Прямое определение фтора по методу С.М. Драчеву

В мерной колбе емкостью 1 л растворяют 0,3 г оксихлорида циркония. Отдельно растворяют 0,07 г ализаринмонофосфата натрия в 50 мл дистиллированной воды и медленно вливают раствор циркония при постоянном перемешивании.

Приготавливают смесь кислот:

­ разводят 112 мл концентрированной соляной кислоты до 500 мл дистиллированной водой;

­ прибавляют 37 мл крепкой серной кислоты к 400 мл дистиллированной воды и доводят по охлаждении до 500 мл.

К анализируемому раствору в литровой колбе приливают смесь кислот до метки и перемешивают. Через час реактив, изменивший свой цвет, готов к употреблению. Хранят его на холоде не более 60 дней.

Готовят стандартный раствор фтористого натрия, растворяя 0,221 г NaF в дистиллированной воде, доводя до 1 л. Рабочий раствор, содержит 0,11 мг фтора в 1 мл, приготавливают, разводя 100 мл запасного раствора до 1 л дистиллированной водой. Стандартный (запасной) раствор NaF, 1 мл которого содержит 0,01 мг фтора рассчитывается так:

NaF → F

42 19

как видно, 42 весовые части NaF соответствует 19 весовым частям фтора. Следовательно, 1 г. F будет соответствовать 42:19=2,21г. NaF. Если растворить в 1 л. дистиллированной воды 0,221 г фтористого натрия, то в нем будет содержаться 0,1 г. фтора, а в 1 мл. – 0,1 мг. Из этого раствора (запасного) берут 100 мл и разводят дистиллированной водой до 1 л. Таким образом, получают рабочий стандартный раствор, содержащий в 1 мл. 0,01 мг фтора.

Шкалу образцовых растворов готовят разделением 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 и 14 мл рабочего стандартного раствора до 100 мл дистиллированной водой, что соответствует содержанию фтора от 0,1; 0,2; 0,3; и т.д. до 1,4 мг в 1 л.

Методика исследования. В цилиндр из бесцветного стекла с отметкой 100 мл наливают испытуемую воду и прибавляют к ней и в цилиндры с образцовыми растворами точно по 5 мл ализаринцирконевой смеси из пипетки. Перемешивают и сравнивают испытуемую воду с образцовыми растворами.

При содержании фтора больше 1,4 мг/л испытуемую воду разбавляют. Необходимо стремиться, чтобы испытуемая вода и шкала были одинаковой температуры (в пределах 2^оС), так как усиление окраски зависит от
температуры. [7, 16 20, 21]

2. Проблемы использования воды на территории Уральского региона

Вода постоянно находится в движении, перемешиваясь с движением рек и морей, а также испаряясь с поверхности водоемов и выпадая затем в виде атмосферных осадков. Она аккумулирует тепло, влияет на распределение солнечной энергии на земле и образование различных по климатическим особенностям районов. Вода водоемов способна самоочищаться и обеззараживаться. Это сложный физико-химический процесс.[4]

Вода жизненно необходима. Она нужна везде – в быту, в сельском хозяйстве и промышленности. Вода необходима организму в большей степени, чем все остальное, за исключением кислорода.

Живой клетке вода требуется как для сохранения своей структуры, так и для нормального функционирования; она составляет 2/3 массы тела. Вода помогает регулировать температуру тела, служит в качестве смазки, облегчающей движение суставов. Она играет важную роль в построении и восстановлении тканей тела.

При резком сокращении потребления воды человек заболевает или его организм начинает хуже функционировать. Вода нужна не только для питья, она помогает также содержать человеку в хорошем гигиеническом состоянии свое тело, жилище и среду обитания.

Вода, которую мы потребляем, должна быть чистой. Болезни, передаваемые через загрязненную воду, вызывают ухудшение состояния здоровья, инвалидность и гибель огромного числа людей, особенно детей. Такие болезни, как брюшной тиф, дизентерия, холера, анкилостомоз, передаются, прежде всего, человеку в результате загрязнения водоисточников экскрементами, выделяемыми из организма больных.

Через воду могут передаваться инфекционная желтуха, туляремия, водная лихорадка, бруцеллез, полиомиелит. Вода подчас становится источником заражения человека животными паразитами – глистами. С загрязненной фекалиями водой в организм человека могут попадать яйца некоторых паразитических червей. В кишечнике они превращаются в паразитов (таковы аскариды, острицы). Наконец, через воду иногда происходит заражение лямблиями, которые поражают тонкий кишечник и печень.

Присутствие железа в воде не угрожает нашему здоровью. Однако повышение содержание солей железа в воде придает ей неприятный болотистый вкус. Если в такой воде постирать белье, на нем останутся ржавые пятна. Подобные же пятна появляются на посуде, раковинах и ваннах.

Иногда в питьевой воде встречается много солей соляной и серной кислот (хлориды, сульфаты). Они придают воде соленый и горько – соленый привкус. Употребление такой воды приводит к нарушению деятельности желудочно–кишечного тракта. Вода, в 1 л которой хлоридов больше 350 мг, а сульфатов больше 500 мг, считается неблагоприятной для здоровья.[18]

Содержание солей кальция и магния тесно связано другое свойство воды – ее жесткость. Сильно насыщенная солями вода причиняет массу неудобств: в ней труднее развариваются овощи и мясо, при стирке увеличивается расход мыла, накипь портит чайники и котлы, засоряет водопроводные трубы. Исследования ученых доказали, что существует определенная связь между употреблением жесткой воды и распространенностью некоторых болезней.

Вода также отвечает за зубы человека. От того сколько фтора содержится в воде зависит частота заболеваемости кариесом. Считается фторирование воды эффективно для профилактики кариеса.

Согласно современным научным данным, нитраты в кишечнике человека под влиянием обитающих там бактерий восстанавливаются в нитриты. Всасывание нитритов ведет к образованию метгемоглобина и к частичной потере активности гемоглобина в переносе кислорода.[14]

Без всякого преувеличения можно сказать, что высококачественная вода, отвечает санитарно – гигиеническим и эпидемиологическим требованиям, является одним из непременных условий сохранения здоровья людей.[1, 3]

При оценке экологической ситуации в Свердловской области всё большее значение приобретают гидрохимические методы, поскольку они являются основой для изучения распространения ингредиентов загрязнения в почвах, биоте, атмосфере, поверхностных водоисточниках. Поэтому обеспечение промышленных и сельскохозяйственных районов Свердловской области качественной питьевой водой имеет важное медико-социальное значение. Поскольку установлено, что именно качество питьевой воды сегодня является главным фактором риска для здоровья человека и животных.

Большинство крупных городов Уральского региона испытывают острый дефицит в воде питьевого качества, так как речные системы загрязнены тяжелыми металлами (превышение ПДК составляет по меди (Сu) в 30-100 ПДК, по цинку (Zn) в 4-30 ПДК, по марганцу (Mn) в 8-24 ПДК, по железу общему (Fe) в 4-14 ПДК) [10].

Несмотря на то, что за период с 1990 по 1997 гг. произошло резкое снижение промышленного производства, как свидетельствует анализ данных, приведенных в «Государственных докладах» за 1994-1997 гг., поступление тяжелых металлов в речные системы Свердловской области не только не уменьшилось, но в некоторых случаях и существенно возросло. В последние годы загрязнение речных вод сбросами промышленных предприятий постепенно снижается.[8]

В результате многолетних исследований механизмов саморегуляции функционирования биологической составляющей водных экосистем показано участие внешнего метаболизма водного макро- и микрофитоценоза в поддержании их гомеостаза за счет активации процессов бактериальной детоксикации загрязнений, повышения резистентности зоопланктона к действию ксенобиотиков, регуляции репродуктивных бактерио- и зоопланктона [15].

Чётко обозначившиеся в последние годы (40-50лет) техногенные процессы стали решающим фактором преобразования природной среды Уральского региона.

Согласно данным, представленным на «Карте экологическая ситуация промышленных районов Свердловской области» от 1993 г., загрязнение водной среды за счёт непосредственных выбросов промышленных и хозяйственно-бытовых стоков в гидросеть и на почвы местности, происходит почти по всей речной сети района.

Таким образом, анализ использования водных ресурсов в нашей области, а также состояние природных водоисточников приводит к следующим выводам:

1) природные богатства истощены;

2) в сфере потребления и охраны господствуют экстенсивные технологии;

3) имеются огромные непроизводительные потери воды;

4) высока и совершенно неоправданна с позиций мировых технологических достижений водоёмкость отечественного производства [15].

3. Первоуральско-Ревдинский животноводческий комплекс
и его влияние на загрязнение реки

Большая концентрация промышленных объектов на территории Свердловской области определяет ограниченность водных ресурсов и высокую подверженность рек и подземных вод антропогенному воздействию, что оказывает негативное влияние на здоровье людей и домашних животных.

Для рек Свердловской области характерно смешанное питание с преобладанием снегового, которое в среднем составляет 40-70% от годового стока. Следовательно, высокая загрязненность снежного покрова центральной части региона усугубляет общее экологическое неблагополучие уральских рек.

В Первоуральский животноводческий комплекс входит ряд животноводческих объектов: «Птицефабрика Первоуральская», «СХП Первоуральский». Их воздействие контаминантами на водную экосистему значительно. В последние годы объем производства сельскохозяйственной продукции в Первоуральском городском округе возрос. Вместе с этим возрастает нагрузка на объекты водоснабжения.

Хозяйственно-фекальные и навозные стоки являются наиболее загрязненными и опасными в санитарно-эпидемиологическом и эпизоотологическом отношении. Сточные воды содержат минеральные взвеси, органические вещества, способные легко разлагаться и загнивать, химические соединения, нередко ядовиты. В этих водах почти всегда имеются яйца гельминтов и патогенные микроорганизмы. Необходимость исследования сточных вод возникает при определении санитарных условий спуска их в водоемы и при осуществлении санитарного надзора за действием очистных сооружений.

На фоне общего антропогенного воздействия в Первоуральско–Ревдинском промузле загрязнения животноводства представляют основную часть по загрязнению органическими веществами.

Согласно нашим данным, в указанный период значительно изменялась жесткость воды (от 17,6 до 1,8 мг-экв/л). В зависимости от времени проведения анализов наблюдались разные уровни накопления в воде соединений азота, аммиака, нитратов, нитритов. В разные периоды наблюдений выявлены большие колебания в содержании таких элементов как бор, калий, марганец, железо, медь, а также изменения в концентрациях хлор и сульфат ионов, что, очевидно, обусловлено периодичностью попадания в воды загрязняющих веществ от промышленных предприятий, в том числе от аэрогенных выбросов последних. За все время исследований в реке Чусовой не обнаружились фекальные загрязнения, мышьяк, синильная кислота. Примерно на одинаковом уровне в течение всего периода наблюдений сохранялось загрязнение воды соединениями фтора – 0,15-0,21 мг/л, что характеризует данные вещества как постоянно присутствующие в реке Чусовой ингредиенты, не подвергающиеся элиминации в процессе естественного самоочищения водоема. Следует отметить, что последнее, по всей вероятности, указывает на дестабилизацию реакций водных, растительных и животных организмов, микрофлоры, планктона, в связи с высокой техногенной нагрузкой на водную экосистему. Наибольшей загрязненностью по всем показателям вода в реке Чусовой характеризуется в течение 3 квартала 2008 года. Так, содержание хлоридов в воде в это время соответствовало 2 ПДК. Концентрация соединений азота в этот период также во много раз превышала уровень ПДК: аммиака в 38 раз, нитритов в 16, нитратов в 4 раза. Тем не менее, в динамике изменения уровня содержания последних имела место положительная тенденция к снижению в течение следующего периода до нормальных показателей, не превышающих ПДК.[3, 11, 12]

4. Результаты исследований

В Таблице 4.1. представлены результаты исследования воды реки Чусовой. При использовании химических методов определения качества воды получен объем информации о состоянии вод р. Чусовой в районе влияния Первоуральско–Ревдинского промышленного центра, в том числе животноводческих объектов.

Таблица 4.1. Показатели загрязнения воды в реке Чусовой в течение 2009 года вблизи Первоуральско-Ревдинског животноводческого комплекса

Показатели