Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Экологический мониторинг» для студентов специальности 280201. 65

Источниками поступления серебра в поверхностные воды служат подземные воды и сточные воды рудников, обогатительных фабрик, фотопредприятий. Повышенное содержание серебра бывает связано с применением бактерицидных и альгицидных препаратов. В сточных водах серебро может присутствовать в растворенном и взвешенном виде, большей частью в форме галоидных солей.

В незагрязненных поверхностных водах серебро находится в субмикрограммовых концентрациях. В подземных водах концентрация серебра колеблется от единиц до десятков микрограммов в 1 дм³, в морской воде - в среднем 0.3 мкг/дм³.Ионы серебра способны уничтожать бактерии и уже в незначительной концентрации стерилизуют воду (нижний предел бактерицидного действия ионов серебра 2^.10^-11 моль/дм³). Роль серебра в организме животных и человека изучена недостаточно. ПДК_в серебра составляет 0.05 мг/дм³.
3.15 Сурьма

Сурьма поступает в поверхностные воды за счет выщелачивания минералов сурьмы (стибнит, сенармонтит, валентинит, сервантит, стибиоканит) и со сточными водами резиновых, стекольных, красильных, спичечных предприятий.

В природных водах соединения сурьмы находятся в растворенном и взвешенном состоянии. В окислительно-восстановительных условиях, характерных для поверхностных вод, возможно существование как трехвалентной, так и пятивалентной сурьмы.

В незагрязненных поверхностных водах сурьма находится в субмикрограммовых концентрациях, в морской воде ее концентрация достигает 0.5 мкг/дм³, в подземных водах - 10 мкг/дм³. ПДК_в сурьмы составляет 0.05 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический), ПДК_вр - 0.01 мг/дм³.

В поверхностные воды соединения трех- и шестивалентного хрома попадают в результате выщелачивания из пород (хромит, крокоит, уваровит и др.). Некоторые количества поступают в процессе разложения организмов и растений, из почв. Значительные количества могут поступать в водоемы со сточными водами гальванических цехов, красильных цехов текстильных предприятий, кожевенных заводов и предприятий химической промышленности.

В речных незагрязненных и слабозагрязненных водах содержание хрома колеблется от нескольких десятых долей микрограмма в литре до нескольких микрограммов в литре, в загрязненных водоемах оно достигает нескольких десятков и сотен микрограммов в литре. Средняя концентрация в морских водах - 0.05 мкг/дм³, в подземных водах - обычно в пределах n^.10 - n^.10² мкг/дм³.

Соединения Cr(VI) и Cr(III) в повышенных количествах обладают канцерогенными свойствами. Соединения Cr(VI) являются более опасными.

Содержание их в водоемах санитарно-бытового использования не должно превышать ПДК_в для Cr(VI) 0.05 мг/дм³, для Cr(III) 0.5 мг/дм³. ПДК_вр для Cr(VI) - 0.001 мг/дм³, для Cr(III) - 0.005 мг/дм³.

Попадает в природные воды в результате протекающих в природе процессов разрушения и растворения горных пород и минералов (сфалерит, цинкит, госларит, смитсонит, каламин), а также со сточными водами рудообогатительных фабрик и гальванических цехов, производств пергаментной бумаги, минеральных красок, вискозного волокна и др.

В воде существует главным образом в ионной форме или в форме его минеральных и органических комплексов. Иногда встречается в нерастворимых формах: в виде гидроксида, карбоната, сульфида и др.

В речных водах концентрация цинка обычно колеблется от 3 до 120 мкг/дм³, в морских - от 1.5 до 10 мкг/дм³. Содержание в рудных и особенно в шахтных водах с низкими значениями рН может быть значительным.

Цинк относится к числу активных микроэлементов, влияющих на рост и нормальное развитие организмов. В то же время многие соединения цинка токсичны, прежде всего его сульфат и хлорид.

ПДК_в Zn²⁺ составляет 1 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — органолептический), ПДК_вр Zn²⁺ - 0.01 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — токсикологический).
4. Лабораторная работа

цель работы: научится работать на фотоколориметре КФК-3-01. Определить содержание ионов тяжелых металлов на ФКК-3-01
Порядок работы на фотометре КФК-3-0,1.

Закрыть крышку кюветного отделения. Включить тумблер «Сеть». По истечении 30 мин. Приступить к работе. Установить необходимую длину волны.

1.Выбор длины волны.

В мерную колбу емкостью 50 мл внести 14 мл стандартного раствора Cu⁺⁺ , добавить 15 мл аммиака довести водой до метки. Перемешать и замерить оптическую плотность раствора D от длины волны λ. Заполнить таблицу 4.1. В качестве оптимальной принимается та длина волны λ0, при которой величина оптической плотности максимально для данного раствора рис. 4.1.

2.Построение калибровочного графика.

В мерных колбах емкостью 50 мл приготовить 5-6 растворов Cu⁺⁺ с различным содержанием от 1 мг/ мл до 7 мг/мл. Объем каждого раствора 15 мл. В каждую колбу добавить 15 мл аммиака и довести водой до метки. Перемешать и замерить оптическую плотность D при выбранной длине волны λ0. Заполнить таблицу 4.2 и построить график зависимости оптической плотности D от концентрации раствора C (рис.4.2).

3. Определение содержания Cu⁺⁺ в контрольном растворе.

В колбу с контрольным раствором добавить 10 мл воды, 15 мл аммиака. Водой довести до метки и перемешать. Замерить оптическую плотность раствора. По калибровочному графику (рис.4.2) определить С0 -содержание Cu⁺⁺ в растворе.

4.Сделать выводы по работе.

1.Выбор длины волны.

В мерную колбу емкостью 50 мл внести 10 мл стандартного раствора Ni⁺⁺ , добавить 5 мл, йодной воды, 6 мл аммиака и 2 мл диметилглиоксима. Довести водой до метки, перемешать. Через 5-7 мин замерить оптическую плотность раствора при различных длинах волн. Заполнить таблицу 4.1. Построить график зависимости оптической плотности раствора, D от длины волны λ. В качестве оптимальной принимается та длина волны λ0, при которой величина оптической плотности максимально для данного раствора (рис.4.1)
2.Построение калибровочного графика.

В мерных колбах емкостью 50 мл приготовить 5-6 растворов Ni⁺⁺ с различным содержанием от 0,01 мг/ мл до 0,1 мг/мл. Объем каждого раствора 10 мл. Затем в каждую колбу добавить реактивы как указано в п.1. Довести водой до метки, перемешать. Через 5-7 мин замерить оптическую плотность раствора при выбранной длине волны. Заполнить таблицу 4.2 и построить график зависимости оптической плотности D от концентрации раствора C (рис.4.2)

3. Определение содержания Ni⁺⁺ в контрольном растворе.

В колбу с контрольным раствором добавить 10 мл воды, а затем добавить реактивы как указано в п.1. Замерить D0.- оптическую плотность раствора. По калибровочному графику (рис 4.2) C0 определить C0 - содержание Ni⁺⁺ в растворе.

4. сделать выводы по работе.
Таблица 4. 1

№ измерения	Длинна волны , λ, нм	Оптическая плотность , D
1
2
3

Рис.4.1 Зависимость оптической плотности D от длины волны λ

Таблица 4.2

Рис.4.2 Калибровочный график

2. Назовите основные источники тяжелых металлов.

3. Оцените влияние тяжелых металлов на организм человека.

4. Какие металлы являются наиболее опасными и почему?

5. Какие металлы необходимы для нашего организма?

6. Назовите основные свойства тяжелых металлов.

7.Дайте характеристику таким металлам, как никель, железо, кадмий, ванадий.

8. Дайте характеристику таким металлам, как висмут, медь, кобальт, олово, ртуть.

9. Дайте характеристику таким тяжелым металлам, как цинк, хром, сурьма, серебро.

10 Какие районы нашей страны наиболее загрязнены медью марганцом и никелем?

1. 
   Беспамятнов Г.П. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде/ Беспамятнов Г.П.,Кротов Ю.А.- Л.: Справочник, "Химия", 1985.- 550 с.
   
2. 
   Вредные химические вещества. Неорганические соединения I-IV групп: Справ. изд./ Под ред. В.А. Филова и др. — Л.: "Химия",1988.-269с.
   
3. 
   Вредные химические вещества. Неорганические соединения V-VIII групп: Справ. изд./ Под ред. В.А. Филова и др. — Л.: "Химия",1989.-673с.
   
4. 
   Мур Дж. В.Тяжелые металлы в природных водах. Мур Дж. В., Рамамурти С - М.: "Мир", 1987. -165с.
   
5. 
   Пьер Агесс. Ключи к экологии - Ленинград.: Высшая школа.,1982.-135с.
   
6. 
   В.З.Черняк. Семь чудес и другие.- Москва.: Высшая школа., 1983. - 354 с.
   
7. 
   Френц Щебек. Вариации на тему одной планеты. Высшая школа., 1972. – 77с.
   
8. 
   Г.Хефлинг. Тревога в 2000 году. - Москва.: Высшая школа.,1990. - 299 с.
   
9. 
   В.В. Плотников. На перекрестках экологии. - Москва.: Высшая школа., 1985. - 131 с.