор – дифенилкарбрзон. 0,5г дифенилкарбазона растворяют в 100мл 96% этилового спирта в мерной колбе на 100мл. Раствор индикатора устойчив при хранении в темноте в течении месяца.
3. Раствор азотной кислоты HNO3. 0,05н. 3,2мл концентрированной азотной кислоты HNO3 разбавляют дважды дистиллированной водой в мерной колбе до 1л.
4. Раствор едкого натра NaOH. 0,05н. 2г NaOH растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора в мерной колбе до 1л.
5. Этиловый спирт C2H5OH. 96%, ГОСТ 18300-72.
6. Стандартные растворы хлористого натрия NaCl, 0,01н.

а) основной раствор: 0,5844г NaCl, предварительно, прокаленного при 500-600С до полного удаления влаги, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора в мерной колбе до 1л.

б) рабочий раствор, 0,005н. Готовят разбавлением 0,01н. раствора NaCl вдвое.

 

3.4 Медь

 

Бицинхонинантный  метод

Метод основан на реакции  ионов меди с 2,2-бихинолин-4,4 дикарбоксидной кислотой (бицинхониновая кислота). Соли этой кислоты реагируют с Cu, образуя пурпурно окрашенный комплекс:

Ход определения

50мл пробы воды наливают  в кювету, добавляют реактив и  соответствующий буфер, переливают  и фотометрируют относительно  анализируемого раствора на спектрофотометре DR-2000 (при длине волны 425нм).

 

3.5 Ионы водорода и гидроксильные ионы (рН)

 

Потенциометрический метод

Метод предназначен для  определения содержания ионов водорода в широком диапазоне рН (от 0 до 14) и температуре (от 0 до 100 С).

Принцип метода

Используют стеклянный электрод (трубка с полым шариком  на конце из специального электродного стекла с водородной функцией). В качестве внутреннего вспомогательного электрода используют хлорсеребряный электрод в стандартном растворе HCl или хлоридном буферном растворе.

Гальванический элемент  составлен из стеклянного электрода  и хлорсеребряного электрода  сравнения.

Минимальная определяемая концентрация ионов водорода 10мг-экв/л (14 рН). Перед измерением рН необходимо подготовить рН – метр к работе (см. паспорт прибора).

Ход определения