Материал: 260

Железо постоянно присутствует в поверхностных и подземных водах. Высокое содержание железа в поверхностных водах указывает на загрязнение их промышленными сточными водами, особенно промстоками металлообрабатывающих производств.

Медь в поверхностных водах присутствует в результате загрязнения сточными водами предприятий химической, металлургической промышленности. Источником меди в воде может быть коррозия металлов или медьсодержащих металлических частей, соприкасающихся с водой.

Никель может присутствовать в сточных водах металлообрабатывающих и химических предприятий.

Хром присутствует в сточных водах металлообрабатывающих и химических производств, кожевенных заводов и загрязненных стоками этих производств поверхностных водах.

Для каждого предприятия должен устанавливаться предельно допустимый сброс (ПДС) вредных веществ.

Согласно ГОСТу ПДС вредного вещества – это его масса в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени. С целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте ПДС устанавливается с учетом

предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ.

Контроль качества сточных вод предусматривает определение органолептических показателей воды (цвет, запах), химического потребления кислорода (ХПК), количества растворенного в воде кислорода, а также его биохимического потребления (БПК), рН среды, содержания взвешенных частиц и концентрации вредных веществ.

Химическим потреблением кислорода (ХПК) называется величина,

характеризующая общее содержание в воде веществ способных окисляться (продукты распада органических соединений и легко окисляющиеся неорганические соединения). Величина ХПК выражается количеством миллиграммов кислорода, необходимого для окисления веществ, содержащихся в 1 л воды. Обычно окисление пробы сточной воды производится бихроматом калия в серной кислоте. Содержание растворенного кислорода определяют в сточных водах, прошедших химическую или биохимическую очистку, перед спуском в водоемы. Содержание растворенного кислорода измеряют в мг/л и процентах по отношению к равновесной концентрации кислорода при данной температуре. Определение основано на реакции растворенного кислорода с гидроксидом марганца и определении образовавшихся высших по степени окисления соединений марганца. Используются также колориметрические методы, основанные на изменении интенсивности цвета соединений, которые образуются при реакции специальных красителей и сточной воды. Под биохимическим потреблением кисло-

5

рода (БПК) понимается количество кислорода в мг/л, необходимое для окисления органических примесей аэробными микроорганизмами. Определение БПК выполняется на основе анализа изменения содержания растворенного кислорода с течением времени. Величина рН является мерой активной кислотности воды, создающейся в результате взаимодействия растворенных электролитов и газов. Значение рН определяется электрометрическим (с использованием приборов – рНметров) или колориметрическим методом. Колориметрический метод основан на свойстве индикаторов менять свою окраску в зависимости от концентрации водородных ионов.

Содержание взвешенных веществ (мг/л) в виде осадка определяется путем фильтрования через бумажные или стеклянные фильтры или выпариванием пробы исследуемой воды.

Лабораторная работа № 1

РАСЧЕТ СОСТАВА И ПРИГОТОВЛЕНИЕ МОДЕЛЬНОЙ СМЕСИ СТОЧНЫХ ВОД ПРОМЫШЛЕННОГО ТИПА

Цель работы − рассчитать величину навесок компонентовзагрязнителей, необходимых для приготовления модельной смеси сточных вод промышленных производств.

Материалы и оборудование: кристаллические вещества, хлорная известь CaOCl2, шестиводный хлорид железа FeCl3∙6H2O, железный купорос FeSO4∙7H2O, медный купорос CuSO4∙5H2O, шестиводный хлорид никеля NiSO4∙6H2O, нитрат калия KNO3, сульфид натрия Na2S, шестиводный хлорид хрома CrCl3∙6H2O, хромат калия K2CrO4, мерные колбы емкостью 100 см3, часовые стекла, стеклянные воронки, весы аналитические ВРЛК – 200.

Ход работы

Получите у преподавателя задание: тип промышленного производства, сточные воды которого необходимо смоделировать. Предлагается приготовить модельную смесь сточных вод гальванического цеха, цеха по крашению тканей и дублению кож, а также цеха по производству дезинфицирующих средств. Пользуясь табл. 1, определите, какие загрязнители могут содержаться в стоках выбранного производства. Выпишите из табл. 1 значения предельно допустимых концентраций (ПДК) для выбранных компонентов-загрязнителей, а также из табл. 2 выберите вещества, необходимые для введения в модельную смесь нужных компонентов-загрязнителей.

6

Вычислите молярную массу вещества, которое будет использовано для приготовления модельной смеси. Рассчитайте, какое количество реагента необходимо ввести в модельную смесь для достижения величины ПДК по формуле

где mВ – масса реагента, необходимая для приготовления 1 дм3 раствора с ПДК=1; ПДК – табличное значение предельно-допустимой концентрации компонента-загрязнителя (табл. 1); МВ – молярная масса реагента, которая будет использована для приготовления модельной смеси; МК – молярная масса компонента-загрязнителя.

Для того, чтобы рассчитать количество реагента, необходимое для приготовления 100 см3 модельной смеси с значением ПДК=1, следует массу вещества, рассчитанную по формуле (1), разделить на 10:

Далее следует выбрать, во сколько раз будет превышено значение ПДК в модельной смеси для каждого компонента и умножить значение

7

массы вещества m100 на это число. Это и будет величина навески, необходимая для приготовления модельной смеси.

Такой расчет производится по каждому компоненту, выбранному для приготовления модельной смеси сточных вод. Результаты расчета представить в виде таблицы (пример оформления табл. 3).

Под руководством преподавателя взвесить необходимое количество реагентов на часовом стекле на аналитических весах, с помощью воронки количественно, то есть без потерь, перенести навеску в мерную колбу объемом 100 см3, смывая вещество с часового стекла и воронки небольшими порциями дистиллированной воды. После того как вся навеска будет перенесена в колбу, долить в колбу дистиллированную воду до метки.

Таблица 2

Вещества, необходимые для приготовления модельной смеси сточных вод промышленного типа

Приготовленную модельную смесь сдать преподавателю с указанием того, какие именно компоненты содержатся в ней.

Вопросы для самоконтроля

1.Что подразумевает понятие «моделирование»?

2.Назовите виды сточных вод.

8

3.Что представляет собой процесс эфтрофикации?

4.Перечислите опасные вещества, способные накапливаться в донных отложениях и передаваться по трофическим цепям.

5.Дайте определение ПДС.

Лабораторная работа № 2

ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ МОДЕЛЬНОЙ СМЕСИ СТОЧНЫХ ВОД С ПОМОЩЬЮ УЧЕБНОГО КОМПЛЕКТА «ПЧЕЛКА – У»

Цель работы − определить с помощью экспресс-тестов и колориметрической шкалы содержание ионов-загрязнителей в модельной смеси.

Материалы и оборудование: экспресс-тесты для полуколичественного определения суммарного содержания 2- и 3- валентного железа, активного хлора, хромат- и нитрат-ионов. Колориметрические шкалы для полуколичественного определения содержания ионов меди, никеля и трехвалентного железа; нитрат кадмия Cd(NO3)2, перекись водорода Н2O2, гидроксид натрия NaOH, часовые стекла, пинцет, пробирки объемом 10 см3.

Ход работы

Получите у преподавателя модельную смесь сточных вод определенного типа промышленного предприятия с указанием содержащихся в ней компонентов-загрязнителей.

1.Определение суммарного содержания железа с помощью «феррум-теста».

От полоски индикаторной бумаги отрезать небольшой рабочий участок размером не менее 5х5 мм. Не снимая полимерного покрытия, опустить индикаторную полоску на 5-10 секунд в исследуемый раствор. Через 5 минут сравнить окраску индикаторной бумаги с контрольной шкалой, прилагаемой к тесту. За результат принимают значение концентрации, соответствующее ближайшему по окраске образцу шкалы. При промежуточной окраске за результат принимают соответствующий интервал концентраций.

2.Определение содержания хромат-ионов с помощью «хроматтеста».

При значениях pH от 2 до 5 от полоски индикаторной бумаги отрезают рабочий участок размером не менее 10х10 мм. На рабочий участок наносят каплю анализируемого раствора до образования

9