Сравнительная характеристика методов оценки колодезной води

 

Температура воды при отборе – 12⁰С

Значение содержания сухого остатка находится в пределах 1642,0 – 1985,6 мг/дм³, что значительно превышает ПДК. ПДК =  1500 мг/дм³.

 

 

3.2.4. Комплексонометрическое определение сульфатов в воде

 

Содержание сульфатов  в природных, поверхностных водах  выщелачиванием горных пород , биохимическими процессами. Сульфаты попадают в водоемы  и со сбросами различных сточных вод.

Принцип метода

Метод основан на осаждении  сульфат – ионов хлоридом бария. Осадок сульфата бария растворяют в  титрованном растворе трилона Б, избыток которого определяют титрованием  раствором сернокислого магния. Количество трилона Б, израсходованного на растворение сернокислого бария, эквивалентно количеству сульфат – ионов во взятом объеме воды.

 

Проведение  анализа

В коническую колбу вместимостью 250 см³ помещают 100 см³ исследуемой воды. Раствор подкисляют 3 каплями концентрированной соляной кислоты до кислой реакции, прибавляют 25 см³ 0,05 н хлорида бария, нагревают до кипения, кипятят точно 10 минут от начала кипения и оставляют на водяной бане около 1 часа. Затем раствор фильтруют через небольшой беззольный фильтр «синяя лента», предварительно промытый горячей водой. Фильтруют по возможности не перенося осадок сульфата бария на фильтр. Колбу с осадком промывают 5 -6 раз умеренно горячей водой, не счищая приставшего к стенкам колбы осадка, и пропускают промывные воды через тот же фильтр. Фильтр с частью попавшего на него осадка промывают 2-3 раза водой до отрицательной реакции на хлорид –ионов, когда вода стечет, фильтр с осадком помещают в ту же колбу, в которой проводили осаждение. Приливают 5 см³ 9 М раствора аммиака, фильтр осторожно разворачивают стеклянной палочкой и расправляют на дне колбы. Затем добавляют 6 см³ 0,05 н трилона Б на каждые 5 мг предполагаемого содержания сульфат ионов во взятом для определения объеме анализируемой воды. Содержание колбы осторожно нагревают на песчаной бане до кипения и кипятят до растворения осадка, держа колбу в наклонном положении и периодически помешивая жидкость. Раствор охлаждают, приливают 50 см³ дистиллированной воды, 5 см³ аммиачного буферного раствора и прибавляют индикатор. Избыток трилона Б титруют 0,05 н раствором хлорида магния до перехода окраски из синей в лиловую[7,11].

Концентрацию  сульфатов (мг/дм³) рассчитывают по формуле:

Х =

Полученные  данные представлены в таблице 3.2.4.1. 

 

Табл. 3.2.4.1. Результаты определения сульфатов в воде

n = 6; р = 0,95

Объект исследования	Дата отбора	C δ, мг/дм3	Sr
Колодец 1	10.04.12	563 1	0,002
Колодец 2	10.04.12	563 1	0,002
Колодец 3	10.04.12	563 1	0,002

 

Температура воды при  отборе – 12⁰С

Значение содержания сульфатов в воде находится в  пределах 562,6 – 562,9 мг/дм³, что превышает ПДК. ПДК =  500 мг/дм³.

 

3.2.5.  Аргентометрическое определение хлоридов

 

Метод применяется для определения хлоридов при содержании их, превышающем 2 мг/л; без разбавления  можно титровать пробы с содержанием хлоридов до 400мг/л

Окраску прозрачных, но окрашенных проб устраняют встряхиванием 100 мл пробы,  примерно с 0,5 активированного  угля.

После обесцвечивания пробы ее фильтруют через плотный фильтр «синяя лента» и фильтр промывают дистцилированной  водой .

Аргентометрически  вместе с хлоридами определяются  бромиды, иодиды и цианиды. Определению мешают сульфиты,  сульфиды, и тиосульфаты.

Сульфиты устраняют прибавлением перекиси водорода к нейтральной пробе. Сульфаты мешают, если присутствуют в концентрациях, превышающих 25 мг/л, так как осаждаются ионами серебра, в виде фосфата. Железо в концентрациях превышающих 10 мг/л,  мешает  точному нахождению точки эквивалентности[7].

 

Ход определения

Для определения берут 30-100 мл профильтрованной пробы, кислые и щелочные пробы нейтрализуют в 1 М растворами щелочи серной кислоты по фенолфталеину, прибавив ничтожно малый избыток кислоты, чтобы раствор после нейтрализации был бесцветным. Пробы, рН которых составляет 7 – 10,  предварительно не подготавливают. Затем  к пробе прибавляют 1 мл раствора хромата калия и при постоянном перемешивании титруют растворам нитрата серебра до перехода лимонно-желтой окраски в оранжево-желтую.             Содержание хлоридов – ионов в мг/л вычисляют по формуле:

                                 X = (V -V_x) C (AgNO₃)  M(Cl^-) 1000\V_пр, 

где  V – объем раствора серебра;

        V_x - объем раствора  нитрата Ag;

        M(Cl^-) – молярная масса эквивалента хлорид – ионов, г/моль;

         V_пр – объем пробы воды, взятой для определения.

 

Механизм действия  индикатора

Наиболее часто при  аргентометрическом титровании называются в качестве индикатора растворами  хромата калия K₂Cr₂O₄ (в методе Мора) или железо - аммонийных  квасцов NH₄Fe(SO₄)₂  (в методе Фольгарда).

Применение  K₂Cr₂O₄  в качестве индикатора основано на способности Cr₄^2- давать с Ag⁺  кирпично – красного цвета осадок Ag₂CrO₄  который в определенных условиях начинает выпадать лишь после того, как определяемые Cl^-  ионами будут практически постоянно осаждены в виде   AgCl. Отбираем пипеткой аликвоту 10 мл, раствора хлористого натрия (концентрированного) 0,1000 мл,переносим в колбу вместимостью 100 мл. Титрование проводим из микробюретки.

Табл. 3.2.5.1. Аргентометрическое определение хлоридов в воде

n = 6, Р = 0,95

Объект исследования	, мг/дм3	Sr
Колодец 1	76,24 ± 0,08	0,001
Колодец 2	75,82 ± 0,07	0,001
Колодец 3	75,93 ± 0,07	0,001

 

Температура воды при отборе – 12⁰С

Содержание хлорид –  ионов в воде находится в интервале 75,82 – 76,24 мг/л, что не превышает ПДК.

 

3.2.6. Атомно  – абсорбционное определение  железа и марганца

 

Для определения  тяжелых  металлов  в воде предлагают  атомно – абсорбционный, атомно – эмиссионный, метод  спектроскопии с индуктивно  связанной  плазмой, спектрофотометрические  методы для отдельных  аналитов (железо, алюминий и др.), вольтамперометрические методы.

Определение железа, никеля, марганца, цинка,  свинца в воде проводили на атомно – абсорбционном спектрофотометре с электротермическим атомизатором фирмы Thermo Elemental марки Solar MQZ.

Атомно – абсорбционная спектроскопия  основывается на поглощении электромагнитного  излучения свободными атомами в  невозбужденном состоянии. Этот метод имеет высокую селективность, точность, низкий предел обнаружения[7].

Принцип метода

Заключается в прямом определении концентраций каждого  элемента по величине поглощающей способности  каждого элемента при использовании  спектрометра в сочетании с системой постоянной коррекции сигнала на неселективное поглощение или при отсутствии такой системы после введения соответствующей поправки [7].

 

Методика определения

Исследования воды проводили  на атомно – абсорбционном спектрофотометре с электротермическим атомизатором фирмы Thermo Elemental марки Solar MQZ. В аналитической лаборатории «Дома природы».

При определении металлов в общей пробе сразу после  отбора пробы обрабатывают концентрированной  азотной кислотой, для получения             рН = 1 -2 (обычно достаточно добавления 2 мл кислоты на 1 л пробы) измеряют добавленное количество кислоты и используют такой же объем при приготовлении холостой пробы.

Если необходимо определить только растворенные металлы, то сразу  после отбора пробы ее следует профильтровать через мембранный фильтр с порами 0,45 мкм. К фильтрату добавляют концентрированную азотную кислоту до рН = 1 – 2. Перед фильтрацией фильтр выдерживают в азотной кислоте (С = 1,5 моль/л) и промывают водой.

В мерную колбу вместимостью 100 мл помещают анализируемую порцию подкисленной пробы. Тщательно перемешивают. Доводят объем до метки.

Холостое определение  проводят параллельно с основным, тем же методом, используя те же количества реактивов, что и при отборе пробопределении, но заменив анализированную порцию подкисленной водой.

 

Приготовление градуировочных растворов

Перед каждой серией определений  готовят для каждого стандартного раствора металлов не менее 4 градуировочных растворов, охватывающий диапазон определяемых концентраций для каждого элемента.

Эти градуировочные растворы готовят разбавлением стандартных  растворов азотной кислотой (С = 0,03 моль/л).

Строят градуировочные зависимости содержания металлов в  мг/мл на оси абцисс и соответствующих  значений поглощающей способности  на оси ординат [1]. Содержание аналитов находили по градуировочной зависимости.

 

Табл.  3.2.6.1. Атомно – абсорбционное определение марганца в колодезной воде

 n = 6, Р = 0, 95

Объект исследования	, мкг/дм3	Sr
Колодец 1	35 ± 2	0,05
Колодец 2	5,0 ± 0,3	0,06
Колодец 3	6,1 ± 0,4	0,07

 

Температура отбора воды – 12⁰С

Содержание Mn в воде исследуемых колодцев находится в интервале 5,0 – 35 мкг/дм³, что не превышает ПДК (ПДК(Mn) = 500 мкг/дм³)

 

Табл.  3.2.6.2.  Атомно – абсорбционное определение железа в колодезной воде       n = 6, Р = 0,95

Объект исследования	, мг/дм3	Sr
Колодец 1	2,36 ± 0,08	0,03
Колодец 2	1,39 ± 0,05	0,04
Колодец 3	0,99 ± 0,03	0,03

Содержание Fe в воде исследуемых колодцев находится в интервале 0,99 – 2,36 мг/дм³, что превышает ПДК (ПДК(Fe) = 1,0  мг/дм³) .                                            Содержание железа и марганца,  ухудшают органолептические показатели природных вод и могут создать условия для развития бактерий[10].

3.3. Определение санитарно – токсикологических показателей

3.3.1. Определение ионов аммония

Метод основан на изменении ЭДС электродной системы состоящей из    ИСЭ - NH₄⁺  и электрода сравнения в зависимости от активности ионов аммония в растворе.              В водоемах NH₄⁺ – ион содержится в концентрации 0,0 – 0,2 мг/л. В местах, где применяются аммиачные удобрения, концентрация его в поверхностных водах достигает 2,2 мг/л. Содержится в сточных водах производств химических, коксохимических, азотнотуковых, металлургических, лакокрасочных, нефтехимических, дубильных, фотоматериалов [8].          Предельно допустимая концентрация аммиака и ионов аммония в воде водоемов 2 мг/л по азоту (или 2,6 мг/л в виде иона NH₄⁺), лимитирующий показатель вредности санитарно – токсикологический[10].    ПДК (NH₄⁺) = 2,6 мг/л в соответствии с "Государственными санитарными нормами и правилами  «Гигиенические требования к воде питьевой, предназначенной для употребления человеком » (ГСанПиН 2.2.4-171-10) " [3].               Диапазон определяемых концентраций 1,5 - 2000 мг/дм³ NH₄⁺. Определению ионов аммония не мешает присутствие ионов K⁺ <20 мг/дм³ , Na⁺<230 мг/дм³,       Ca²⁺ <2 г/дм³, Mg²⁺ <1,0 г/дм³, Fe³⁺ <1 мг/дм³.   Для определения ионов аммония в воде, применяют спекторофотометрические методы с применением реактива Несслера и фенол гиппохлорида [17].             Ионометрический метод определения этого аналита является экспрессным, не требует большого  количества реагентов. Поэтому для оценки качества колодезной воды использовали ИСЭ фирмы ЭКОМ - NH₄⁺.   Он предназначен для измерения активности иона аммония в водных растворах.                                          Аммонийный ИСЭ содержит мембрану состоящую из смеси нонактина и монактина.