Охрана гидросферы - Омский промышленно

Бюджетное образовательное учреждение Омской области среднего профессионального
образования
«Омский промышленно-экономический колледж»
Учебное пособие по ПМ.02 Ведение технологического процесса
на установке 1 и 2 категории
МДК 02.02«Технический анализ и контроль производства»
для специальности 240134 Переработка нефти и газа
2013
1
Автор: О.Л. Овчинникова, преподаватель ОПЭК
Методическое пособие. Вода. Отбор проб и анализ. 2013. 43 стр.
Данное пособие предназначено для студентов Омского промышленноэкономического колледжа, обучающихся по 240134 Переработка нефти и газа.
Пособие разработано в соответствии с ФГОС СПО по ПМ.02 Ведение
технологического процесса на установке 1 и 2 категории, МДК 02.02
«Технический анализ и контроль производства»
Пособие
включает
следующие
разделы:
общая
характеристика
гидросферы, показатели качества технической, питьевой, сточной и природной
воды, источники загрязнения природной воды, методы отбора проб, программы
исследования, возможность применения воды различной частоты, методы
анализа воды. Вся информация может быть использована студентами в их
будущей работе.
Рецензенты: Т.В. Антонова, старший преподаватель кафедры аналитической
химии и химии нефти ОмГУ
Г.Н.Звонова, преподаватель ОПЭК высшей категории
2
« Вода, ты самое большое богатство на свете»
Антуан де Сент-Экзюпери
ОХРАНА ГИДРОСФЕРЫ
Вода - самое распространенное на Земле вещество
Гидросфера – водная оболочка Земли. Она состоит из океанов, морей, озер,
рек, болот, водохранилищ, подземных вод, почвенной влаги. Кроме этого,
вода входит в состав минералов, горных пород, живых организмов (в некоторых
до 99,7%).
Голубые громады горных ледников, и необозримые снежные
покровы, свинцовые тучи и причудливые облака, дождь и туман – это тоже вода.
В большинстве регионов планеты воду не надо «искать», как уголь, нефть,
железо. В отличие от других видов природных ресурсов, вода ежегодно
возобновляется в процессе ее круговорота. И, несмотря на это, водная проблема
не только существует, но с каждым годом становится серьезнее, приобретает все
более экономическое, социальное и экологическое значение.
Наша область богата водными ресурсами. Обилие рек и озер создает
иллюзию их неисчерпаемости, однако водная проблема, без преувеличения,
можно сказать, стала одной из самых важных и сложных научно-технических
проблем. Беспокойство вызывает истощение ресурсов пресных вод, которые еще
совсем недавно представлялись неисчерпаемыми.
Возникновение водной проблемы является прямым следствием все более
интенсивного использования водных ресурсов в экономическом и социальном
развитии общества. Движущей силой этого процесса является рост населения,
развитие промышленности, сельского хозяйства, транспорта.
В наше время, как известно, без воды не может развиваться ни одна отрасль
промышленности. Чтобы добыть 1 тонну нефти требуется 10 м3 воды, для
производства 1тонны бумаги – 200м3. Чтобы получить 1 кг пшеничного зерна
надо израсходовать 750 кг воды. Для современной тепловой электростанции на
1 млн. кВт мощности требуется 1,5км3 воды в год.
3
Решение водной проблемы требует больших усилий и средств. Эта
проблема все более выходит за национальные рамки и приобретает постепенно
глобальный характер. Над разработкой мероприятий по рациональному
использованию и охране вод от загрязнения и истощения работают ученые
многих стран.
Природная вода бывает поверхностная, подземная и дождевая.
По содержанию растворимых солей самой чистой является дождевая вода
(50 мг/л). В подземных и поверхностных водах их может быть до 1500 мг/л в
водах морей – от 15 до 100000 мг/л, в океанах в среднем – 35000мг/л.
Для оценки санитарного состояния водоемов применяются следующие
показатели:
ПДКВ - предельно – допустимая концентрация химического вещества воде
водоема (мг/л). Эта концентрация не должна оказывать прямого или косвенного
влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье
последующих поколений
ПДКВ. Р. - предельно – допустимая концентрация химического вещества в
воде водоема, используемого для рыбохозяйственых целей. (мг/л).
ВДКВ
/ОБУВ/ - временная допустимая концентрация химического
вещества в воде, установленная расчетным путем, мг/л (временный норматив 3
года).
ЛД50 – летальная доза химического вещества, вызывающая при введении в
организм гибель 50% животных, мг/л.
Для установления возможности сброса сточных вод через биологические
очистные
сооружения
и
определение
эффективности
применения
биохимического метода очистки, необходимо ориентироваться на следующие
показатели:
МКБ – максимальная концентрация вещества, которая при постоянном
воздействии в течение сколь угодного длительного времени, не вызывает
нарушения биохимических процессов, (мг/л). По этой характеристике нельзя
4
сделать вывод, разрушается ли вещество при прохождении через биологические
очистные сооружения.
МКБ.О.С. – максимальная концентрация вещества, не влияющая на работу
биологических очистных сооружений при обеспечении оптимального режима
биохимического
окисления,
(мг/л).
Значение
МКБ.О.С
зависит
от
технологического и конструктивного оформления процесса очистки и от
способности соединения разрушаться под действием микроорганизмов.
Источники загрязнения природных водоёмов
1. Самое большое загрязнение – промышленные стоки
(металлургическая промышленность,
производство строительных
материалов, пищевая промышленность и т.д.)
2. Сельское хозяйство: а) удобрения;
б) все ядохимикаты: (пестициды, гербициды, инсектициды)
в) животноводство.
3. Радиоактивные загрязнения.
4. Загрязнение тяжелыми металлами.
5. Транспорт.
6. Бытовая деятельность человека.
7. Внедрение морских вод в горизонты пресных вод (интрузия).
Методы определения степени загрязнения:
- Прямое измерение концентрации загрязняющего компонента.
- БПК – (биологическое потребление кислорода) - количество кислорода,
поглощенное определенным объемом воды за определенное время (чаще 5
суток) при определенной температуре +20о С.
- В бактериологическом и медицинском анализе воды используется такой
показатель, как количество бактерий в 1см3 воды.
- По видовому разнообразию биоорганизмов. Существует 800 обитателей водоемов, которые служат индикаторами качества воды.
5
Методы охраны водных ресурсов
1. Установить контроль за потреблением пресной воды (одна из мер –
счетчики в квартирах, определяющие количество потребляемой воды).
2. Разработать ряд нормативных документов, касающихся охраны
водоемов.
3.
Разработать
эффективную
систему
штрафов
за
нарушение
экологических законов.
4. Разработать проекты систем очистки промышленных вод.
5. Контролировать количество ядохимикатов, выбрасываемых на поля.
6. Разработать надежные методы добычи, перевозки и хранения,
радиоактивных руд.
7. Контролировать выбросы автотранспорта, предприятий.
8.
Особенно большие запасы пресных вод (озера, реки) превратить в
заповедники.
9. Выделять больше денег на охрану водных ресурсов.
10. Поддерживать оптимальное количество биоорганизмов в воде, так как
природа в какой-то степени способна к самоочищению.
11. В случае необходимости в ряде стран существует проект о
транспортировке ледников (пресная вода) к большим городам мира, где
ощущается недостаток пресной воды.
6
ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДЫ РАЗЛИЧНОЙ ЧИСТОТЫ
Питьевая вода
В зависимости от назначения воды, к ней предъявляются определенные
требования, установленные ГОСТами. Если вода не удовлетворяет требованиям
ГОСТа, проводят водоподготовку (т.е. различные методы очистки).
Прежде всего, питьевая вода должна отвечать санитарным требованиям:
быть безопасной по бактериальному составу, быть безвредной по содержанию
химических веществ, не обладать органолептическими свойствами (запах, цвет,
прозрачность в слое 20 см). Нормируется содержание основных элементов и
примесей. Основные показатели качества:

свинца не более 0,1 мг/л.

мышьяка не более 0,05мг/л.

фтора не более 1,5 мг/л.

меди не более 3 мг/л.

цинка не более 15 мг/л.

фенола не более 0,001 мг/л.

взвешенных частиц не более 1,5мг/л.

органических веществ не более3 мг/л.

жесткость не более 7,0 мг - экв/л.

содержание хлора, вводимого для уничтожения микроорганизмов не
более 0,5 мг/л.

рН 6,5 – 9,5

не должна содержать таких ядовитых веществ, как хром,

соединения ртути, а так же бактерий.
7
Техническая вода
Применяется в промышленности и для хозяйственно - бытовых нужд.
На питание паровых котлов вода должна содержать как можно меньше
накипеобразователей,
взвешенных
веществ,
растворенного
кислорода
и
углекислого газа,
Для охлаждающих систем вода должна быть прозрачной, без запаха, рН 7 9, без органических кислот, сероводорода, углеводородов, без загнивающих
веществ. Механические примеси до 100 мг/л. Карбонатная жёсткость не более 5
мг - экв/л.
Для
хозяйственно
–
бытовых
нужд
вода
должна
удовлетворять
санитарным требованиям (безвредная, безопасная).
Большое количество технической воды используется в строительной
промышленности (безопасная).
Техническая вода используется для приготовления некоторых растворов,
но чаще её предварительно перегоняют.
Сточные производственные воды
Предприятия нефтехимии на основные технологические установки
потребляют значительное количество воды.
С технологических установок отработанная вода, называемая также
сточной водой, обычно сбрасывается в те же водоёмы, откуда она забиралась.
Эта вода содержит примеси, которые в зависимости от характера производства
находятся в ней в растворённом или взвешенном состоянии. В сточных водах
нефтеперерабатывающих заводов обычно встречается нефть, лёгкие и тяжёлые
нефтепродукты, углеводородные газы, вымываемые из нефти соли, серная
кислота и соли, сульфиды, бисульфиды, а также сероводород. Заводы
нефтехимического синтеза загрязняют воду углеводородными газами, окисью и
двуокисью углерода, одно- и многоатомные спирты, альдегидами, кетонами,
эфирами, бензолом, фенолами и другими веществами.
8
Сточные воды сажевых производств наряду с растворёнными хлоридами,
сульфатами и сероводородом содержат также взвешенные частицы, количество
которых для отдельных производств может составлять до 7000 мг/л.
Иногда концентрация примесей бывает настолько значительной, что это
ведёт к большим потерям целевых продуктов.
Кроме того, спуск сточных вод в открытые водоёмы приносит вред
рыбному хозяйству и недопустим по санитарным соображениям.
Перед выпуском в открытые водоёмы сточные воды должны быть
очищены с помощью канализационно - ловушечных устройств и в отдельных
случаях специальными методами очистки, включая флотацию и биоочистку
Дурнопахнущие сточные воды подвергают дезодорации.
Эффективность работы водоочистителей необходимо систематически
контролировать.
9
ОТБОР ПРОБ ВОДЫ
Состав воды в значительной мере определяет качество продукции многих
производств:
выращивания сельскохозяйственных культур, рыборазведения,
приготовления напитков и других пищевых продуктов а также производства
красителей и разнообразных химических веществ.
Необходимость все более подробных сведений о химическом составе воды
возрастает и по мере развития науки, расширения наших знаний о воздействии
различных содержащихся в воде веществ на организм человека и животных. В
известной степени это находит отражение в увеличении числа нормируемых
веществ. Список веществ, для которых установлены и утверждены ПДК в воде,
составляет около 500 наименований.
Если проблема рационального комплексного использования водных
ресурсов
требует
в
основном
определенного
объема
и
качества
гидрохимической информации, то для эффективной охраны вод не менее важна
и ее оперативность. Кроме того, рациональное использование водных ресурсов внутреннее дело каждой страны, в то время как проблема охраны окружающей
Среды все больше становится проблемой не только национальной, но и
глобальной. Из этого вытекает и новое требование к гидрохимической
информации ее сопоставимость.
Для правильной оценки качества воды в водоеме, характеристики его
химико-биологического состояния, степени загрязнения и т.д. требуется
выполнить по крайней мере два условия: удовлетворительный анализ
некоторого минимума проб воды из этого водоема и их представительность, или
репрезентативность. Неправильных выбор пунктов отбора, горизонтов, времени
наблюдений, ошибки в организации и технике отбора приводят к столь же
серьезным и неисправимым искажениям получаемой информации, что и
некорректный анализ.
Под
репрезентативностью
проб
понимают
их
соответствие
поставленной задаче как по количеству и объему, так и по выбранным точкам и
10
времени отбора (а также по технике отбора, предварительной обработке,
условиям хранения и транспортировки), т.е. каждая проба характеризует воду в
точке в момент отбора.
Принципы отбора представительных проб
Проба должна представлять водоем или определенную часть его и
характеризовать состояние воды за определенный промежуток времени.
Степень, до которой одиночная малая проба может считаться характерной для
большой водной массы, зависит от следующих факторов:
- однородности отбираемой водной массы;
- количества точек пробоотбора;
- размера отдельных проб;
- способа отбора.
Кроме того, предварительная обработка, транспортировка и хранение проб
должны проводиться таким образом, чтобы в содержании и составе
определяемых компонентов и свойствах воды не происходило существенных
изменений.
Отбор представительных проб должен учитывать специфику водоема
(морфология, гидрология, характер водосбора и т.д.), т.е. все, чем определяется
выбор места и частоты отбора, и специфику определяемых веществ
(растворенное, взвешенное, коллоидное, пленочное, “мертвое”, “живое”), т.е.
все, что определяет в конечном итоге физические, химические и биологические
свойства водного объекта.
Виды проб
Различают простые
и
смешанные пробы. Простые пробы, т.е.
отобранные в полном объеме в определенный момент времени характеризуют
качество воды в данном пункте водоема во время отбора. Смешанные
(усредненные) пробы представляют собой объединенную по тому или иному
принципу серию простых
проб и
11
характеризуют
среднее содержание
определяемых компонентов или свойств за некоторый промежуток времени для
некоторого участка, разреза и т.д.
Виды отбора проб
В зависимости от цели исследований отбор проб может быть разовым
(нерегулярным)
и
регулярным,
или
серийным.
Разовый
используется
относительно редко, когда:
- измеряемые параметры не подвержены большим изменениям во времени
или по глубине и акватории водоема;
- известны (на основании изучения данного или подобных водоемов)
закономерности изменений определяемых параметров;
- требуются лишь самые общие представления о качестве воды в водоеме.
Регулярный отбор проб дает наиболее определенную и надежную
информацию о состоянии водоема и качестве его вод. При этом каждая проба
отбирается в определенной (временной или пространственной) взаимосвязи с
другими.
Место отбора пробы выбирается в соответствии с целями анализа и на
основании
исследования
местности.
За
исключением
наблюдений
в
специальных целях (например для анализа на содержание вредных веществ в
сточных водах) не следует брать пробы воды в пунктах:
- подверженных непосредственному влиянию вод притоков;
- вблизи населенных пунктов, если около них в данный водоем выводятся
сточные воды или если его берега загрязняются отбросами;
- около предприятий, загрязняющих воду отходами производства, около
пристаней , бань и т.д.;
- в участках слабого водообмена, т.е. в застойных участках.
Реки и ручьи
В тех случаях, когда целью исследований не является
поверхностный или придонный слой, пробу отбирают на глубине 20 - 30 см от
поверхности и на таком расстоянии от дна, какое допускает аппаратура для
12
отбора проб. Пробы отбирают или смешанные по глубине, или в ряде точек в
поперечном сечении на стрежне потока.
Озера, водохранилища, пруды
При детальных исследованиях в озерах и водохранилищах пробы
отбирают на станциях (разрезы, полуразрезы) по трехмерной сетке как минимум
на двух горизонтах; у поверхности (0,2 - 0,5м) и у дна (0,5м). На промежуточных
горизонтах пробы воды берут в зависимости от существующего в это время
распределения слоев воды с различной температурой: одну пробу выше слоя
температурного скачка, одну в слое скачка и одну ниже. В целях сравнимости
результатов целесообразно установить стандартные горизонты, например 0,5;
2; 5; 10; 20; 30; 50; 100м.
Атмосферные осадки
Отбор проб атмосферной воды целесообразно проводить вблизи или на
метеоплощадках, где одновременно фиксируются метеорологические условия.
Осадкосборники необходимо размещать на высоте около 2м от поверхности
земли с учетом преобладающего направления ветра; следует также исключить
влияние пыли и случайных загрязнений.
Частота отбора проб
Определяется изменчивостью концентрации интересующих ингредиентов,
которые
в
свою
очередь
зависят
от
скорости
физико-химических,
биохимических и иных процессов, режима сброса сточных вод, условий их
очистки, а также от важности водного объекта или его части в хозяйственном
отношении. На этом основании предложено деление пунктов наблюдений на
четыре категории с различной частотой наблюдений, т.е. отбора и анализа проб.
(Таблица ).
Объем пробы воды в зависимости от задачи исследования может быть от
1 -2 до 15 - 20л и более.
13
Пробоотборники
При исследовании озер, прудов, рек используют специальные устройства
-
батометры разных систем. Батометр должен удовлетворять следующим
требованиям:
- вода, проходящая через него, не должна в нем задерживаться;
- должен закрываться плотно, чтобы проба воды не имела сообщения с
внешней водой;
- материал пробоотборника должен быть химически инертным и
исключать
возможность
загрязнения
пробы
мешающими
определению
веществами.
Обычно используют пробоотборники типа бутылей и автоматические
пробоотборники. См. рис.
Сосуды для хранения проб
Общим требованиям, предъявляемым к сосудам для хранения проб
(сопротивление растворению, прочность, герметичность), лучше всего отвечает
полиэтиленовая посуда или сосуды (бутыли, склянки) из прозрачного,
бесцветного, химически стойкого стекла. Для органического анализа наиболее
желательны
стеклянные бутыли. Отбор проб для определения
запаха
необходимо производить только в стеклянной бутыли с тефлоновыми
крышками.
Пробы воды для определения кремния следует отбирать только в
полиэтиленовые бутыли.
При определении растворенных газов в воде важна герметичность, чтобы
концентрация газов не изменялась в течение двух суток.
Пробоотборники перед использованием следует тщательно вымыть
концентрированной соляной кислотой. Для обезжиривания используют СМС.
Сильно загрязненные стеклянные бутыли моют и обезжиривают хромовой
смесью. Остатки использованного для мытья реактива полностью удаляют
14
тщательной
промывкой
бутылей
водопроводной
водой,
ополаскивают
дистиллированной водой, дают воде стечь и, если надо, высушивают.
Особая тщательность требуется при подготовке посуды для отбора проб на
тяжелые металлы.
При отборе проб посуду предварительно ополаскивают несколько раз
исследуемой водой.
Фильтрование, консервирование проб
Сразу после взятия пробы на растворенные вещества ее необходимо
профильтровать через мембранный фильтр с размером пор 0,45мк.
В отдельных случаях бывает необходимо анализировать нефильтрованную
пробу; на это указывается в описании соответствующих методов.
Консервирование проб необходимо при определениях неустойчивых
компонентов, когда анализ на месте вскоре после отбора пробы произвести
невозможно. Применение консервантов не предохраняет полностью многие
определяемые вещества от изменения, поэтому и консервированные пробы
следует анализировать как можно скорее, желательно в день отбора и не
позднее, чем на третий день после отбора.
Хранение и транспортировка проб
До начала анализа рекомендуется сохранять пробы в холодильнике при
температуре 3 - 50С и вынимать из него только перед самым началом работы.
Транспортировка проб осуществляется в специальной таре, исключающей
возможность поломки склянок и порчу надписей на них. В простейшем случае
это деревянные ящики с отделениями для каждой
склянки. При необходимости используется дополнительно мягкий материал для
прокладок (резина, войлок, пенопласт, бумага и т.д.).
Транспортировку необходимо производить в максимально сжатые сроки,
т.к.
со
временем
даже
консервированные
пробы
представительность и их дальнейший анализ теряет смысл.
15
утрачивают
свою
Оформление этикеток
На пробу воды необходимо привязать паспорт к бутыли. На бутыль же
следует наклеить этикетку с указанием номера пробы, названия водопункта,
даты и места отбора, а также при необходимости указать температуру воды,
консервант и обязательно Ф.И.О. лица, отбиравшего пробу. Все записи должны
быть разборчивыми. Нельзя наклеивать новую этикетку, не удалив старой.
Таблица 1
Отбор проб воды
Определяемый
компонент
СПАВ
Посуда
Консервант
Срок хранения
стекл.
неделя
ХПК
стекл.
Фенол
стекл. на I дм3
2 мл хлороформа
на I л
2 мл H2 SO4 (I:2)
на 100мл
нет
Аммиак
стекл.
полиэтилен
стекл.
полиэтилен
стекл.
нет
не
более
24
часов
в холодильнике
не более 7 суток
в холодильнике
20 суток
рН
Запах
при Т=4оС не
более суток
в холодильнике
в течение суток
Iмл H2 SO4 (I:I) в холодильнике
на Iмл
3- 4 дня
нет
2 часа
Взвешенные
частицы
Нефтепродукты
стекл.
нет
стекл.
4-5мл ССI4 на Iл
Железо
полиэтилен
пробу
сначала
фильтруют
и
добавляют 2мл
HCI
на100мл
если рН>2, то
добавл. еще HCI
по
каплям,
чтобы РН был <2
16
Анализ первого дня
Последовательность в работе
Химический анализ воды выполняют в основном в стационарных
лабораториях,
определение
однако
их
вследствие
следует
неустойчивости
производить
ряда
непосредственно
ингредиентов
у
объекта
в
свежеотобранных пробах (анализ первого дня).
При отборе проб и выполнении анализа первого дня целесообразно
придерживаться определенной последовательности.
При взятии проб с поверхности:
1. Измеряют температуру воды.
2. Определяют прозрачность и цвет воды.
3. Определяют запах воды.
4. Отбирают пробу воды объемом приблизительно 5л. Для этой цели
используют батометр или эмалированное ведро, предварительно ополоснув их
водой 2 – 3 раза. Глубина, с которой производится отбор пробы, не должна
превышать 0,2 – 0,5 м.
5.Определяется рН, содержание оксида серы (IV), если возможно СО, и
фиксируют растворенный кислород.
6. Наполнение водой бутылок производят в соответствии с программой
наблюдений. Пробы для определения нефтепродуктов, пестицидов, СПАВ,
тяжелых металлов и других ингредиентов отбирают в отдельные склянки.
7.Бутылки для определения главных ионов, соединений биогенных
элементов
консервируют
согласно
указаниям,
делают
отметку,
чем
законсервирована проба и плотно закрывают пробками.
8. Все результаты определения записывают в талон полевой книжки КГ
или на этикетку и приклеивают к бутылке.
При взятии проб с различных глубин все определения осуществляют в том
же порядке. Отбор проб производят с помощью батометров.
В зимнее время при температуре воздуха ниже 0оС отобранную пробу
переносят в отепленное помещение, где производят определение рН, СО,
17
фиксируют растворенный кислород, если возможно, СО2, наполняют бутылки
для отправки в лабораторию на химический анализ.
В талоне дополнительно указывают метеорологические условия (дождь,
ветер, штиль, пыльная буря), результаты визуального наблюдения – наличие и
характер пленки, повышенная мутность, цветение воды, а также явлений,
необычных для данного водоема, но имеющих место в момент отборапробы.
Таблица 2
18
Ответственные
лица
Даты доставки
пробы
Консервант
Определяемый компонент
Т° С
воды
Объем пробы
Глубина
Описание места
отбора
Пункт отбора
Время
Дата отбора
Регистрация проб воды в рабочем журнале
Программа и сроки проведения гидрохимических
работ на пунктах наблюдений.
Частота
отбора
проб
определяется
изменчивостью
концентрации
интересующих ингредиентов, которые зависят от скорости физико-химических
и биохимических процессов, режима сброса сточных вод, условий их
разбавления.
Частота
отбора
и
программа
наблюдений
в
значительной
мере
обуславливает также важность водного объекта в хозяйственном отношении. На
этом основано деление пунктов наблюдений на четыре категории.
Таблица 3
Сроки
проведения
наблюдений
Ежедневно
Пункты 1-й
категории
(ПН-1)*
Визуальное
наблюдение,
инструмент.
определения
кислорода,
рН,
электропров.,
отбор проб.
Ежедекадно
Программа
А
Ежемесячно
Программа
Б
В основные Программа
гидрологичес- ОП
кие фразы
*
Пункты 2-й Пункты 3-й
категории
категории
(ПН-2)
(ПН-3)
Визуальные
наблюдения
Пункты 4-й
категории
(ПН-4)
_______
_______
_______
Программа
АБ
Программа
ОП
Программа
Б
Программа
ОП
_______
Программа
ОП
На ПН – 1 необходимо проводить отбор проб для последующего
хранения (без произведения анализа) на случай аварийной ситуации. Срок
хранения – 10 дней.
Программа А предусматривает визуальное определение расхода воды
(уровня), температуры, рН, электропроводность, ХПК, БПК5, взвешенных
19
веществ, растворенного кислорода и двух-трех основных загрязняющих
веществ, характерных для этого пункта.
Программа Б предусматривает определение расхода воды, температуры,
рН, кислорода, ХПК, БПК5 и содержания всех загрязняющих веществ,
характерных для этого пункта.
Программа
предусматривает
ОП
–
визуальное
общая
(обязательная)
наблюдение,
программа,
определение
которая
расхода
воды,
температуры, рН, прозрачности, цветности, запаха, кислорода, взвешенных
веществ, радиоактивных свойств, ХПК, БПК5, содержания главных ионов,
биогенных веществ, нефтепродуктов, СПАВ (синтетических поверхностноактивных веществ), летучих фенолов, пестицидов, соединений тяжелых
металлов.
На реках, имеющих рыбохозяйственное значение, одна или две
гидрохимические съёмки обязательно должны быть приурочены к периоду и
месту нереста, массового нагула молоди или ската молоди проходных или
полупроходных рыб.
На озерах сроки гидрохимических наблюдений устанавливаются в
зависимости от колебаний уровня воды и температурного режима водоёма.
Правила ТБ при отборе проб воды
Все лица, привлекаемые к выполнению работ на акватории озёр и рек,
должны обеспечится надувными спасательными жилетами, уметь грести,
оказывать первую помощь при несчастных случаях, знать способы спасения на
воде. Должны так же знать основные требования “правил плавания на
внутренних основных путях”.
Выход на акватории реки или озера должен производиться с обязательным
учетом условий работы, т.е. условий погоды и при наличии прогноза погоды на
все время работ.
20
В условии высокого крутого берега спуск к воде должен быть
приспособлен для безопасного хождения в любое время года и при любой
погоде. В особо сложных условиях наблюдений должны проводиться вдвоем.
При необходимости выполнения работ в темное время суток должно быть
обеспеченно достаточное освещение пунктов береговых наблюдений.
Производство гидрометеорологических и работ на озёрах и реках при
оборудованных для этой цели плавучих средствах.
Суда, производящие гидрометеорологические наблюдения на озёрах и
реках должны быть обеспечены спасательными средствами.
Во всех случаях производство работ вне пределов видимости судна с
береговой базы с ним должна быть установлена постоянная радиосвязь.
При работе на шлюпках запрещается их отход от судна или берега более
чем на 2км.
21
Вопросы для самоконтроля
Отбор проб воды
1.Состав гидросферы.
2.Источники загрязнения гидросферы.
3.Вода питьевая, техническая, сточная.
4.Виды проб воды.
5.Принципы отбора представительных проб.
6.Виды отбора проб.
7.Выбор места для отбора проб.
8.Отбор проб воды из рек, ручьев.
9.Отбор проб воды из озер, водохранилищ, прудов.
10.Атмосферные осадки.
11Отбор проб технической и сточной воды на ОНПЗ.
12.Частота отбора проб.
13.Переносные пробоотборные устройства.
14.Сосуды для хранения проб.
15.Подготовка оборудования для отбора проб.
16.Консервация пробы.
17.Фильтрование пробы.
18.Транспортировка проб.
19.Хранение проб воды.
20.Анализ первого дня.
21.Отбор проб воды для определения рН.
22.Отбор проб воды для определения фенола.
23.Отбор проб воды для определения нефтепродуктов.
24.Отбор проб воды для определения железа.
25.Отбор проб воды для определения ХПК.
26.Оформление этикеток.
27.Запись в журнале информации о пробе
28.Техника безопасности пи отборе проб.
22
МЕТОДЫ АНАЛИЗА ВОДЫ
Определение прозрачности воды
Прозрачность, или светопропускание, воды обусловлена её цветом и
мутностью, т.е. содержанием в ней различных окрашенных и взвешенных
органических и минеральных веществ. Воды в зависимости от степени
прозрачности условно подразделяют на прозрачную, слабоопалесцирующую,
опалесцирующую, слегка мутную, сильно мутную. Мерой прозрачности служит
высота столба воды, при которой можно наблюдать опускаемую в водоём белую
пластинку определённых размеров или различать на белой бумаге шрифт также
определённого размера и типа. Результаты указывают в сантиметрах, отмечая
при этом способ измерения.
Отбор, предварительная обработка, хранение проб. Прозрачность воды
определяют в нефильтрованной пробе. Перед отмериванием воды для
определения бутылку следует взболтать и тотчас же отобрать необходимый
объём воды сухим цилиндром. В случае если вода взмучена выпавшей при
состоянии гидроокисью железа или вообще содержит большое количество
взвесей, её следует брать после отстаивания в течение 1 мин.
Ход определения
Измерение стандартной доской. Измерение прозрачности с помощью
доски выполняют на месте отбора пробы. Для этой цели применяется белая
квадратная пластинка размерами 20х20 см. или круглая диаметром 20 см.
Измерение производят при рассеянном дневном свете (с теневой стороны лодки
или судна). Пластинку опускают на тросе с отметками, указывающими его
длину, до глубины, при которой она перестанет быть видимой. Записав значения
этой глубины, при которой она вновь становится видимой. Эту операцию
повторяют 3-4 раза. Окончательным результатом измерения считают среднее
значение из получаемых данных.
23
Измерение при помощи шрифта. Измерение прозрачности с помощью
шрифта проводят в лабораторных условиях. Для измерения используют
стеклянный цилиндр с дном из химически стойкого оптического стекла.
Цилиндр должен иметь градуировку в единицах длины
(в см. или мм.). В качестве стандартного шрифта используется шрифт ГОСТа
3551-46. Исследуемая проба воды рассматривается при рассеянном дневном
свете, измерения повторяют несколько раз и за окончательный результат
принимают среднее значение единичных измерений.
Аппаратура:
1. Стеклянный цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см. и высотой около
50 см.
2. Шрифт с высотой букв 3,5 мм.
Определение запаха воды
Источники.
Запах
воды
вызывают
летучие
пахучие
вещества,
поступающие в нее в результате процессов жизнедеятельности водных
организмов при биохимическом разложении компонентов, содержащихся в
водоеме,
а
также
со
сточными
водами
предприятий
химической,
металлургической, нефтеперерабатывающий, пищевой и других отраслей
промышленности и при обработке воды.
Главными группами, обуславливающими запах воды, являются основные
(амины), нейтральные (углеводороды типа стерина, тетрамина, индана, их азоти
серосодержащие
производные,
эфиры,
карбонильные
соединения,
алифатические и ароматические спирты) соединения, часть из которых
продуцируется водорослями и аминомицетами, слабые (фенолы) и сильные
органические кислоты (главным образом производные масляной кислоты).
Оценка запаха. Вид, интенсивность и устойчивость запаха могут быть
различны и зависят от ряда факторов, таких, как состав обусловливающих его
веществ, гидрологические условия, температура, рН, степень загрязнения
водоема, биологическая обстановка и др. Основные виды запаха приведены в
24
таблице 3.
Обычно при суммировании пахнущих компонентов запах
усиливается.
Для определении интенсивности запаха обычно пользуются системой
баллов, представленной в таблице 4. Минимально определяемое ощущение
запаха называется пороговой концентрацией.
Свойства,
цели
наблюдения.
Пороговая
концентрация
веществ,
вызывающая запах, колеблется в широких пределах (от 0,005 до 0,5 мг/л,
составляя в среднем 0,01-0,1 мг. л) Многие из этих веществ обладают сильными
токсическими свойствами.
Наличие запаха в воде в значительной мере ухудшает органолептические
свойства, делая её не пригодной для питьевого водоснабжения.
Для снижении интенсивности запаха часто используют обработку воды
активированным углем или путем аэрации.
Исследование запаха при проведения контроля качества промышленных
необработанных и прошедших очистку вод и как один из способов
идентификации источника загрязнения и установления состава сложных смесей
веществ.
Методы определения. Для определения запаха предложено большее
количество методов, основанных на его органолептическом определении,
исследовании
состава
веществ,
обуславливающих
запах,
химическими
методами, в первую очередь методами газовой, колоночной, тонкослойной
хроматографии и масс- спектрометрией. Для извлечения пахнущих веществ
используют дистилляцию, вымораживание, адсорбцию углем, экстракцию.
Отбор, предварительная обработка, хранение проб. Определение запаха
производят вскоре после отбора пробы. Пробы воды не фильтруют и не
консервируют.
Мешающие влияния. На результаты органолептического определения
запаха оказывают влияние состояние лаборатории, температура и субъективные
особенности аналитика. Поэтому определение запаха необходимо проводить в
комнате, в которую не проникает никакие запахи. Обязательно следует
25
указывать температуру окружающего воздуха. Аналитик должен иметь
определенный опыт, не должен курить или принимать острую пищу перед
исследованием. Для исключения субъективной
ошибки целесообразно
сотрудничество нескольких лиц.
Если в пробе присутствуют следы свободного хлора в результате
предварительной обработки воды, его следует устранить несколькими каплями
10%-ного водного раствора тиосульфата натрия.
Ход определения.
Для определения используют 250мл пробы, помещенной в коническую
колбу при 200С, которую закрывают пробкой. Содержимое несколько раз
тщательно взбалтывают. Затем колбу открывают и тотчас же органолептически
определяют характер запаха и его интенсивность.
В другую колбу вносят 250мл пробы, и горлышко колбы закрывают
часовым стеклом. Колбу подогревают на бане примерно до 600С, перемешивают
содержимое
осторожным встряхиванием,
открывают колбу и
тотчас
органолептически устанавливают характер и интенсивность запаха.
Записывают данные интенсивности и характера запаха
указывают температуру.
Аппаратура:
1. Водяная баня - 1шт.
2. Термометр
- 1шт.
Посуда:
1. Колбы конические - 6шт.
2. Часовое стекло
- 3шт.
26
словесно,
Таблица 4
Виды запаха
Сокраще Классификация
ние
запаха
Примеры
или
возможные источники
происхождения запаха
А
Ароматный или пряный
Ае
В
Bg
Bn
Bs
Bv
С
Огуречный
Бальзамический
цветочный
Гераневый
Настурциевый
Сладковатый
Фиалковый
Химический
Со
Ch
Хлорный
Углеродный
Cm
Cs
D
Лекарственный
Сернистый
Неприятный или сильно
выраженный неприятный
Рыбный
Uroglenopis
and
Dinobryon
Навозный
Anabaena
Гнилостный
Застоявшиеся
сточные
воды
Землистый
Сырая земля
Торфяной
Торф
Травянистый
Лежалая трава
Затхлый
Преющая солома
Плесневый
Сырой подвал
Овощной
Корни овощей
Df
Dp
Dз
Е
G
М
Mm
V
Камфара,
гвоздика,
лаванда, лимон
Synura
или Герань, ирис, ваниль
Asterionella
Aphanizomaenon
Coelosphaerium
Mallomonas
Промышленные сточные
воды или химическая
обработка
Свободный хлор
Стоки
нефтеочистительных
заводов
Фенол и йодоформ
Сероводород
Примечание: Привкус следует считать разновидностью запаха.
27
Таблица 5
Определение интенсивности запаха
Интенсивность
запаха.
балл.
0
Никакого запаха
I
Очень слабый
II
Слабый
III
Заметный
IV
Отчетливый
V
Очень сильный
Характеристика
Появление запаха
Отсутствие ощутимого
запаха
Запах, не замечаемый
потребителем, но
обнаруживаемый
специалистом
Запах, обнаруживаемый
потребителем, если обратить
внимание на это
Запах, легко
обнаруживаемый; может
быть причиной того, что вода
неприятна для питья
Запах, обращающий на себя
внимание; может заставить
воздержаться от питья
Запах, настолько сильный,
что делает воду не
пригодной для питья
Определение взвешенных веществ
(механических примесей) в сточной воде
Определение механических примесей в сточных водах основано на
фильтрации определяемого объема через беззольный бумажный фильтр и на
определении массы отфильтрованных механических примесей.
Ход определения.
Беззольный фильтр помещают в стеклянный бюкс и высушивают с
открытой крышкой в сушильном шкафу в течение 1 часа при температуре 105 о
С. Затем бюкс закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе 30 минут и
28
взвешивают на аналитических весах. Доводят бюкс с фильтром до постоянной
массы.
Анализируемую пробу тщательно перемешивают и отбирают от 40 до 100
мл сточной воды (в один прием) в зависимости от содержания механических
примесей. Отобранную пробу фильтруют через подготовленный фильтр «белая
лента».
Затем фильтр промывают горячей дистиллированной водой (50оС) для
удаления солей на фильтре. Небольшими порциями несколько раз промывают
осадок спиртобензольной смесью (1:1, смешивают равные объёмы этилового
спирта (96%) и бензола), подогретой до 50оС для полного удаления следов
нефтепродукта.
Промытый фильтр помещают в тот же бюкс, в котором взвешивали его до
фильтрования, и высушивают в термостате при температуре 105оС
до
постоянной массы.
Результат вычисляют по формуле:
X = (m2 – m1) * 1000 * 1000 / V
мг / л , где
m1 – масса бюкса с фильтром, г.
m2 – масса бюкса с фильтром и осадком, г.
V – объем воды, взятой для анализа, мл.
Определение сухого и прокаленного остатка в воде
Сухим остатком
называют высушенный при t = 105оС остаток,
получающийся при отпаривании досуха профильтрованной сточной воды.
Сухой остаток характеризует содержание в воде минеральных, также
нелетучих с водяным паром и не разлагающихся при данной температуре
органических соединений.
Прокаленный остаток получается в результате прокаливания сухого
остатка при температуре 600оС в муфельной печи и характеризует
минеральный состав сточной воды.
29
Ход определения
Анализируемую воду фильтруют через фильтр «белая лента».
Количество пробы берут в зависимости от содержания солей в воде (50 –
100мл).
Пробу наливают в фарфоровую выпарительную чашку, доведенную до
постоянной массы.
Ставят выпарительную чашку на кипящую водяную баню.
По мере выпаривания в чашку доливают воду.
После выпаривания чашку досушивают при температуре 110оС до
постоянной массы.
Вычисление проводят по формуле:
х = (a - в) ) * 1000 * 1000 / V мг / л,
где а – масса чашки с сухим остатком, г
в – масса пустой чашки, г
V – объем сточной воды, взятой на анализ, мл.
Для определение прокаленного остатка чашку с сухим остатком
помещают в муфельную печь с температурой 600оС и прокаливают в течении
часа. Затем чашку с остатком охлаждают в эксикаторе (30минут) и
взвешивают на аналитических весах.
Вычисление проводят по формуле:
х = (a - в) * 1000 * 1000 / V мг / л,
где
а – масса чашки с сухим остатком, г
в – масса пустой чашки, г
V – объем пробы, мл
Определение окисляемости воды
Окисляемость воды показывает наличие в воде органических и легко
окисляющихся
неорганических
веществ,
окислителями.
30
способных
реагировать
с
Большая
часть
органических
веществ
сточной
воды
обладает
способностью разлагаться и создавать при этом питательную среду для
различных организмов, многие из которых вредны для здоровья человека.
По количеству израсходованного кислорода оценивается количество
окисляемых веществ, содержащихся в сточной воде.
Исследуемую воду обрабатывают перманганатом калия в присутствии серной
кислоты.
Выделивший кислород
вещества. С целью
учета
окисляет органические и неорганические
вошедшего
в реакцию кислорода избыток
перманганата калия восстанавливается щавелевой кислотой:
2KMnO4 + 3H2 SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O + 5O
2KMnO4 + 5H2 SO4 = 10CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8 H2O
Окисляемость выражается в миллиграммах израсходованного кислорода на
1 литр испытуемой воды.
Реактивы: H2 SO4 , 25%
H2C2O4 ,
0,01 N p-p
KMnO4 ,
0,01 N p-p
Ход определения
В коническую колбу
наливают 1 - 20 мл исследуемой воды, доводят
объем до 100 мл дистиллированной водой и приливают 5 мл H2 SO4
Раствор на плитке доводят до кипения, добавляют из бюретки 10 мл
KMnO4
и кипятят 10 минут после появления первого пузырька пара. После
кипячения жидкость должна иметь красную окраску, что гарантирует
необходимый избыток окислителя.
Если окраска исчезла, следует повторить определение, взяв для анализа
меньший объем исследуемой воды.
К горячей жидкости приливают из бюретки 10 мл H2C2O4, при этом
раствор должен обесцветиться.
Избыток щавелевой кислоты оттитровывают перманганатом калия до
появления малинового окрашивания.
31
Определение карбонатной жесткости
Содержащиеся в воде бикарбонаты Са и Mg разлагаются HCI с
выделением углекислого газа по уровню:
Ca(HCO3)2 +2HCI = CaCI2 + 2CO2 +2H2O
Mg(HCO3)2 +2HCI= MgCI2 + 2CO2 +2H2O
Количество,
затраченной
кислоты
будет
эквивалентно
солям,
обуславливающим карбонатную жесткость воды.
Реактивы:
HCI 0,1 N р - р.
м/о 0,1 % - ный р – р.
Методика.
В коническую колбу пипеткой наливают 100мл исследуемой воды,
прибавляют 2-3 капли м/о и титруют 0,1 N р-ром HCI до появления слабо –
розовой окраски. Кипят 3 минуты. Если раствор при кипячении приобретает
желтую окраску, то прибавляют ещё HCI до слабо – розовой окраски и снова
кипятят в течении 2 минут.
Расчет карбонатной жесткости ведется по формуле:
Xккар 
VN
 1000  10V  N
100
V – объем израсходованного 0,1 N р – ра HCI, мл
N – нормальность HCI
100 – объем воды взятой для анализа.
32
Определение общей жёсткости воды
Существует несколько методов определение общей жёсткости (пр:
щелочной комплексонометрический.
Щелочной метод.
Анализируемую воду титруют HCI для перевода бикарбанатов в хлориды.
CaCI2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCI
CaSO4 +Na2Na2CO3 = CaCO3 + 2NaSO4
По количеству из расходованных титрованных растворов NaOH и NaCO3
устанавливается общее содержание в воде солей Ca и Mg. Этот метод прост и
дает возможность определить в довольно жестких водах карбонатную и общую
жесткость.
Метод удобен для периодического контроля воды, т.к. применяемые растворы
достаточно стабильны.
Реактивы:
HCI 0.1N р – р
М/О 0.1% р – р
Щелочная смесь: готовится путем смешивания равных объёмов 0.1 N
p – p NaOH и N p – p Na2CO3.
Методика:
1.К нейтральному раствору полученному после определения карбонатной
жесткости приливают из бюретки 25 мл щелочной массы.
2.Кипятят 5 минут для осаждения всех солей Ca и Mg.
3.Смесь охлаждают и количественно переносят в мерную колбу на 200 мл.
4.Доливают дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.
5.Смесь фильтруют.
6.Пипеткой отбирают 100 мл фильтра и переносят в коническую колбу.
7.Избыток щелочной смеси отитровывают 0.1 N p – p HCI до слабо –
розового окрашивания в присутствие 2 – 3 капель м/о.
33
8.Параллельно проводят контрольный опыт: в коническую колбу
берут 25 мл щелочной смеси добавляют 75 мл дистелярованной воды
и титруют 0.1 N p – p HCI в присутствие 2 – 3 капель м/о до слабо –
розовой окраски.
9.Расчет общей жесткости ведется по формуле:
Жобщ 
(V1  V2  a )  1000  N
100
V1 = объем HCI в контрольном опыте,
V2= объем HCI в рабочем опыте,
a= соотношение между объемами мерной колбы и пипетки,
N=Нормальность HCI
Определение хлоридов в воде
Хлориды определяются путем титрования анализируемой воды нитратом
серебра в присутствии хромата калия как индикатора показывающего окончание
реакции. Ион серебра с ионом хлора даёт белый осадок хлорида, а с
хромовокислым калием осадок хромата серебра. Из образовавшихся осадков
меньшей растворимостью обладает хлорид серебра. По этому, после того, как
весь хлор будет связан образуется хромат серебра. Появление красной окраски
свидетельствует об окончании реакции.
NaCI + AgNO3 = AgCI↓ + NaNO3
белый
осадок
K2CrO4 + 2AgNO3 = AgCrO4↓ + 2KNO3
красный
осадок
34
Титрование может проводиться в нейтральной или слабощелочной среде.
Кислую анализируемую воду нейтрализуют бикарбонатом.
Реактивы:
1. AgNO3 (нитрат серебра) – 0,05N раствор;
2. K2CrO4 (хромат калия) – 5%-ный раствор.
Методика.
1. В коническую колбу отмеряют 100 мл. исследуемой воды и прибавляют 1
мл. 5%-ного раствора K2CrO4 .
2. Титруют, 0,05N раствором AgNO3 при постоянном взбалтывании, до слабо
красного окрашивания.
3. При концентрации хлоридов меньше 7 мг/л определение не даёт точного
результата. В этом случае воду упаривают в три раза и снова титруют,
учитывая при расчете количество выпаренной воды.
4, Расчёт содержания хлора ведётся по формуле:
X 
0,001775  V  1000  1000
где
100
100 – объём пробы;
V – объём AgNO3 израсходованного на титрования;
0,001775 – это количество хлора эквивалентное одному миллилитру точно
0,05N раствору AgNO3.
Определение оксида углерода (IV) в воде
Свободный оксид углерода (IV) содержится в природных водах и часто в
дистиллированной воде. Его можно определить титрованием пробы воды с
применением в качестве индикатора фенолфталеина.
35
Свободный оксид углерода (IV) может титроваться как одноосновная
кислота.
CO2 + OH − ↔ HCO3−
При этом индикатор показывает щелочную реакцию раньше, чем заканчивается
титрование. Это является следствием того, что часть CO2 находится в воде в
свободном состоянии и только менее 1% связано с водой в угольную кислоту.
CO2 + H2O ↔ H2CO3
Угольная кислота реагирует со щелочью, при этом равновесие смещается вправо
и CO2 превращается в H2CO3.
Этот процесс протекает медленно и поэтому при титровании воды
раствором щелочи в присутствии фенолфталеина, цвет раствора становится
розовым в самом начале титрования. Через 0.5 – 1 мин. розовая окраска
исчезнет. Это явление наблюдается при титровании до тех пор пока вся CO2 не
превратится в H2CO3.
Титрование
считается
законченным,
если
индикатор
показывает
щелочную реакцию в течение 5 мин. Во время титрования часть CO2 может
улетучиться, поэтому рекомендуется проводить предварительное титрование.
Определив необходимое количество NaOH, при втором титровании почти всё
это количество добавляют сразу и только потом титруют по каплям до точки
эквивалентности. Так как содержание CO2 в воде обычно не велико, то
применяют 0,01N раствор щелочи. При титровании должен использоваться
свидетель. В качестве свидетеля используется фосфатный буферный раствор.
Реактивы: NaOH – 0,01 N раствор
фенолфталеин 1% раствор и 0,01% раствор
фосфатный буферный раствор 2,5 мл
0,06 М раствор K2HPO4 9,078 г/л
97,5 мл 0,2 м раствора 11,876 г/л
36
Ход определения
В коническую колбу берут 200 мл пробы воды и добавляют 0,2 мл (10
капель) 1% раствора фенолфталеина. Раствор перемешивают.
Во второй колбе готовят свидетель. Для приготовления свидетеля берут
200мл анализируемой воды, 2,5 мл буферного раствора и 0,2 мл 0,01%
раствора фенолфталеина.
Окраску анализируемой пробы сравнивают с окраской свидетеля. При
этом возможно два случая:
- проба воды не окрашивается вовсе или окрашивается слабее
свидетеля – это указывает на присутствие в ней свободного СО2.
-проба окрашивается сильнее, чем свидетель – это говорит об
отсутствии свободного СО2
При наличии свободного СО2 пробу воды титруют 0,01 N NaOH. Число
мг/экв NaOH необходимое для титрования равно числу мг/экв свободного СО2 в
200мл пробы.
Содержание СО2 рассчитывается по формуле:
х СО2 = 44 ∙ V ∙ N ∙ 100
Определение в воде углеводородов нефти
В сточных водах углеводороды нефти могут находиться в очень малых
количествах в растворенном виде и на поверхности воды в виде эмульсии.
Качественный метод определения углеводородов нефти.
Содержание нефти легко обнаружить при рассматривании поверхности воды,
которая при наличии углеводородов нефти окрашена в цвета радуги и имеет
запах. Запах легко обнаруживается, когда в одном литре воды содержится 0,2мл
нефти.
Количественный метод определения углеводородов нефти.
Сущность: углеводороды экстрагируются легким бензином или серным эфиром
в делительной воронке. Эфирные вытяжки собираются в стаканчик. После
37
испарения эфира или легкого бензина по привесу стаканчика находят
содержание углеводородов в мг/л воды.
Реактивы: хлористый натрий сухой, безводный, насыщенный раствор
серная кислота H2SO4 ρ = 1,84 г /см3
серный эфир или легкий бензин с температурой кипения 700С.
Ход определения
1700-1000мл. анализируемой сточной воды помещают в делительную
воронку, прибавляют сухой хлористый натрий до насыщения раствора и 5мл
серной
кислоты.
Хлористый
натрий
добавляют,
чтобы
предупредить
образование эмульсии, а серную кислоту для разложения солей нафтеновых
кислот.
В воронку наливают 25мл легкого бензина, перемешивают 10 минут.
Дают смеси отстоятся на два слоя, нижний слой (водный) выливают в
стакан. Верхний бензиновый слой, выливают во вторую воронку меньшей
ёмкостью.
Экстракцию повторяют 4 раза и соединяют все бензиновые вытяжки.
Собранные бензиновые вытяжки промывают в этой же делительной
воронке от 3 до 10 раз десятью-двадцатью мл насыщенного раствора поваренной
соли
Промытый бензиновый раствор выливают в стакан, насыпают туда 5-10
граммов безводного сульфата натрия и высушивают.
Через несколько часов раствор фильтруют через бумажный фильтр (его
смачивают легким бензином помещают в стеклянный стаканчик, тарированный
на аналитических весах).
Остаток сульфата натрия отмывают в 15мл лёгкого бензина и фильтруют
через тот же фильтр. Фильтрат присоединяют к основному раствору в
стаканчике.
38
Стаканчик с раствором устанавливают на водяной бане для отпарки
лёгкого бензина. По исчезновению запаха стаканчик помещают на 5 минут в
сушильный шкаф при температуре 1050С, для окончательного удаления бензина.
Сухой и охлажденный стаканчик взвешивают на аналитических весах.
Расчет содержания углеводородов
нефти в мг/л производится по
формуле:
X 
g  1000  1000
V
где
V – объем пробы, мл
g – масса углеводородов, мг
Определение общего содержания сернистых
соединений в воде
В сточных водах нефтехимической производственности встречаются
наиболее часто следующие соединения: H2S, NaHS, Na2SO3, NaSO4, H2SO4,
сульфаты, сульфиды. Для
определения
общего
содержания
сернистых
соединений используется окисляемая способность Br в щелочной среде.
Br в щелочном растворе на холоду образует соль бромноватистой калий,
которая при нагревании превращается в соль бромноватой. Эти соли при
нагревании распадаются с выделением О. Образовавшийся О окисляет
сернистые соединения до сульфатной серы, которая в кислой среде осаждается
хлористым Ва. Количества BaSO4 определяется весовым методом и результаты
анализа выражают в мг/s на 1л сточной воды.
Br2 + 2NaOH → NaBr +NaBrO + H2O
3NaBrO3 → 2NaBr + NaBrO3
2NaBrO3 → 2NaBr + O
Na2SO4 + BaCI2 → BaCI2 → BaSO4 + NaCI
39
Реактивы:
Br, H2O, NaOH,
50% p – p HCI p = 1,19 г/см3
BaCI 10% p – p
AgNO3 1% р – р
лакмусовая бумага.
Ход определения:
1. В коническую колбу наливают 10 – 20мл исследуемой воды и добавляют 1
мл 50% р – ра NaOH.
2. Устанавливают колбу на кипящей водяной бане и постепенно наливают
бромную воду до тех пор, пока не окрасится в слабо желтый цвет от
избытка бромной воды.
3. Нагревают 30 минут. Окраска должна исчезнуть. Если окраска исчезла
приливают ещё бромовой воды и вновь нагревают 5 – 10 минут.
4. Добавляют 50 мл дист. Воды нейтральной HCI и приливают ещё 1 мл HCI.
5. Нагревают до удаления Br, если выпадает осадок его отфильтровывают.
40
Итоговый тест для контроля знаний
1. По содержанию растворенных солей самой чистой является:
а) подземная вода;
б) дождевая вода.
в) поверхностная вода;
2. Сколько существует обитателей водоёмов, которые служат
индикаторами качества воды?
а) 900;
б) 800;
в) 700.
3.Самое опасное загрязнение природных водоёмов исходит от:
а) сельского хозяйства;
б) транспорта;
в)промышленных стоков.
4.Сколько в настоящий момент утверждено ПДК в воде?
а) 500;
б) 400;
в) 600.
5. Отстаивание нефтепродукта на поверхности это очищение с
помощью:
а) флотационных установок;
б) специальных химических методов;
в) канализационно _ловушечных устройств.
6.Очистка с помощью активного ила, это:
а) биологическая очистка;
б) очистка с помощью сорбентов;
в) специальная химическая очистка.
7.Техническая вода это:
а) отработанная вода;
б) вода с технологических установок;
в) вода, применяемая в промышленности.
8.Питьевая вода должна обладать прозрачностью в слое:
а) 15 см;
б) 20 см;
в) 25 см.
9.Техническая вода:
а) используется для приготовления растворов;
б) используется для приготовления растворов, но чаще её предварительно
перегоняют;
в) не используется никогда для приготовления растворов.
10. Для правильного оценки качества воды требуется:
а) удовлетворительный некоторого минимума проб этого водоёма;
б) удовлетворительный некоторого минимума проб из этого водоёма и их
репрезентативность;
41
в) удовлетворительный некоторого минимума проб из этого водоёма и их
репрезентативность, удовлетворительная обработка, транспортировка и
хранение проб.
11. Для питания паровых котлов вода должна:
а) содержать как можно меньше растворенного кислорода и углекислого газа;
б) быть прозрачной и без запаха;
в) быть безопасной по бактериальному составу.
12. Каких ядовитых веществ вообще не должна содержать вода:
а) свинец;
б) барий;
в) хлор.
13. Медицинский анализ определения степени воды:
а) по видовому разнообразию биоорганизмов;
б) бактериологический анализ воды;
в) биохимическая потребность в кислороде.
14. Сколько воды требуется для тонны нефтепродуктов:
а) несколько тонн;
б) несколько центнеров;
в) несколько килограмм.
15. В строительной промышленности используют:
а) воду техническую;
б) воду отработанную;
в) воду с технологических установок.
16. Соединения Si, Al, Fe и др., =1-100 нм, это:
а) нерастворимые частицы
б) истиннорастворённые вещества
в) коллоидно-растворённые вещества
17 С помощью флотации из воды удоляют:
а) примеси
б) запах
в) растворённые газы
18. Из колодцев и скважен проточную воду:
а) откачивают 15 мин., потом отбирают
б) отбирают сразу
в) первая проба воды отбрасывается
19.При отборе проб шлюпка не должна отходить от берега
а) более чем на 2 км.
б) более чем на 3 км.
в) расстояние не ограничено.
20.Глубина, с которой производится отбор пробы для анализа первого дня,
не должна превышать:
а) 0,2- 0,5 м.
б) 0,6-0,9 м.
в) 1м.
42
ЛИТЕРАТУРА
Годовская К.И. Технический анализ. М.: Высшая школа, 1999.
Иванова З.И., Савостин A.M. Технический анализ. -М.: Металлургия, 1 981
Действующие ГОСТы.
Белянин Б. В. Технический анализ нефтепродуктов и газа. Л.:Химия,1984.
Степин Б.Д. Применение международной системы единиц физических
величин в химии. Практическое пособие. M.: Высшая школа, 1990.
Чарнков А.К. Математическая обработка результатов химического
анализа. -Л.: Химия, 1984.
Лурье
Ю.Ю.
справочник
по
аналитической
химии,
5-е
изд.,
переработанное и дополненное. -М.: Химия, 1979.
Справочник химика-аналитика. -М.: Металлургия, 1976.
Указатель ГОСТов РФ на данный год.
Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. - М.:
Химия, 1984.
43