Теоретические сведения. Современные водоемы представляют собой естественную среду обитания для живых организмов (гидробионтов)

Современные водоемы представляют собой естественную среду обитания для живых организмов (гидробионтов), а также используются как объекты хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного назначения. Их образование обычно происходит за счет заполнения поверхностными и под­земными водами разнообразных котловин, эрозионного или техногенного происхождения. Первоначальный состав воды при этом обычно определяется качеством вод, участвующих в пита­нии водоемов. Накопление загрязняющих веществ в водных объектах определяет развитие негативных процессов, влияющих как на жизнедеятельность отдельных гидробионтов, так и на функциональные свойства всей водной экосистемы (Основы экогеологии…,2004).

Природная вода является неоднородной средой, в ней присутствуют взвешенные частицы и микропузырьки газа. Размер частиц различен. Оседающие частицы состоят из минерального ядра и органического слоя. Толща воды, кроме того, наполнена множеством микроорганизмов, находящихся в равновесии с окружающей средой.

Воздействие загрязнителей на природные водоемы различно. Тепловое загрязнение вызывает интенсификацию процессов жизнедеятельности водных организмов, что нарушает равновесие экосистемы. Минеральные соли опасны для одноклеточных организмов, обменивающихся с внешней средой осмотически. Взвешенные частицы уменьшают прозрачность воды, снижают фотосинтез водных растений и аэрацию водной среды, способствуют заилению дна в зонах с малой скоростью течения, оказывают неблагоприятное воздействие на жизнедеятельность водных организмов-фильтраторов. На взвешенных частицах могут сорбироваться различные загрязняющие вещества; оседая на дно, они могут стать источником вторичного загрязнения воды.

Загрязнение вод тяжелыми металлами не только оказывает экологический вред, но и наносит значительный экономический ущерб. Источниками загрязнения воды тяжелыми металлами служат гальванические цехи, предприятия горнодобывающей промышленности, черной и цветной металлургии. При загрязнении воды нефтепродуктами на поверхности образуется пленка, препятствующая газообмену воды с атмосферой. В ней, а также в эмульсии тяжелых фракций накапливаются другие загрязнители, кроме того, сами нефтепродукты аккумулируются в водных организмах. Основными источниками загрязнения вод нефтепродуктами являются водный транспорт и поверхностный сток с городских территорий. Загрязнение водной среды биогенными элементами ведет к эвтрофированию (избыточное поступление биогенных веществ) водоемов.

Органические вещества-красители, фенолы, ПАВ, диоксины, пестициды и др. создают опасность возникновения токсикологической ситуации в водоеме. Особенно токсичными и устойчивыми в окружающей среде являются диоксины. Это две группы хлорсодержащих органических соединений относящихся к дибензодиоксинам и дибензофуранам. Токсическое действие различных диоксинов проявляется одинаково, но отличается по интенсивности. Диоксины накапливаются в окружающей среде, и концентрация их растет.

Изучение загрязнения воды имеет свои особенности. Как и при определении атмосферных загрязнений приходится определять малые количества веществ непостоянного состава в присутствии других загрязнителей. Отличие в том, что в незагрязненной воде постоянно содержатся органические и неорганические вещества сложного строения, кроме того, в воде протекают химические и фотохимические процессы, приводящие к изменению состава химических веществ. В химических превращениях большое участие принимают биологические объекты животного и растительного происхождения. Поэтому содержание кислорода является одним из важнейших показателей строения водной системы.

Донный осадок и поверхностная пленка являются зонами концентрирования загрязняющих веществ. На дно оседают нерастворимые в воде соединения, а осадок является хорошим сорбентом для многих веществ.

В воду могут попадать неразлагаемые загрязняющие вещества. Но они способны реагировать с другими химическими соединениями, образуя устойчивые конечные продукты, которые накапливаются в биологических объектах (планктоне, рыбах и т. д.) и через пищевую цепь попадают в организм человека.

Выделяют 3 группы показателей, определяющих качество воды:

А – характеризующих органолептические свойства;

Б – характеризующих химический состав воды;

В – характеризующих эпидемическую безопасность воды.

Органолептические свойства (греч. organon инструмент, leptikos способный воспринять, т. е. свойства объекта оцениваются с помощью органов чувств) нормируются по интенсивности их восприятия человеком. Это запах, привкус, цветность, прозрачность, мутность, примеси (пленка, водные организмы).

3.2. Определение содержания взвешенных веществ
и мутности воды

Мутность природных вод обусловлена наличием в них частичек глины, песка, ила и органических веществ. Источниками мутности речных и озерных вод являются компоненты почв, горных пород, вымываемые реками, а также так называемый «ливневый» смыв, т. е. твердые осадки, смываемые в окрестностях рек дождями с почвы лесов, полей, лугов и улиц населенных пунктов. Ливневый смыв в период сильных дождей (муссонные дожди в Хабаровском крае) обусловливает повышение мутности воды в водоемах.

В реках по временам года мутность воды сильно изменяется, причем, обычно она резко возрастает весной, в период паводка. Однако, поскольку в Амуре наблюдается два паводка – весенний и осенний, мутность повышается весной и во второй половине лета, когда начинаются муссонные дожди.

Оборудование: бюксы с водой для анализа, химические стаканы, фотометр фотоэлектрический КФК–3–01–»ЗОМЗ» (см. прил. 2), кварцевые кюветы.

Ход работы:

1. Отлить исследуемые растворы в химические стаканчики объемом 50 мл.

2. Установить ФЭК на светофильтр с длиной волны 530 нм.

3. В одну кювету длиной 50 мм налить до метки дистиллированную воду, в другую – исследуемую. Обе кюветы поместить в кюветодержатель прибора.

4. Установить по дистиллированной воде «ноль» шкалы оптической плотности Di.

5. Мутность воды Мi, мг/л, определить графически по калибровочному графику (прил. 4). На оси оптической плотности найти значение Di, определенное на приборе, провести линию до пересечения с калибровочной кривой, опустить перпендикуляр на ось мутности. Это и будет значение мутности воды Мi, мг/л.

Отчет о работе: представить тетрадь с рассчитанными показателями мутности воды исследуемых водоемов.

Тесты итогового контроля:

1. Показатели определяющие качество воды:

А – эпидемиологическая безопасность

Б – цветность

В – химический состав воды

Г – запах воды

2. Показатели определяющие органолептические свойства воды:

А – наличие бактерий

Б – привкус воды

В – запах воды

Г – мутность воды

3. Группы основных загрязняющих веществ:

А – диоксины

Б – фенолы

В – ПАВ

Г – кислород

4. Основные загрязняющие вещества, снижающие качество воды в Амуре:

А – фенолы

Б – нитраты

В – нефтепродукты

Г – диоксины

5. Назначение монохроматора в ФЭК:

А – для выделения излучения заданного спектрального состава

Б – для выделения инфракрасных лучей

В – для выделения ультрафиолетовых лучей

Г – для определения рН раствора

6. Длина волны, при которой определяется мутность раствора:

А – 250 нм

Б – 530 нм

В – 450 нм

Г – 270 нм

7. Пики мутности воды в реке Амур:

А – весна

Б – лето

В – осень

Г – зима

8. Основные источники загрязнения вод нефтепродуктами:

А – автомобильный транспорт

Б – водный транспорт

В – сточные воды с предприятий

Г – поверхностный сток с городских территорий

9. Зоны концентрирования загрязняющих веществ в водоеме:

А – донный осадок

Б – водная растительность

В – поверхностная пленка воды

Г – толща воды

10. Мутность природных вод обусловлена наличием в них:

А – планктонных животных

Б – частичек глины

В – песка

Г – органических веществ

Лабораторная работа № 4
Определение содержания в воде железа
с использованием прибора фотометра
фотоэлектрического КФК–3–01–«ЗОМЗ»

Цель работы: освоить методику определения ионов железа в
растворах с использованием прибора фотометра фотоэлектрического КФК–3–01–«ЗОМЗ».

Дата добавления: 2014-11-06