Просчёт жёсткости воды.

Единица жесткости	мг-экв./л	0Н (немецкий), 10 мг СаО/л	0Ф (французский), 10 мг СаСО3/л	0А (английский), 1 гран СаСО3/ 1 галон	p. p. M (американский градус) 1 мг СаСО3/кг
1 мг-экв./л		2,8	5,0	3,5
10Н	0,557		1,79	1,25	17,9
10Ф	0,20	0,56		0,7
10А	0,286	0,8	1,43		14,3
1 p. p. m	0,02	0,56	0,1	0,07

Индикатор взаимодействует со многими металлами. Металлы мешают определению при содержании их (мг/л):

Железо закисное __ 20

Железо окисное ___20

Алюминий _______ 20

Медь ____________0,3

 

Особенно вредно присутствие ионов меди, искажающих результаты титрования. Для устранения влияния меди в пробу воды, отмеренную для титрования, прибавляют 1 мл 2%-ного раствора Na₂S · 9H₂O.

 

Таблица 6

Индикаторы на определение жесткости воды

Индикатор	Окраска
В присутствии Са++ и Mg++	В отсутствии Са++ и Mg++
Эрихром чёрный Т Кислотный хром синий К Кислотный хром тёмно-синий	Вишнёво-красная Розово-красная Розово-красная	Сине-голубая Сиреневая Синевато-сиреневая

 

Ход определения. В коническую колбу на 250 мл отмеривают пипеткой соответствующий объём воды в зависимости от её жесткости:

 

Жесткость воды (мг-экв./л)	Объём пробы (мл)
0,5-5,0
5,0-10,0
10,0-20,0
20,0-50,0

 

Пробу разбавляют, если нужно, дистиллированной водой до 100мл, прибавляют 5 мл буферного раствора, 5-7 капель индикатора и титруют раствором трилона Б до перехода красной окраски в синюю.

Вычисление результатов. Жесткость воды вычисляют по формуле:

 

Жесткость (мг-экв./л) = П · N · 1000 ,

V

где П – расход раствора трилона Б (мл);

N – нормальность трилона Б;

V – объём воды (мл), взятой для исследования.

Приготовление реактивов.

1. 0,1 н. раствор трилона Б (хранить в холодильнике). Готовят из фиксанала или по прописи. Навеску 18,612 г трилона Б растворяют и доводят до 1 л дистиллированной водой.
2. Хлоридно-аммиачный буферный раствор. 10 мл 20%-ного х.ч. хлористого аммония смешивают со 100 мл 20%-ного х.ч. аммиака. Смесь доливают до 1 л дистиллированной водой. Раствор проверяют следующим образом. К 100мл дистиллированной воды прибавляют 5мл буферного раствора и электрометрически определяют рН, который должен иметь значение 10±0,1; при меньшем значении раствор титруют аммиаком, при большем – соляной кислотой до рН 10. Затем прибавляют соответствующее количество раствора аммиака или кислоты к оставшемуся буферному раствору.
3. Раствор индикатора. 0,5 г эрихрома черного или хрома тёмно-синего кислотного растворяют в 10 мл буферного раствора и доводят до 100 мл этиловым спиртом.
4. Раствор сернокислого магния для установки поправочного коэффициента 0,1 н. раствора трилона Б. Готовят из фиксанала или 1,232 г MgSO₄ · 7H₂O растворяют в 100 мл дистиллированной воды для получения 0,1 н. раствора.
5. Раствор сульфида натрия (Na₂S · 9H₂O). 1,0-2,0 г сульфида натрия растворяют в дистиллированной воде и доводят до 100 мл. Раствор может храниться не более 5 дней.

Определение нормальности трилона Б. В коническую колбу отмеряют пипеткой 10 мл стандартного раствора ( 0,1 н. сернокислого магния) и доводят дистиллированной водой до 100 мл. Прибавляют 5 мл буферного раствора, 5-7 капель индикатора и титруют, как при определении жесткости. Нормальность раствора трилона Б вычисляют по формуле:

 

N=N₁·А ,

П

Где N₁ – нормальность стандартного раствора (MgSО₄);

А – количество стандартного раствора;

П – количество раствора трилона Б, израсходованного на титрование (мл).

ЩЕЛОЧНОСТЬ

Щелочностью называют содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с сильными кислотами, то есть с ионами водорода. Расход кислоты выражает щелочность воды.

В обычных природных водах щелочность зависит, как правило, только от гидрокарбонатов щелочноземельных металлов. Значение рН такой воды не превышает 8,3. Общая щелочность практически тождественна карбонатной жесткости и соответствует содержанию гидрокарбонатов.

Растворимые карбонаты и гидроокиси повышают значение рН более 8,3. Та часть общей щелочности, которая соответствует количеству кислоты, нужному для понижения рН до 8,3, называется свободной щелочностью воды (р).

Щелочность определяют титрованием воды раствором сильной кислоты. Количество раствора, израсходованное для достижения рН 8,3, эквивалентно свободной щелочности: количество раствора, необходимое для достижения рН 4,5, эквивалентно общей щелочности. Если рН воды меньше 4,5, ее щелочность равна нулю. Титрование до рН 4,5 менее точно, так как на результат влияет свободная СО₂.

Конечную точку можно находить визуально или электрометрически. Электрометрическое титрование рекомендуется при анализе более загрязненных вод.

Щелочность, особенно свободную, определяют сразу после взятия пробы. Если это невозможно, отбирают полную бутыль и определяют щелочность не позже чем через 24 часа. Результаты выражают в мг-экв. на 1 л воды (мг-экв./л). Если при предварительном определении установлено, что вода имеет свободную щелочность (рН выше 8,3 по фенолфталеину), ее определяют наряду с общей щелочностью, а в записи результатов анализа указывают отдельно.

Мешающие влияния. При визуальном титровании определению мешает интенсивная окраска пробы. Ее устраняют прибавлением активированного угля и фильтрованием пробы перед анализом. Мутные пробы фильтруют через бумажный или стеклянный фильтр. Мешает определению также свободный хлор, так как он обеспечивает индикатор. Хлор удаляют прибавлением эквивалентного количества 0,1 н. раствора тиосульфата натрия (2,5 г Nа₂S₂О₃ . 5 Н₂О растворяют в дистиллированной воде и разбавляют до 100 мл). Перечисленные мешающие влияния не сказываются при электрическом титровании.

Высокие концентрации свободной СО₂ мешают правильному определению перехода окраски при титровании так же, как и СО₂, выделяющаяся при высоком содержании карбонатов. Поэтому при более точном определении щелочности предварительно вытесняют СО₂, продувая через воду воздух.

Аппаратура. Устройство для продувания воздуха. Магнитная мешалка. РН – метр. Реактивы.

1. Раствор соляной кислоты 0,1 н. (При приготовлении нормальных молярных растворов лучше пользоваться фиксаналами, а если их нет, прописями, приведенными в данных указаниях). Разбавляют 8,5 мл концентрированной соляной кислоты (уд.вес 1,19) ч.д.а. дистиллированной водой до 1 л. Титр или поправочный коэффициент определяют по 0,1 н. раствору карбоната натрия. Для приготовления этого раствора навеску 5,3002 г Nа₂СО₃ ч.д.а., высушенного при 270 – 300 ⁰С, растворяют при 20 ^оС в свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воде и разбавляют этой же водой до 1 л. Из полученного раствора отбирают 20 мл, разбавляют до 100 мл прокипяченной дистиллированной водой и титруют 0,1 н. раствором соляной кислоты при строгом соблюдении тех же условий, что и при определении общей щелочности (см. ниже). Особенно важно соблюдать рекомендованные условия продувания воздуха. Титрованный раствор кислоты приготавливают так, чтобы поправочный коэффициент для приведения его концентрации точно к 0,1 н. был в пределах 0,99-1,01; в дальнейшем его периодически проверяют.

2. Раствор фенолфталеина 0,5%-ный. Растворяют 0,5 г фенолфталеина в 50 мл 96%- ного этилового спирта и разбавляют 50 мл дистиллированной воды. В раствор по каплям добавляют свежеприготовленный 0,01 н. NаОН до появления заметной розовой окраски.

3. Смешанный индикатор. Растворяют 0,03 г метилового красного и 0,20 г бромкрезолового зеленого в 150 мл 96% -ного этилового спирта и рН раствора устанавливают так, чтобы индикатор имел грязно-серую окраску.

4. Метиловый оранжевый, 0,05%-ный раствор. Растворяют 0,05 г натриевой соли метилового оранжевого в 100 мл горячей дистиллированной воды и после охлаждения фильтруют.

Свободная щелочность (р). Отмеривают 100 мл пробы. Воду с высокой щелочностью берут в меньшем количестве и доводят объём приблизительно до 100 мл прокипячённой и охлаждённой дистиллированной водой. Прибавляют 0,1 мл (2 капли) 0,5% - ного раствора фенолфталеина и титруют на белом фоне 0,1 н. раствором соляной кислоты до полного обесцвечивания. При электрометрическом определении титруют до рН 8,3.

Общая щелочность (m). Отмеривают 100 мл пробы или используют раствор после определения свободной щелочности, прибавляют 0,15 мл ( 3 капли ) смешанного индикатора или 0,1 мл (2 капли) метилового оранжевого. Продувают воздух и одновременно титруют на белом фоне 0,1 н. раствором соляной кислоты до момента, когда зеленая окраска смешанного индикатора перейдет в грязно-серую или до начала

перехода окраски метилового оранжевого из желтой в оранжевую. Воздух продолжают продувать и через 5 минут, если надо, дотитровывают. При электрическом определении продувание проводится так же, но титруют до рН 4,4. При менее строгих требованиях к точности определения титрование по метиловому оранжевому проводят без продувания. Титруют из бюретки с ценой деления 0,1 мл; точность отсчета до 0,05 мл. В остальном следует соблюдать описанный выше порядок. При анализе природных вод, имеющих низкую общую щелочность, титруют из микробюретки и отсчитывают с точностью до 0,005 мл.

Расчёт. Свободную щелочность (р) и общую щелочность ( m ) в мг-экв./л вычисляют по формулам:

p = v₁k · 0,1 · 1000 = v₁ k · 100

V V

 

m = v₂k · 0,1 · 1000 = v₂ k · 100

V V

Где v₁ - объем 0,1 н. раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование по

фенолфталеину или до рН 8,3 мл;

v₂ - объем 0,1 н. раствора соляной кислоты, израсходованной при титровании по

смешанному индикатору или до рН 4,5 мл;

k - поправочный коэффициент для проведения концентрации раствора НCl точно

к 0,1 н.;

V - объем пробы (мл), взятой для титрования.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ КИСЛОРОДА ЗА 5 СУТОК (БПК₅)

1.1. Методические указания предназначены для оценки ветеринарно-санитарного состояния рыбохозяйственных водоёмов. Особенно важны значения БПК₅ при выборе водоисточника для сооружения новых хозяйств.

1.2.Метод позволяет установить загрязнённость воды по количеству кислорода,

израсходованного за 5 суток на аэробное биохимическое разложение органических веществ, содержащихся в исследуемой воде (при 20⁰С в мг О₂/л).

2.1. Определение БПК₅ проводится в первоначальной или соответственно разбавленной пробе по разности между содержанием кислорода до и после инкубации в течение 5 суток без доступа кислорода и света.

2.2. Определение кислорода в воде можно проводить любым из существующих методов (йодометрическим определением по Винклеру, электрометрическим и др.).

3.1.Содержание кислорода в первоначальной или разбавленной пробе должно оставаться в течение всего периода инкубации таким, чтобы были обеспечены нормальные условия протекания аэробных биохимических процессов. Эти условия будут соблюдены, если анализируемая проба перед началом определения будет насыщена кислородом воздуха (приблизительно до 8 – 9 мг О₂/л при 20⁰С) и если во время инкубации произойдёт снижение концентрации кислорода на 2 мг/л или больше, но так, чтобы спустя 5 суток она составляла не менее 2 мг О₂/л.

4.1. Пробы с предполагаемым БПК₅ от 0 до 6 мг О₂/л исследуют без разбавления. Пробы с предполагаемым БПК₅ выше 6 мг О₂/л необходимо разбавлять. В случае, когда предполагаемое БПК₅ неизвестно, рекомендуется делать несколько разбавлений (1; 0,5; 0,2).

4.2. Рекомендуется следующее разбавление проб исследуемой воды:

Разбавление	Объём пробы в 1 л смеси, мл	Диапозон определяемого БПК5, мг/л	Округление результатов
1,0 0,5 0,2 0,1 0,05 0,02 0,01 0,005 0,002 0,001	Неразбавленная проба 20* 10* 5** 2** 1**	0 - 6 4 - 12 10 - 30 20 - 60 40 - 120 100 - 300 200 - 600 400 - 1200 1000 - 3000 2000 - 6000	0,1 0,2 0,5 1,0 2,0 5,0 10,0 20,0 50,0 100,0

 

* При отмеривании цилиндром необходимо провести добавочное разбавление.

** При отмеривании пипеткой необходимо провести добавочное разбавление.

 

 

4.3. Требуемое разбавление можно ориентировочно рассчитать по результату определения окисляемости; величину окисляемости воды, выраженную в мг/л. делят на 4 или 5. Полученный результат показывает, во сколько раз надо разбавить пробу.

5.1. При определении БПК₅ рН воды устанавлиается в пределах 6,5 – 8,5.

6.1. Пробы воды берут в чистые стеклянные сосуды ёмкостью 1 – 2 л с глубины 0,25 – 0,5 м от поверхности воды и не менее 10 – 15 см от дна, не допуская взмучивания грунта. Из проруби пробы берут на глубине 10 – 15 см от нижней поверхности льда. Для отбора глубинных проб применяют батометры. Перед взятием сосуд 2 – 3 раза ополаскивают водой из исследуемого водоёма.

6.2. Из больших водоёмов пробы берут в нескольких местах с учётом гидробиологических особенностей каждого участка (заросли, заболоченные участки, плесы и т.д.), в однотипных по гидробиологическим условиям водоёмах – в одном-двух местах на расстоянии 3 – 4 м от берега.

6.3. Пробы для определения БПК₅ не консервируют. К исследованию приступают не позднее 5 часов с момента отбора. При хранении проб при 3 – 4⁰С допускается исследование через 12 часов.

6.4. К отобранной пробе прилагают сопроводительный документ, в котором указывают наименование и местонахождение водоёма, дату отбора пробы, место (расположение от берега, глубина), метеорологические условия (температура воды в день отбора пробы и за предыдущие 10 дней, сила и направление ветра), особые обстоятельства, которые могут повлиять на результаты исследования, должность и фамилию лица, производившего отбор пробы.

7. Определение БПК₅

7.1. Исследуемую воду (при 20⁰) наливают в бутыль на ²/₃ объёма и аэрируют путём встряхивания или продувания воздуха. Затем с помощью сифона воду наливают в четыре склянки с притёртыми пробками. Лучше применять склянки с притёртыми пробками и пришлифованными колпачками. В таком случае при постановке склянок на пятисуточную инкубацию в колпачок наливается дистиллированная вода и склянки ставят вверх дном. Склянки без пришлифованных колпачков помещают в кюветы пробками вниз так, чтобы пробки были под водой, которую наливают в кюветы.

В двух склянках (параллельные пробы) кислород определяют не позднее чем

через 15 минут. Его содержание должно быть примерно 8 – 9 мгО₂/л.

7.3. Две другие склянки помещают в термостат при 20⁰С или при комнатной температуре (без доступа света) на 5 суток. Затем в них определяют содержание кислорода. Оно должно быть не менее 2 мг О₂/л.

8.1. Вычисляют БПК₅ неразбавленной пробы по формуле:

У = А₁ – А₂,

где У – искомое БПК₅ , мг О₂/л;

А₁ – содержание растворённого в воде кислорода до инкубации, мг О₂/л;

А₂ – содержание растворённого в воде кислорода после инкубации в течение пяти суток, мг О₂/л.

9.1. Определение БПК₅ методом разбавления проводят при его значении больше 6 мг О₂/л.

9.2. Испытуемую воду (20⁰С) смешивают с разбавляющей водой (20⁰С),согласно пунктов 4.1. – 5.1..

9.3. Разбавленную пробу аэрируют, наливают в склянки и определяют содержание кислорода так же, как при определении БПК₅ неразбавленной пробы (п.п. 7.1.- 7.3.). Для контроля определяют БПК₅ разбавляющей воды.

10.1. Вычисляют БПК₅ разбавленной пробы по формуле:

Х = В₁ – В₂ ,

Р

где Х – искомое БПК₅, мг О₂/л;

В₁ – концентрация растворённого в воде кислорода до инкубации, мг О₂/л;

В₂ – концентрация растворённого в воде кислорода после инкубации в течение пяти

суток, мг О₂/л;

Р – разбавление, т.е. доля объёма пробы в 1 л смеси пробы и разбавляющей воды

(см. п. 4.2.)

10.2. Для проб, исследование которых проводилось при нескольких разбавлениях, приводят результат того определения, где было израсходовано приблизительно 50% кислорода от первоначального его содержания.

11.1. При записи результатов отмечают разбавление (Р) и предварительную обработку пробы.

Оценка результатов

12.1. В зависимости от величины БПК₅ все водоёмы разделены на 3 категории (по среднеарифметической величине всех проб исследования на сезон эксплуатации водоёма).

Категория	Оценка	Величина БПК5 , мг О2/л
Первая	Чистые	До 7
Вторая	Загрязнённые	От 7 до 14
Третья	Грязные	Свыше 14

 

12.2. Водоёмы первой категории (чистые) наиболее отвечают ветеринарно-санитарным требованиям и могут эксплуатироваться без ограничений.

12.3. Допускается эксплуатация высокопродуктивных карповых прудов второй категории (загрязнённые). В таких прудах в течение сезона эксплуатации происходит колебание БПК₅ от показателей первой категории до показателей третьей. Водоснабжение водоёмов этой категории производится, как правило, из чистых водоисточников.

12.4. Водоёмы третьей категории не должны использоваться для карпового рыбоводства. Водоёмы этой категории необходимо выводить на летование или реконструировать систему водоснабжения, которая обеспечила бы надлежащее санитарное состояние.

12.5. При повышении БПК₅ до 20 мг О₂/л могут наступить заморные явления среди рыб. Поэтому необходимо принимать меры к его снижению путём увеличения его проточности, аэрации и других мер.

Аппаратура:

сосуды ёмкостью 1 – 2 л для отбора проб исследуемой воды;

склянки ёмкостью 150 – 300 мл с притёртыми пробками, калиброванные с точностью до 0,1 мл.;

термостат, установленный на 20⁰С;

устройство для аэрации (шары Ричардсона, компрессоры для аквариумов и др.);

пипетки на 1, 2, 5, 10 мл с делениями 0,1 мл;

цилиндры на 100, 250, 500 мл;

весы аптечные или рычажные;

весы аналитические.

Реактивы:

дистиллированная вода;

разбавляющая вода (готовится в день применения из дистиллированной воды, не содержащей меди, цинка, железа, хлора, хлорамина и органических веществ). К 1 л дистиллированной воды прибавляют по 1 мл следующих четырёх растворов, приготовленных из расчёта на 1 л дистиллированной воды из реактивов ч.д.а.:

1) фосфатно-буферный рН 7,2 (8,5 г КН₂РО₄; 21,75 г К₂НРО₄; 33,4 г Na₂НРО₄ · 7Н₂О и 1,7 г NH₄Cl);

2) сульфат магния (22,5 г MgSO₄ · 7H₂O);

3) хлорид кальция (27,5 г безводного CaCl₂);

4) хлорид железа (0,25 г FeCl₃ · 6H₂O).

Реактивы для определения растворённого в воде кислорода по методу Винклера.