МІНІСТЕРСТВО ЖИТЛОВО-КОМУНАЛЬНОГО ГОСПОДАРСТВА РРФСР

Ордени Трудового Червоного Прапора
Академія комунального господарства ім. К.Д. Памфілова

РЕКОМЕНДАЦІЇ
ЗА ВДОСКОНАЛЕННЯМ МЕТОДІВ КОНТРОЛЮ
ЯКОСТІ ПРИРОДНИХ І СТІЧНИХ ВОД
З ВИКОРИСТАННЯМ МЕМБРАН «ВОЛОДИПОР»
ТИПУ МФА-МА

Відділ науково-технічної інформації АКХ

Москва 1990

Викладено рекомендації щодо застосування фільтруючих мембран «Владипор» типу МФА-МА при визначенні кольоровості, каламутності, сухого залишку, розчинених та завислих речовин, вмісту гідробіонтів, залізобактерій та вірусів у воді.

Рекомендації розроблені НДІ комунального водопостачання та очищення води АКХ ім. К.Д. Памфілова (канд. мед. наук Н.А. Русанова, кандидати хім. наук І.В. Серякова та О.Я. Антонова) та призначені для лабораторій ПУВКГ та СЕС.

Розробка та організація промислового виробництва фільтруючих мембран «Владипор» марок МФА-МА № 1-10 та фільтрувальних апаратів для мікробіологічного аналізу води відкрили перспективу широкого використання в країні прогресивного методу мембранних фільтрів.

В останні роки НДІ комунального водопостачання та очищення води розроблено «Рекомендації щодо застосування фільтруючих мембран «Владипор» марки МФА-МА для санітарно-бактеріологічного аналізу води», які увійшли до Зміни № 1 до ГОСТ 18963-73 «Вода питна. Методи санітарно-бактеріологічного аналізу. Крім того, НДІ КВЗ спільно з трестом Росводоканалналадка та I Московським медичним інститутом ім. І.М. Сєченова розроблено «Рекомендації щодо вдосконалення методу санітарно-бактеріологічного контролю якості стічних вод».

Проте санітарно-бактеріологічним аналізом не вичерпуються можливості використання мембранного методу щодо якості води. Метод придатний для вивчення несанітарно-показових бактерій на етапах проведення фізико-хімічного, органолептичного, гідробіологічного та вірусологічного аналізів якості води.

На підставі робіт, що проводилися в інституті протягом 1985 – 1987 рр., розроблено рекомендації щодо застосування мембран «Владипор» типу МФА-МА при визначенні кольоровості, каламутності, які увійшли до Зміни № 1 до ГОСТ 3351-74 «Вода питна. Методи визначення смаку, запаху, кольоровості та каламутності»; розроблено також рекомендації щодо застосування зазначених мембран щодо сухого залишку, розчинених і зважених речовин, вмісту гідробіонтів, залізобактерій і вірусів у воді.

В апробації рекомендацій брали участь лабораторії Північної та Західної водопровідних станцій Москви, центральна лабораторія ПУВКГ м. Ярославля, лабораторія станції очищення стічних вод м. Ходорова та лабораторія станції фізико-хімічної очистки стічних вод м. Радвілішкіса.

ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

1. Мембрани "Владипор" марок МФА-МА № 1-10 випускає Казанське ВО "Тасма" ім. В.В. Куйбишева (ТУ 6-05-1903-81).

Для дослідження якості вод використовують мембрани з діаметром диска 35± 2мм.

2. Фільтрувальний пристрій, який монтується мембрана, обирається з урахуванням мети фільтрування. Якщо досліджують завись, що виділяється з проби води, найбільш зручно використовувати фільтрувальний апарат для мікробіологічних аналізів води (індекс АФ), що випускається заводами Мінжитлокомгоспу РРФСР. Можуть бути використані аналогічні апарати, наявні в лабораторіях водопровідних станцій, а також фільтрувальні системи, змонтовані з колби Бунзена, воронки Зейтца (або іншої придатної вирви), водоструминного (або іншого розрідження, що створює) насоса. Якщо дослідженню підлягає фільтрат, фільтрувальний пристрій повинен мати ємність для його збирання. Може бути використана згадана система із колбою Бунзена. Так само, як лійку Зейтца, з нею можна змонтувати фільтрувальну секцію, вилучену із загального колектора фільтрувального апарату для мікробіологічних аналізів води (отвір, де вона кріпилася в апараті, слід закрити гумовою пробкою).

3. Мембрани готують до роботи кип'ятінням наступним чином: на дно судини, в якій виробляють кип'ятіння (хімічна склянка, емальована каструля тощо), поміщають сторож для молока або нержавіючу сітку для обмеження бурхливого кипіння. Дистильовану воду заливають у цю посудинуу невеликому обсязі, що обмежує вільне обертання в ній фільтруючих мембран, але достатньому для того, щоб фільтруючі мембрани виявилися при зануренні вкритими водою. Температуру дистильованої води доводять у посудині до 80 - 90 ° С і зменшують нагрівання. Після цього на поверхню води по одній поміщають мембрани, що фільтрують, візуально перевірені на відсутність тріщин, отворів, бульбашок і т.д. Воду з поміщеними до неї мембранами повільно доводять до кипіння і кип'ятять на слабкому вогні протягом 10 - 15 хв. Потім цю воду зливають і замінюють невеликою кількістю (щоб покрити мембрани, що фільтрують) дистильованої води. Після цього мембрани, що фільтрують, готові до вживання. Повторного кип'ятіння мембран, що фільтрують, не потрібно.

Якщо робота не потребує стерильності, тривалість кип'ятіння може бути скорочена до 3-5 хв. При цьому відбувається менша усадка фільтрів, дещо менш виражена їхня овальність. При використанні мембран у кустарних, саморобних фільтрувальних апаратах, виготовлених на кшталт Рублевського, це може мати позитивне значення.

ВИЗНАЧЕННЯ КОЛІРНОСТІ

Кольоровість води визначають фотометрично шляхом порівняння проб випробуваної рідини з розчинами, що імітують колір природної води.

Одним з етапів аналізу є фільтрування досліджуваної води та контрольної дистильованої води через мембранний фільтр. Використовують прокип'ячені мембрани, що фільтрують, «Владипор» марок МФА-МА № 5, 6, 7 і 8 (будь-який із названих номерів) з фільтрувальними пристроями, в яких можливий збір фільтрату.

Інші етапи підготовки до аналізу та визначення кольоровості проводять відповідно до ГОСТ 3351-74 «Методи визначення смаку, запаху, кольоровості та легкості» (п. ).

ВИЗНАЧЕННЯ МУТНОСТІ

Мутність води визначають фотометрично шляхом порівняння проб досліджуваної води зі стандартними суспензіями.

Одним з етапів аналізу є фільтрування випробуваної води з метою отримання фільтрату, який використовується як контрольна рідина при визначенні оптичної щільності досліджуваної проби води.

Застосовують прокип'ячені фільтруючі мембрани "Владипор" марок МФА-МА № 5, 6, 7 і 8 (будь-який із названих номерів) з фільтрувальними пристроями, в яких можливий збір фільтрату.

Інші етапи підготовки до аналізу та визначення каламутності здійснюють відповідно до ГОСТ 3351-74 «Методи визначення, смаку, запаху, кольоровості та каламутності» (п. 5).

ВИЗНАЧЕННЯ Зважених речовин

Зважені речовини є нерозчинними у воді забруднення. Їх визначають гравіметрично після затримки на фільтрі.

Вибір методу затримки завислих речовин залежить від їхнього характеру. Метод з використанням мембранних фільтрів застосовують за наявності у стічній або природній воді тонкодисперсної суспензії, яка не затримується беззольними фільтратами, і у випадках, коли кількість завислих речовин у воді нижче 10 мг/л. Цей метод гарантує затримку завислих речовин, частинки яких мають розмір 1 мкм та вище.

Протипоказанням до застосування методу мембранних фільтрів для визначення завислих речовин є наявність у досліджуваній стічній і рідше природній воді гігроскопічних завислих речовин, затримка яких на мембранних фільтрах перешкоджає необхідному в процесі аналізу доведенню мембран до постійної маси при висушуванні.

Застосовують прокип'ячені мембрани "Владипор" марки МФА-МА № 9, 10. Надлишок вологи з мембран після кип'ятіння видаляють, промокаючи їх про фільтрувальний папір. Мембрани перекладають пронумеровані бюкси і сушать до постійної маси при 105± 2 ° С протягом 30 - 45 хв. Пронумеровану кришку від бюкса при висушуванні розміщують поруч із бюксом. Через 45 хв бюкс закривають відповідною кришкою, переносять на 20 - 30 хв для охолодження в ексикатор і зважують.

Пробу аналізують не пізніше ніж через 1 добу без консервації. Ретельно перемішану досліджувану воду переносять кілька прийомів в мірну ємність.

При вмісті завислих речовин 5 - 10 мг/дм 3 об'єм проби, що фільтрується 0,2 - 0,4 дм 3 ; якщо зважені речовини перебувають у межах 10 - 50 мг/дм 3 обсяг проби 0,2 - 0,5 дм 3 . Похибка такого визначення перебуває у допустимих прадідах: не перевищує 20 % (при р = 0,095). Коли концентрація завислих речовин більше 50 мг/дм 3 об'єм проби 0,05 дм 3 . У цьому похибка визначення ще менше: 5 - 10 %.

Перед початком фільтрування висушений фільтр змочують у дистильованій воді та закладають у фільтрувальний пристрій. Фільтрують при розрідженні вимірюваний об'єм води. Прискорити процес при необхідності можна шляхом фільтрування проби через кілька послідовно змінюваних мембран, можна пробу з циліндра заливати без додаткового перемішування у фільтрувальну лійку невеликими порціями. Останню порцію добре збовтують, після чого фільтрують. Циліндр і стінки вирви кілька разів обполіскують невеликими обсягами дистильованої води; отриману завись фільтрують.

Після закінчення фільтрування мембранний фільтр з осадом висушують у відкритому бюксі протягом 45 - 60 хв, охолоджують,закривши бюкс кришкою, в ексикаторі зважують. Після цього проводять повторне висушування протягом 15 - 20 хв та повторне зважування після охолодження. Висушування до постійної маси вважається досягнутим, якщо різниця між масами при зважуванні після першого та після повторного висушування (як фільтрів без осаду, так і фільтрів з осадом) не перевищує 0,0002 г.

Розрахунок роблять за формулою

де X - вміст завислих речовин, мг/дм 3 ;

m 1 - маса бюкса з фільтром та осадом, мг;

m 2 - Маса бюкса з чистим фільтром, мг;

V - Об'єм аналізованої проби, см 3 .

приклад . Профільтрована проба 500 см3 води. Маса бюкса з фільтром та суспензією 21065,8 мг, маса бюкса з чистим фільтром 21054,4 мг. Вміст завислих речовин

мг/дм 3 .

ВИЗНАЧЕННЯ СУХОГО ЗАЛИШКУ, РОЗЧИНЕНИХ РЕЧОВИН

Термін "Сухий залишок" застосовується при дослідженні природних (ГОСТ 17.1.3.03-77 "Правила вибору та оцінка якості джерел централізованого господарсько-питного водопостачання") та питних вод (ГОСТ 18164-72 "Вода питна. Метод визначення вмісту сухого залишку"). Термін "Розчинені речовини" використовується при дослідженні стічних вод ("Методика технологічного контролю роботи очисних споруд міської каналізації". - М.: Будвидав, 1977). Цими термінами позначають той самий узагальнений показник якості вод, визначальний вміст нелетких розчинених і колоїдних домішок неорганічного та органічного характеру. Це залишок, що виходить при випаровуванні насухо профільтрованої досліджуваної води, висушений при температурі 103 °С, що досліджується гравіметрично.

Першим етапом аналізу є фільтрування досліджуваної проби води, яке проводиться через паперовий або мембранний фільтр для звільнення проби від зважених домішок. Застосування мембранного фільтрування незамінне, якщо у воді присутня тонкодисперсна завись.

Використовують прокип'ячені мембрани, що фільтрують, «Владипор» марок МФА-МА № 9, 10 з фільтрувальними пристроями, в яких можливий збір фільтрату. Об'єм досліджуваної проби питної води не менше 300 см 3 , очищеної міської стічної рідини - не менше 100 см 3 . Проби не консервують, досліджують відразу чи пізніше як за добу.

Отримуваний фільтрат повинен бути візуально прозорий. Його випарюють, висушують та досліджують гравіметрично відповідно до чинних правил (ГОСТ 18164-72 «Вода питна. Метод визначення вмісту сухого залишку», «Методика технологічного контролю роботи очисних споруд міської каналізації»).

ГІДРОБІОЛОГІЧНИЙ АНАЛІЗ

При аналізі води, опадів із споруд та завантаження фільтрів на вміст клітин водоростей (фітопланктону, фітобентосу, фітоперифітону), дрібних форм зооорганізмів (інфузорії, коловратки і т.д.) у більшості випадків потрібне попереднє концентрування організмів.

Використовують підготовлені кип'ятінням фільтруючі мембрани "Владипор" марок МФА-МА № 9, 10.

Обсяг проб, що фільтруються, диктується завданнями дослідження.

У період цвітіння води фільтрування проб слід проводити, не заливаючи весь досліджуваний обсяг у фільтрувальну лійку, а пропорційно (по 50 - 100 мл), зливаючи в першу чергу верхню частину проби, що відстоялася. Останні 1 - 2 порції фільтрують, попередньо добре збовтавши. Місткість споліскують 10 мл води, яку також фільтрують. Якщо фільтрування через один фільтр у процесі роботи уповільнюється, наступну порцію проби можна фільтрувати через новий фільтр. Змив затриманих гідробіонтів виробляють необхідний дослідження обсяг води з усіх фільтрів, використаних для фільтрування даної проби.

В отриманому концентраті досліджується за допомогою мікроскопії якісний та кількісний склад гідробіонтів.

ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛІЗОБАКТЕРІЙ

Пряма мікроскопія залізобактерій, сконцентрованих на мембрані, що фільтрує, є одним з найбільш простих і оперативних методів оцінки якісного складу і концентрації залізобактерій в природних і питних водах, у відкладеннях і обростаннях систем водопостачання.

Використовують прокип'ячені мембрани, що фільтрують, «Владипор» марок МФА-МА № 5, 6, 7 і 8.

Обсяг досліджуваної проби залежить від концентрації в ній залізобактерій та іншої суспензії (1 - 1000 см 3).

Закінчивши фільтрування, мембрани підсушують, написують. За необхідності проводять забарвлення затриманих залізобактерій. Мембрани повністю або окремим сегментом монтують на предметному склі.

Для просвітлення мембран застосовують вазелінове масло. Після цього проводять мікроскопію залізобактерій.

ВІРУСОЛОГІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ

У вірусологічних дослідженнях питної, природної, стічної води, які проводяться на культурах клітин, обов'язковою умовою є усунення (обмеження) негативного впливу на клітини бактерій, що містяться в тих же пробах води, що і віруси.

Застосовують стерилізовані кип'ятінням фільтруючі мембрани "Владипор" марки МФА-МА № 1 для видалення з проб бактеріальної суспензії.

Об'єм проби, що фільтрується, 5 - 10 см 3 . Обробка проб більшого обсягу скрутна у зв'язку з тривалістю процесу фільтрування через ці мембрани.

Обсімененість бактеріальною флорою може бути суттєво знижена при фільтруванні проб води через стерилізовані кип'ятінням фільтруючі мембрани "Владипор" марок МФА-МА № 2, 3, 4.

Мембрани використовують із фільтрувальними пристроями, в яких можливий збір фільтрату. При цьому фільтрувальна лійка, ємність для збору фільтрату, її пробка повинні бути попередньо простерилізовані.

Застосування мембран не виключає необхідності використання антибіотиків при сівбі проб у культуру клітин.

Стічні води є складною неоднорідною системою, що містить забруднення різного характеру. Речовини представлені в розчинному та нерозчинному, органічному та неорганічному вигляді. Концентрація сполук буває різною, зокрема органічні забруднення в побутових стоках представлені у вигляді білків, вуглеводів, жирів і продуктів біологічної переробки. Крім того, стоки містять досить великі домішки – відходи рослинного походження, такі як папір, ганчірки, волосся та синтетичні речовини. Неорганічні сполуки представлені фосфатними іонами, до складу може входити азот, кальцій, магній, калій, сірка та інші сполуки.

До складу побутових стоків завжди входять біологічні речовини у вигляді цвілевих грибків, яйця, глист, бактерій, вірусів. Саме через присутність забруднюючих речовин стічні води вважаються небезпечними для людини, рослин і тварин в епідеміологічному плані.

Для визначення складу та кількості зважених частинок у водах зливу, необхідно провести безліч аналізів хімічного та санітарно-бактеріологічного типу. Результати покажуть рівень концентрації забруднюючих елементів у воді, а отже, найоптимальніший варіант очищення. Але проведення повного аналізу не завжди можливе, тому простіше скористатися спрощеним варіантом, що дає неповну характеристику води, проте надає відомості про прозорість, наявність зважених частинок, концентрації розчиненого кисню та потреби в ньому.

Аналіз проводиться за такими показниками:

1. Температура. Показник вказує на швидкість утворення осаду із суспензій та інтенсивність процесів біологічного виду, що впливають на оперативність та якість очищення.
2. Кольоровість, фарбування. Побутові стічні води нечасто мають виражене забарвлення, але якщо є подібний фактор, якість стоків дуже погана і вимагає посилення роботи очисних споруд або повної заміни способу очищення.
3. Запахи. Як правило, висока концентрація продуктів розпаду органіки, наявність у стоках фосфатів і азот, калій, сірка, що входить до складу азоту, надають потокам різкого неприємного запаху.
4. Прозорість. Це показник рівня забруднень, що визначається методом шрифту. Для побутових вод стандарт становить 1-5 см, для потоків, що пройшли методи очищення біологічними сполуками – від 15 см.
5. Рівень pH використовується для вимірювання реакції середовища. Допустимі показники 6,5 – 8,5.
6. Осад. Вимірюється саме щільний осад, що визначається фільтратом проби. За стандартами СНиП допускається трохи більше 10г/л.
7. Зважені речовинистановлять у міських водах трохи більше 100-500 сг/л із зольністю до 35%.

Окремо досліджується фосфор та азот, а також усі їх форми. Береться 4 форми азоту: загальний, амонійний, нітритний та нітратний. У стічних водах частіше зустрічається загальний та амонійний тип, нітритний та нітратний лише, якщо застосовувалися методи очищення за допомогою аеротенків та біофільтратів. Встановлення концентрації азоту та її форм – важлива складова аналізу, оскільки азот необхідний харчування бактерій як і фосфор.

Як правило, азот у побутових стічних водах міститься в повному обсязі, а ось фосфатів обмаль, тому найчастіше при нестачі фосфати замінюються вапном (хлористим амонієм).

• Сульфати та хлоридине схильні до змін при очищенні, видалення зважених речовин можливе тільки при повній переробці стоків, проте вміст речовин у малій концентрації не впливає на біохімічні процеси, тому допустимі параметри залишаються в межах 100 мг/л.
• Токсичні елементи– це теж зважені речовини, проте навіть мала концентрація сполук негативно впливає життя і діяльність організмів. Саме тому виважені речовини токсичного типу відносяться до виду особливо забруднюючих та виділені в окрему групу. Сюди відносяться: сульфіди, ртуть, кадмій, свинець та багато інших сполук.
• Синтетичні поверхнево-активні завислі речовини- Одна з найсерйозніших загроз. Вміст елементів у стічних водах негативно відбивається на стані водойм, а також знижує функціональність очисних споруд.

Розрізняється всього 4 групи СПАВ:

1. Аніоноактивні – частку сполук припадає ¾ світового виробництва СПАВ;
2. Неоногенні - займають друге місце за концентрацією у міських стічних водах;
3. Катіоноактивні- Уповільнюють процеси очищення, що відбуваються у відстійниках;
4. Амфотерні – зустрічаються рідко, але значно знижують ефективність видалення відходів із води.

Розчинений кисень міститься в зливних водах не більше 1 мг/л, що дуже мало для нормальної роботи мікроорганізмів, які відповідають за видалення зважених частинок зі стоків. Підтримка життєдіяльності бактерій вимагає від 2 мг/л, тому важливий контроль за вмістом розчиненого кисню в побутових зливних водах, особливо за тими, що скидаються в штучні або природні водоймища - недотримання допустимих стандартів вмісту розчиненого кисню призведе до появи забруднюючих частинок природного балансу. І це вже означає вимирання природних ресурсів.

Що стосується біологічних сполук, що входять до складу вод зливу, процес очищення справляється з ними на 90% і вище. Особливо це стосується яєць гельмінтів, що зустрічаються в потоках у великій різноманітності. Концентрація яєць досягає до 92% від загального складу забруднюючих речовин, тому саме видалення елементів є одним із найважливіших завдань.

Варіанти очищення стічних побутових та промислових вод

Найпрактичнішим і найпопулярнішим вважається спосіб, при якому видалення проводиться біологічним шляхом. Функціонально процес є переробкою активними біологічними компонентами забруднюючих частинок, що потрапили в стічні побутові води. Розрізняється видалення двома варіантами:

1. Анаеробний – процес руйнування речовин без доступу повітря/кисню;
2. Аеробний - руйнування та видалення зважених частинок корисними мікроорганізмами з надходженням кисню.

Крім того, створюються штучно умови для кращої переробки органіки, але іноді колоній бактерій достатньо, щоб очищення стічних потоків відбувалося в природних умовах і важливо лише стежити за надходженням достатньої кількості органіки.

Штучно створювані умови називаються полями фільтрації. Це спеціальні ділянки з піщаним або суглинистим ґрунтом, підготовлені для протікання природного біологічного очищення забруднень у зливних водах за допомогою фільтрації через ґрунтові шари. У такий спосіб досягаються допустимі норми вмісту речовин. Процес протікає за допомогою аеробних та анаеробних бактерій, що містяться в ґрунті, тому видалення забруднюючих частинок вважається більш повним. Однак метод не завжди може усунути фосфати і азот в водах, що очищаються, до того ж вважається незручним через великі площі, сезонне використання і неприємний запах.

Застосування септиків та аераційних біологічних очисних споруд також здатне впоратися з очищенням стоків. Переваги штучних очисних у можливості інтенсифікації процесів очищення, дооснащення обладнанням типу біофільтрів, а також здатність використовувати конструкції протягом усього року. Величезне значення має можливість очищення без запаху. При підтримці сприятливого клімату та надходженні достатньої кількості органіки процес очищення відбувається безперервно, причому проводиться видалення найсерйозніших забруднюючих сполук, концентрація яких перевищена. Але важливо пам'ятати, що загальний склад стоків, що надходять, не повинен містити безліч елементів, таких як:

• хімічні кислоти;
• Бензини та розчинники;
• Біологічно активні речовини;
• Антибіотики;
• З'єднання пральних пральних порошків;
• Абразиви.

При всіх можливостях видалення, очищення в септиках побутового призначення не справляється зі сполуками фосфатів, нітратів і азоту теж не нейтралізує, проте значно знижена концентрація дозволяє накопичувати очищені потоки в резервуарах, звідки брати воду для поливу або технічних потреб.

Завислі речовини, що входять до складу зливних потоків, видаляються за допомогою біологічного способу очищення, тобто за допомогою культивування у водах мікроорганізмів, що руйнують сполуки забруднюючих частинок. Органіка буває як рослинного, і тваринного походження, причому основним компонентом рослинного сміття є вуглець, а тваринного – азот. Саме тому загальний склад корисних бактерій для очищення стічних потоків повинен містити всі види мікроорганізмів для того, щоб успішно впоратися із видаленням забруднень.

Для того, щоб видалити в стічних водах агресивні хімічні сполуки, фосфати, токсичні речовини, що входять до складу промислових стоків, застосовуються централізовані системи очищення, де показано використання сильних реактивів та хімікатів. А для того, щоб упоратися із забрудненнями у побутових водах, звідки береться вода для поливу, миття машини та інших господарських потреб, достатньо якісних септиків.

Мета роботи: визначення кількості завислих речовин у пробах стічних вод.

Виважені тверді речовини, присутні в природних водах, складаються з частинок глини, піску, мулу, суспензованих органічних та неорганічних речовин, планктону, а також різних мікроорганізмів. Концентрація зважених частинок пов'язані з сезонними чинниками і з режимом стоку і від танення снігу, порід, складових русло, і навіть від антропогенних чинників, як-от сільське господарство, гірські розробки тощо.

Зважені речовини впливають на прозорість води та на проникнення в неї світла, на температуру, розчинені компоненти поверхневих вод, адсорбцію токсичних речовин, а також на склад та розподіл відкладень та на швидкість осадоутворення. Вода, в якій багато зважених частинок, не підходить для рекреаційного використання з естетичних міркувань.

Грубодисперсні домішки визначають гравіметричним методом після їх відокремлення шляхом фільтрування через фільтр "синя стрічка" (переважно для проб з прозорістю менше 10 см).

Вибір проб.Об'єм проб води повинен бути не менше 2000 см 3 . Пробу води не консервують. Визначення виконують не пізніше як за добу.

Обладнання та реактиви

Ваги лабораторні; сушильна шафа; ексікатор; фільтри паперові «біла стрічка» та «синя стрічка»; бюкси алюмінієві; вирви скляні; циліндри мірні місткістю 50, 100 см 3; склянки термостійкі; вода дистильована.

Виконання роботи

1. Перед проведенням аналізу пробу води в пляшці енергійно збовтують, потім швидко зливають у мірні циліндри по 50-2000 см 3 залежно від передбачуваного вмісту зважених частинок.

2. Вкладають підготовлений зважений фільтр у скляну лійку та фільтрують через нього відібраний обсяг проби (фільтром «синя стрічка»).

3. Ополіскують мірну ємність кілька разів великими порціями фільтрату, потім переносячи цей фільтрат на фільтр, промивають фільтр 1-2 см 3 дистильованої води для відмивання осаду від фільтрату.

4. Фільтр з осадом переносять у бюкс, висушують протягом 2 годин при 105±2°С. Закривають бюкс кришкою та охолоджують в ексикаторі протягом 30 хв.

5. Зважують бюкс з фільтром та осадом. При необхідності (приріст більше 250 мг) проводять повторне висушування протягом 30 хв. Якщо різниця в масі становить не більше 0,0002 г , Висушування вважають закінченим.

де m 1 – маса бюкса з фільтром та осадом, мг; m 2 – маса бюкса із чистим фільтром, мг; V- Об'єм аналізованої води, см 3 .

Таблиця. Форма запису результатів аналізу кількості завислих речовин

Проба	Місце відбору	Маса бюкса з чистим фільтром, мг	Маса бюкса з фільтром та осадом, мг	Об'єм проби води, см3

6. Зробити висновки за результатами аналізу кількості завислих речовин.

Цей показник якості води визначають шляхом фільтрування певного об'єму води через паперовий фільтр та подальшого висушування осаду на фільтрі у сушильній шафі до постійної маси.

Для аналізу беруть 500-1000 мл води. Фільтр перед роботою зважують. Після фільтрування осад з фільтром висушують до постійної маси при 105°C, охолоджують в ексикаторі та зважують. Ваги повинні мати високу чутливість, краще використовувати аналітичні ваги.

де m 1- Маса паперового фільтра з осадом зважених частинок, г;

m 2- Маса паперового фільтра до досвіду, г;

V- Обсяг води для аналізу, л.

Лабораторна робота №8.

«Підготовка проб ґрунту до аналізу»

Мета роботи: освоїти методику пробопідготовки ґрунту до подальшого аналізу

Більшість аналізів ґрунту проводять із зразків, просушених до повітряно-сухого стану, подрібнених у ступці та просіяних через сито з отворами 1 мм. Тому підготовка ґрунту до аналізу полягає у доведенні зразка до повітряно-сухого стану, відділенні включень та новоутворень (коренів, валунів, журавчиків, залізо-марганцевих конкрецій та ін.), взяття середньої проби, подрібнення зразка та просіювання ґрунту через сито.

Обладнання та матеріали:

1.Порцелянова ступка з маточкою.

2.Грунтове сито з отворами 1 мм.

3.Картонні коробки розміром 20×10×8 та 10×8×5 см з кришками.

4. Листи щільного паперу, совочки, шпателі.

Хід роботи:

Зразок повітряно-сухого ґрунту вагою 0.5-1 кг розсипають у вигляді прямокутника на аркуші щільного паперу. Совочком або шпателем прямокутник ґрунту ділять по діагоналі на чотири частини. Одну частину поміщають у фарфорову ступку і обережно розтирають дерев'яним маточкою (або маточкою з гумовим наконечником), щоб зруйнувати грудки, але не механічні елементи, інші три частини змішують і зсипають у картонну коробку розміром 20 × 10 × 8 см на тривале зберігання і для повторних аналізів.

Розтертий у ступці ґрунт просіюють через сито з діаметром отворів 1 мм. Не пройшов через сито ґрунт знову подрібнюють і просіюють. Так продовжують доти, доки на ситі не залишиться тільки кам'яниста частина ґрунту (жвір, каміння).

Розтерту і просіяну через сито грунт поміщають у невелику (10 × 8 × 5 см) картонну коробку, з етикеткою. цю частину грунту і використовують для більшості аналізів.

Для кожного виду аналізу беруть із розтертого зразка свою середню пробу різної ваги. З цією метою зразок ґрунту висипають на аркуш паперу, розрівнюють тонким шаром і ділять на квадрати зі сторонами 5-6 см. З кожного квадрата ложкою або шпателем беруть трохи ґрунту, становлячи із взятого середню пробу необхідної ваги.

Лабораторна робота №9.

«Аналіз водної витяжки ґрунтів»

Мета роботи:встановлення кількості та якості воднорозчинних солей, що знаходяться у ґрунті та її окремих горизонтах. Найбільша кількість цих солей міститься в солончакових ґрунтах та в нижніх горизонтах чорноземів, сіроземів та каштанових ґрунтів.

Реактиви:Дистильована вода без СО 2 . Бутель ємністю 5-10 л заповнюють на ? об'єму дистильованою водою спеціальної установки. Якщо потрібно 2/3 об'єму. Воду зберігають у бутлі або колбі, закритій пробкою, з сифоном та хлоркальцієвою трубкою, заповненою аскаритом або натронним вапном.

Приготування водної витяжки:

На технічні ваги беруть навішення, що відповідає 50 або 100 г сухого ґрунту. Наважку поміщають у суху колбу ємністю 500 - 750 мл і доливають 5 - кратний об'єм дистильованої води, що не містить CO 2 так як у присутності CO 2 відбувається розчинення карбонатів кальцію і магнію з утворенням гідрокарбонатів. У цьому випадку сухий залишок та загальна лужність витяжки виходять завищеними.

Колбу закривають гумовою пробкою і струшують 2-3 хв, після чого витяжку пропускають через сухий складальний фільтр. Фільтрування слід проводити в кімнаті, вільній від пар кислот і аміаку. Вирва для фільтрування повинна мати діаметр 15 – 20 см. Край фільтра повинен лежати на 0,5 – 1 см нижче краю вирви. Якщо фільтр височить над краєм лійки, по краю фільтра утворюється вицвітання солей, і концентрація їх у фільтраті знижується. Щоб фільтр не прорвався під вагою ґрунту та витяжки, під нього слід підкласти простий беззольний фільтр діаметром 9 см. Попередньо фільтр рекомендується 2-3 рази промити дистильованою однією видаленням адсорбованих кислот.

Якщо використовують фільтри із звичайного (необеззоленного) фільтрувального паперу, їх слід заздалегідь обробляти 1%-ним розчином HCl (до відсутності реакції на Ca 2+), а промити дистильованою водою від Cl - (проба з AgNO 3), після чого фільтри висушують на повітрі або в сушильній шафі при температурі вище 50°С. Така обробка необхідна тому, що простий фільтрований папір містить домішки мінеральних речовин і серед цих домішок найбільше кальцію. Перед тим як вилити на фільтр, вміст колби струшують, щоб смутити на навішення, і на фільтр намагаються перенести, по можливості, весь ґрунт. Це необхідно для того, щоб частинки ґрунту забили пори фільтру, що сприяє отриманню прозорого фільтрату. При вливанні струмінь суспензії направляють на бічну стінку фільтра, щоб він не прорвався. Першу порцію фільтрату (~10 мл) збирають у хімічну склянку та викидають. Це роблять для того, щоб виключити вплив компонентів фільтра на склад витяжки. Наступні порції перефільтрують доти, доки витяжка не стане прозорою. Тому витяг фільтрують спочатку в ту ж колбу, з якої була вилита суспензія. Як тільки фільтрат стане прозорим, його збирають у чисту колбу ємністю 250 – 500 мл, а мутний фільтрат із першої колби виливають на фільтр.

Під час фільтрування стежать за швидкістю фільтрування, забарвленням та прозорістю фільтрату. Якщо ґрунт не блоковий і містить багато розчинних солей, то фільтрація йде швидко і фільтрат виходить прозорим, безбарвним, тому що катіони солей перешкоджають пентизації ґрунтових колоїдів. Якщо ж солей у ґрунті мало, колоїди забивають пори фільтру, що веде до зниження швидкості фільтрації. У кислих і особливо лужних витяжках розчиняється органічна речовина, тому завжди пофарбовані. При тривалій фільтрації для запобігання і ріння витяжки вирву прикривають годинниковим склом горло колби вставляють тампон вати. У робочому журналі завжди відзначати фільтрування витяжки, а також прозорість і забарвлення фільтрату.

До аналізу витяжки приступають після закінчення фільтрації, перемішавши круговим рухом вміст колби, так як склад першої та останньої порцій фільтрату може бути різним щодо деяких компонентів. По аналізі витяжок обов'язково слід проводити холостий досвід. Для цього з 250-500 мл дистильованої води виконують всі операції аналізу, включаючи фільтрування. Результати аналізу «холостого» розчину віднімають з результатів кожного визначення.

Водні витяжки аналізують відразу після їх отримання, оскільки під впливом мікробіологічної діяльності може змінюватися їх склад (лужність, окислюваність). Зберігають витяжку у колбі закритою пробкою.

Якісні випробування витяжки. Перед тим як приступити до аналізу водної витяжки, слід провести якісні реакції на вміст іонів Cl - , SO 4 2- , Ca 2+ . Ці реакції дозволяють встановити обсяг витяжки для кількісного визначення зазначених іонів відповідно до вмісту їх у аналізованому розчині, що важливо для отримання точних результатів аналізу.

Проба на Cl - .Беруть у пробірку 5 мл водної витяжки, підкислюють азотною кислотою для руйнування бікарбонатів, які утворюють осад вуглекислого срібла за реакцією

Ca(HCO 3) 2 + 2AgNO 3 = Ag 2 CO 3 + Ca(NO 3) 2 + H 2 O + CO 2

Додають кілька крапель розчину срібла азотнокислого і перемішують. За характером осаду AgCl встановлюють обсяг витяжки визначення хлоридів, виходячи з табл.3.

Проба на SO 4 2- . У пробірку доливають 5 мл водної витяжки, підкислюють для руйнування карбонатів і бікарбонатів барію двома краплями 10%-ного розчину HCl (не містить H 2 SO 4), додають 2-3 краплі 5%-ного розчину BaCl 2 і перемішують. За характером осаду BaSO 4 встановлюють об'єм витяжки для визначення SO 4 2 (табл.3).

Пробана Са 2+ . 5 мл витяжки поміщають у пробірку. Підкислюють краплею 10%-ного розчину CH 3 COOH, додають 2-3 краплі 4%-ного розчину (NH 4) 2 C 2 O 4 і перемішують. За характером осаду СаС 2 Про 4 встановлюють обсяг витяжки визначення Са 2+ (таблиця 3).

Аналіз водної витяжки ґрунту:

В аналіз водної витяжки входить визначення рН іонів 3 2- , НСО 3 - , Cl - , SO 4 2- , Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , K + , сухого і прожареного залишку витяжки. Це найпоширеніший набір визначень, що називається скороченим аналізом водної витяжки. У забарвлених витяжках, крім цих основних, можна визначати вуглець водорозчинних органічних речовин та інші компоненти.

Таблиця 1 -Об'єм водної витяжки для кількісного визначення іонів Cl - , SO 4 2- , Ca 2+ залежно від результатів якісних реакцій

Починають аналіз визначення pH водної витяжки і вмісту іонів CO 3 2- , HCO 3 - , Cl - . Складним є аналіз темнозабарвлених та каламутних витяжок. Лужність у яких визначають потенциометрически, а Cl - , SO 4 2- , Ca 2+ , Mg 2+ - у прожарених залишках, у тому числі хлор вилуговується дистильованою водою. Для визначення SO 4 2- , Ca 2+ , Mg 2+ прожарений залишок у фарфоровій чашці змочують декількома краплями концентрованої HCl, висушують вміст на піщаній бані, ще раз обробляють залишок концентрованої HCl, доливають 2 – 3 мл дистильованої води та відфільтровують SiO маленький беззольний фільтр. Фільтр та осад промивають 1%-ним розчином HCl. Якщо необхідно, фільтр висушують, поміщають у тигель, озолюють, прожарюють та визначають SiO 2 . У фільтраті та промивних водах визначають SO 4 2- , Ca 2+ , Mg 2+ .

Результати визначення у водних витяжках вмісту аніонів та катіонів виражають у відсотках та мг-екв/100г ґрунту. Перший спосіб (в %) дозволяє розрахувати запас солей у ґрунті, перевірити точність аналізу. Другий дозволяє оцінити роль окремих іонів у складі солей, розрахунковим шляхом встановити їх склад, за сумою аніонів і катіонів обчислити вміст натрію без безпосереднього його визначення.

Концентрація іонів у водній витяжці розраховують за формулами С 1 = V N 100/a та C 2 = C 1 k, де С 1 і С 2 – концентрація іону відповідно в мг-екв/100 г ґрунту та %; V - об'єм розчину в мл, витрачений на титрування; N – нормальність розчину; а - навішування, що відповідає аліквоті, г; k – маса у грамах 1 мг-екв.

Зважена речовина - це безліч різних частинок, які можуть бути присутніми у воді та повітрі. До таких речовин можна віднести різні органічні та неорганічні сполуки. Це можуть бути частинки пилу, глини, залишки рослин, різноманітні мікроорганізми, найчастіше це різні грубодисперсні домішки.

Стічні води

Саме у стічних водах велика кількість завислих речовин. Їхня концентрація залежить від безлічі факторів. Наприклад, один із них – це сезон. У різні пори року стічні води мають не тільки різну концентрацію завислих речовин, але також і різними їх видами. Також впливає порода, з якої складається русло водойми. Крім цього, великий вплив має сільське господарство, всілякі забудови, підприємства, що знаходиться поблизу, і т.д.

Вплив на стічні води

Зважені речовини впливають різні властивості стічних вод. Оскільки стічні води надалі використовуються людиною, необхідно контролювати їх концентрацію. На які характеристики води впливають зважені частки? Насамперед на прозорість. Якщо концентрація сильно перевищена, то навіть не користуючись спеціальними методами визначення, можна помітити, що вода стає менш прозорою.

Зважені частки впливають те що, як світло проникає у воду. Це є важливим фактором для дослідження стічних вод. Зважені частинки здатні на собі адсорбувати токсичні сполуки, а ще вони впливають на те, як розподіляються відкладення, і з якою швидкістю відбуватиметься утворення осаду.

ГДК завислих речовин

Для реакційного використання не можна брати воду, де міститься велика кількість сетону. Сетон - це завислі речовини, які є особливістю екосистеми води, що виконують структурну та функціональну роль.

Існують певні вимоги, які висувають до складу питних, господарських вод. Необхідно, щоб концентрація сетону при спуску стічних вод не перевищувала 0,25 мг/дм 3 . Якщо вода має культурно-побутове значення, то до неї пред'являються вимоги, щоб кількість завислих частинок не перевищувала норму 0,75 мг/дм 3 . Для різних водойм допускається збільшення концентрації до 5%, але така поправка можлива в певних умовах, наприклад, якщо в період межі концентрація сетону не більше 30 мг/дм 3 .

Необхідно проводити контроль стічних вод та водойм. Важливо, щоб із певною періодичністю проводилася оцінка стану води. Таку оцінку можна проводити у різний спосіб, застосовуючи або біологічні методи дослідження, або фізико-хімічні.

Визначення сетону

Визначення завислих речовин можна проводити різними методами. Головним чинником під час виборів методу є розмір домішок. Великодисперсні речовини можна визначити за допомогою гравіметрії. Цей спосіб полягає в тому, що великі частинки мають такий розмір, що здатні залишатися на фільтрі під час фільтрування зразка води. Для цього методу використовують різну фільтрувальний папір, який підбирають, виходячи з розміру домішок. Наприклад, для води з прозорістю 10 см використовують фільтрувальний папір із синьою стрічкою.

Крім великих частинок у пробі знаходяться тонкодисперсні. Їх розмір настільки малий, що вони вільно проходять крізь фільтр і не затримуються на ньому, таким чином гравіметричний спосіб не підходить для їх визначення. Такими тонкодисперсними речовинами можуть бути неорганічні та органічні сполуки, які утворюють колоїдний розчин. Для визначення використовують термін «каламутність» та «опалесценція». Для води, придатної для вживання, є норма каламутності, яка не повинна бути більшою, ніж 1,5 мг/дм 3 каоліну.

Очищення води від дрібнодисперсних частинок може проводитися за допомогою колонок із спеціальним наповненням – специфічним сорбентом. Адсорбенти бувають різні, які підбираються залежно від того, яких речовин слід очищати пробу води.

Показник кольоровості

Зважені речовини також впливають і колір води. Визначають їх зміст за допомогою платиново-кобальтової шкали. Визначення відбувається шляхом порівняння кольору та інтенсивності проби з еталонною водою.

Змінюється через те, що зважені речовини - це гумусові сполуки чи домішки, які у своєму складі залізо. Кількість даних речовин залежить від природних умов, де знаходиться водоймище.

ГДК кольоровості складає 35 градусів. Через присутність зважених частинок насичення води киснем не відбувається в потрібній мірі, оскільки він витрачається на реакції окислення із залізом та іншими сполуками. Це призводить до того, що рослини та тваринні організми не можуть отримати необхідної кількості кисню.

Крім водних середовищ, виважені речовини у повітрі також знаходяться, і їх кількість також необхідно контролювати. Пил - зважені речовини, що у повітряних масах. У газовому середовищі розподілені частки різного розміру та різної природи. Існують різні види пилу, який класифікують для визначення норми вмісту завислих речовин. Промислового пилу та сажі приписують 3-й клас небезпеки. Потрібно стежити за вмістом цих речовин на об'єктах промислового призначення.

Який вплив мають?

Зважені речовини впливають на комфортне існування всіх живих організмів та рослин. При великій їхній концентрації в повітрі вони здатні поглинати частину сонячного світла, що призводить до послаблення адаптивних властивостей організмів. Крім цього, такі домішки осідають на листі рослин, що перешкоджає проходженню сонячної енергії. Це веде до уповільнення реакції фотосинтезу та погіршує їх загальний стан.

Частинки, що знаходяться у повітрі, здатні до адсорбції отруйних та небезпечних сполук. Це призводить до того, що вони можуть поширюватися на далекі відстані. Зважені частки є переносниками токсичних сполук.

Таким чином, зважені речовини - це крупно-і дрібнодисперсні частинки, які можуть перебувати у водних системах та газових середовищах. Їх кількість необхідно контролювати, щоб існування живих організмів та рослин було безпечним та комфортним.