АНАЛИЗ МОДЕЛЬНОЙ СМЕСИ
СТОЧНЫХ ВОД
ПРОМЫШЛЕННОГО ТИПА
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине
«Общая экология» для специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды»
Омск · 2007
Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
(СибАДИ)
Кафедра инженерной экологии и химии Кафедра общеобразовательных дисциплин (НВФ СибАДИ)
АНАЛИЗ МОДЕЛЬНОЙ СМЕСИ СТОЧНЫХ ВОД ПРОМЫШЛЕННОГО ТИПА
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине
«Общая экология» для специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды»
Составители: И.В. Каткова, Е.В. Шаповалова.
Омск Издательство СибАДИ
2007
1
УДК 628.3 ББК 20.1 я 81
Рецензент канд. хим. наук, доцент А.М. Попов (ОмГУ)
Работа одобрена методической комиссией факультета АДМ СибАДИ в качестве методических указаний к лабораторным работам по дисциплине «Общая экология» для специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды».
Анализ модельной смеси сточных вод промышленного типа: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Общая экология» для специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды» / Сост.: И.В. Каткова, Е.В. Шаповалова. − Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. 28 с.
В методических указаниях дается понятие о моделировании в экологии, приведены характеристики промышленных сточных вод. Лабораторные работы, включенные в методические указания, направлены на формирование у студентов навыков расчета состава и приготовления модельной смеси сточных вод промышленного типа. Лабораторные работы также содержат методы экспресс-анализа приготовленных смесей.
Работа предназначена в первую очередь для студентов, обучающихся по специальности «Инженерная защита окружающей среды», а также для студентов других специальностей, изучающих экологию.
Табл. 13. Библиогр.: 5 назв.
Составители И.В. Каткова, Е.В. Шаповалова, 2007
2
1. Моделирование – метод изучения экологических процессов
Модель – это имитация того или иного явления реального мира, сохраняющая основные свойства реального объекта, позволяющая делать прогнозы. Под моделированием в экологии понимается изучение экологических процессов с помощью лабораторных, натурных или математических моделей. Стратегия моделирования заключается в попытке путем упрощения получить модель, свойства и поведение которой можно легко изучать. Модели подразделяются на реальные и знаковые. Наиболее сложная проблема при работе с реальными лабораторными моделями – установление адекватности модели оригиналу и, следовательно, обоснование возможности применения результатов моделирования к изучаемой природной системе. Идеальные знаковые модели богаче возможностями, чем реальные, так как почти не связаны техническими ограничениями их создания. Построение математических моделей − сложный процесс, требующий творческого, неформального начала.
Начальным этапом разработки математической модели, вне зависимости от области исследований, является определение цели моделирования. Вопросы целеполагания являются важнейшими при построении моделей. Модель, прошедшая проверку на адекватность, может служить мощным инструментом в дальнейших исследованиях и решении практических задач. Настоящая лабораторная работа – это расчет состава, приготовление и анализ модельной смеси сточных вод промышленного типа.
2. Характеристика промышленных сточных вод
Известно, что при технологических процессах имеются следующие виды сточных вод:
реакционная вода – загрязнена как исходными веществами, так и продуктами реакции;
промывная вода – вода после промывки сырья, продуктов реакции, тары, оборудования, маточные водные растворы;
водные экстрагенты и абсорбенты;
охлаждающая вода, не соприкасающаяся с технологическими продуктами и использующаяся в системах оборотного водоснабжения;
бытовая вода;
атмосферные осадки, вода стекающая с территорий предприятий. Сточные воды, содержащие органические вещества, содержат массу
биогенных элементов, в том числе азота и фосфора, что приводит к массовому размножению сине-зеленых и бурых водорослей, а также к
3
интенсивному развитию высших водных растений. Названные организмы являются аэробными, дышат кислородом, растворенным в воде и, создавая дефицит кислорода, делают воду непригодной для жизни. Анаэробные процессы – это вторичное загрязнение воды, ведущее к увеличению процессов эфтрофикации – повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в воде биогенных элементов под действием антропогенных или природных факторов. Вода может быть трофной, т.е. содержащей биогенные вещества – продукты неполного разложения водных организмов, которые служат пищей для гидробионтов.
Трофная вода классифицируется:
дистрофная (малое содержание биогенных веществ, не обеспечивает развитие гидробионтов);
мезотрофная (среднее содержание биогенных веществ);
эфтрофная (с большим содержанием биогенных веществ, не может
быть использована не только в качестве питьевой, но и в промышленном водоснабжении).
Вода, содержащая органические вещества, называется сапробной и подразделяется на:
олигосапробную, т.е. с малым содержанием органических веществ (перманганатной окисляемостью < 10 мг О2/л);
мезосапробную, т.е. со средним содержанием органических веществ
(10-30 мг О2/л);
полисапробную, т.е. с большим содержанием органических веществ
(>30 мг О2/л).
Контроль и управление качеством воды в настоящее время рассматривается в качестве санитарной охраны водоемов вследствие исключительной значимости воды как элемента окружающей среды. С точки зрения экологии значение воды двояко: во-первых, она является главной «образующей» средой для водных обитателей, а во-вторых, играет решающую роль в жизни любых наземных биогеоценозов. Важнейшей задачей в условиях промышленного развития и временной неизбежности попадания отходов в водные биогеоценозы, является установление допустимых нагрузок на водные объекты в результате водопотребления. Водопотребление – это использование воды, связанное с изъятием её из мест локализации с частичным или полным безвозвратным расходованием
ис возвращением в источники водозабора в загрязненном состоянии. Обычно контролю подвергаются наиболее опасные вещества, способные накапливаться в донных отложениях, передаваться по трофическим цепям, в частности, тяжелых металлов, таких как железо, медь, никель, цинк, хром
идругие.
4