Классификация природных вод по минерализации

Республика Тыва – это тот край, в котором есть природные источники, озера, издревле используемые местным населением в лечебных целях. Термальные, углекислые, радоновые, железистые, соленые, кислые природные воды и рассолы – это еще не полный перечень названий, выявленных минеральных и пресных вод.

Монгун-Тайгинский район расположен в юго-западной части республики и отдален высокими хребтами как от остальной территории Республики Тыва, так и от Республики Алтай. Земли занимают самые труднодоступные места, граничат с землями Бай-Тайгинского, Овюрского районов, Горного Алтая и Монголии. Это высокогорный и обособленный район Республики Тыва. Рельеф района высокогорный. Высота над уровнем моря достигает 3976 метров. В связи с суровыми климатическими условиями, отдаленностью и труднодоступностью района, почти полным отсутствием леса и своеобразным сочетанием тундр, лугов, степеней высокогорного пояса данные земли могут использовать только для пастбища. Основой экономики района является сельское хозяйство, специализированное на мясном животноводстве (сарлыководстве) и овцеводстве. Растениеводство не развито в связи с суровыми климатическими условиями (продолжительная холодная зима, очень короткое лето, короткий вегетационный период).

Цель работы:

• изучение химического состава четырех (Кара-Суур, Бел 1, Бел 2, Мугур) минеральных вод, находящихся на территории села Мугур-Аксы Монгун-Тайгинского района республики Тыва.

Актуальность работы заключается в том, что почти все источники нашего района мало изучены, но при этом местные жители используют аржааны для лечения многих заболеваний. Несмотря на малоизученность, эти источники очень хорошо известны и активно используются местным населением в лечебных целях.

При изучении данных источников в Монгун-Тайгинском районе республики Тыва ставились следующие задачи:

• ознакомление с разными литературными источниками об минеральных источниках;

• сбор информации об этих источниках от пожилых людей и от местных жителей, хорошо знающих эти источники;

• описание географического место расположения источников и составление карт-схем местности;

• отбор пробы воды;

• определение химического состава воды;

• вывод, сравнение состава источников.

Объекты исследования – водные источники: Кара-Суур, Бел1, Бел2, Мугур, находящиеся на территории Монгун-Тайгинского района республики Тыва.

Предметы исследования – пробы вод, взятые из этих источников.

Для изучения химического состава воды, нужно определить следующие параметры: рН, жесткость, содержание ионов кальция и магния, содержание хлорид-, сульфат-, нитрат-ионов, содержание ионов железа и свинца.

При исследовании воды источника использованы титриметрический метод и качественные реакции на некоторые ионы.

1. Теоретическая часть

1. Классификация природных вод по минерализации

К настоящему времени опубликовано несколько десятков классификаций, основанных на различных принципах и имеющих разное практическое применение и значение. Всеобъемлющей универсальной классификации еще не создано. Существующие классификации, в зависимости от того, какие величины взяты в основу, можно разделить на классификации по химическому составу и классификации по величине минерализации.

Под минерализацией понимают суммарное содержание в ней всех найденных при химическом анализе минеральных веществ.

Наблюдаемый диапазон величин минерализации вод в природе чрезвычайно велик. Так, средняя минерализация атмосферных осадков на севере всего 10 мг/л. Минерализация снега в Антрактиде еще ниже – 1-1,5 мг/л. В то же время минерализация рассолов выражается часто первыми сотнями граммов в литре.

Существует несколько классификаций вод по величине минерализации, в которых в зависимости от практического назначения или из других соображений выделяются различные градации минерализации.

В гидрогеологии популярна классификация Овчиникова:

Классификация вод Минерализация (г/л)

Ультрапресные > 0,2

Пресные 0,2-0,5

Пресные воды с относительно повышенной минерализацией 0,5-1,0

Солоноватые 1,0-3,0

Соленые 3,0-10,0

Воды повышенной солености 10,0-35,0

Более основанной в научном и практическом отношениях является дробная классификация Н. И. Толстихина, которая может быть использована как для пресных, так и для соленых вод и рассолов:

Классификация вод Минерализация (г/л)

Пресные 0,01-1,0

а) наиболее пресные 0,01-0,03

б) очень пресные 0,03-0,1

в) нормально пресные 0,1-0,5

г) пресноватые 0,5-1,0

Солоноватые 1-10

а) слабосолоноватые 1-3

б) сильносолоноватые 3-10

Соленые 10-50

а) слабосоленые 10-35

б) сильносоленые 35-50

Рассолы >50

а) слабоконцентрированные 50-100

б) крепкие 100-270

в) очень крепкие 270-350

г) сверхкрепкие >350

Следует отметить, что границы подгрупп в классификации Толстихина выделены несколько условно. Наибольшее применение эта классификация получила в гидрохимии, рассматривающей формирование поверхностных вод.

Классификация по величине минерализации не учитывают особенностей относительного ионного состава. Однако учет минерализации необходим, поэтому эти классификации должны дополнять другие классификации, основанные на других принципах.

2. Химический состав природных вод.

Химический состав природных вод разнообразный. Вещества, присутствующие в воде, подразделяют на группы:

1. Главные ионы основного солевого состава:

Cl-,SO42-, HCO3-, CO32-;

Na+, K+,Ca2+, Mg2+;

В морской воде содержится, кроме того, борная кислота и ее ионы (H3BO3 , H2BO3 - ),а также F- , Br- Sr2-.

Концентрации выражаются в г/дм3 или в г/кг воды.

Единица измерения концентрации солей г/кг воды называется промилле и обозначается 0/00.

Соотношение концентраций главных ионов в пресной воде следующее:

[HCO3-] >[SO42-]>[Cl-]

[Ca2+]>[Mg2+]>[Na+]

[ ] - условное обозначение концентрации.

В морской воде наблюдается противоположная ситуация:

[Cl-]>[SO42-]> HCO3-]

[Na+]> [Mg2+]> [Ca2+]

2. Органические вещества (белки, ферменты, углеводы и др. ).

Концентрация их выражается в мг/дм3.

3. Растворенные газы (N2, O2, CO2, Ne, Ar, NH3, CH4, H2S) Газы попадают в природные воды из атмосферы, а также в результате минерализации органического вещества.

Формы выражения концентраций: мг/дм3,мл/дм3,мл/кг (0/00 по объему).

4. Биогенные вещества – соединение азота, фосфора и кремния(NH4+, NO2-, NO3-, H2PO4-, НPO42-, РО43-, H4SiO4, HSiO3-). Концентрация веществ выражается в мкг/дм3.

5. Микроэлемены – это все остальные элементы, не вошедшие в предыдущие группы (соединения Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Au, Ag и другие).

Концентрация измеряется в мкг/дм3.

6. Загрязняющие вещества. К ним относятся соединения токсичных металлов (ртути, свинца, кадмия, меди, цинка и др. ), нефть, нефтепродукты, фенолы, хлорорганические соединения, синтетические поверхностно-активные вещества и др. Концентрация выражается в мг/дм3(мг/л).

3. Аржааны Республики Тыва.

В географическом центре Азии, там, где берет начало могучий Енисей и где проходит один из крупнейших в мире водоразделов – хребты Тыва-Ола и Сенгилена, - лежит древняя страна аратов-кочевников – Тыва (Тува).

В этой стране, расположенной на стыке южносибирских лесов и центральноазиатских пустынь, все поражает разнообразием флоры и фауны: на сравнительно небольшой территории соседствуют северный олень и снежный барс, с одной стороны, «корабль пустынь « и крохотный «кенгуру « – тушканчик, песчаных степей житель, - с другой. Над бескрайними степями Тыва парит гордый орел – символ мужества и стойкости (танец орла исполняют борцы хуреша – национальная борьба), а над голубыми зеркалами озер стонет белокрылая чайка. На суровом высокогорье обитают удивительные животные – сарлыки (яки), а на прекрасных альпийских лугах – буйство цветов и красок. В этой стране древних кочевников, потомки которых сохранили уникальное музыкальное искусство – хоомей (горловое пение), имеющее пять разновидностей – от высокого обер-тонного сыгыта до мощно-величавого низкого каргыраа – мечтал побывать великий Ричард Фейнман – лауреат Нобелевской премии. К сожалению, величайший физик современности не успел осуществить свою мечту, но побывал в Тыва, и не раз, его друг – географ и писатель Ральф Лейтон. Он написал книгу «Tuva or Bust» («Тува во что бы то ни стало»), изданную в Америке. В этой книге он рассказал о нашей Тыва и о мечте знаменитого американского ученого.

Республика Тыва, самая молодая в Российской Федерации, вошла в ее состав в 1944 году. Население составляет немногим более 360 тысяч человек. Площадь – 170,5 тысячи квадратных км. Этой земли почти не коснулась промышленная экспансия XX века: на ее пути неприступно стояли Западный и Восточный Саяны. Экономика республики, безусловно, от этого много потеряла, зато практически не пострадала природа. Тыва, пожалуй, один из немногих более или менее экологически благополучных регионов бывшего Союза ССР.

Природа горной республики неповторима тем, что здесь в вековечном экологическом равновесии сосуществуют почти все природно-климатические зоны Северного полушария – от высокогорной тундры до знойной пустыни. Отсюда и разнообразие природных источников, озер, издревле используемых местным населением в лечебных целях. Лечебные источники на тувинском языке называются аржаанами. Слово «аржаан» (у монголов и бурят –«аршан», у киргизов – «арашан») уходит корнями в древний санскритский язык и означает – святая или целебная вода. В традиционном быту Тыва культ аржаанов был велик: с ними связывали здоровье тела и духа как отдельного человека, так и рода в целом.

Обычно аржааны открывали ламы-врачи, шаманы или «знающие люди» (по-теперешнему, видимо, экстрасенсы), которые при стечении народа освящали источники, давали советы – от каких хворей и напастей как лечиться. Аржааны почитали и бережно хранили. Ежегодно в каждом аале, в каждом арбане (аал, арбан – стойбища тувинских кочевников-скотоводов, ведущих родоплеменной образ жизни) проводили Дни Аржаана: Аржаан дагыыры – освящение источника, Аржаан ажаары – ритуал ухода за ним, Аржаан чалаары – «приглашение» аржаана. Последнее – это особый ритуал отбора воды источников в посуду, которую приносили с собой страждущие. С него начинался «аржаанный сезон». Вот как это описывается в одной легенде-были: «Праздник «приглашения « аржаана был одним из больших празднований, сопровождавшихся народными гуляньями, скачками, хурешом. Проводился он в середине лета, когда, по словам стариков, аржаан «созревал» и набирал целебную силу. На закате солнца весь аал, весь арбан собирался на поляне перед Кара-Дагом (Черная гора), где пробивался из толщи земли вожделенный источник. На большие черные камни складывали лакомые кусочки мяса, другой снеди и возжигали огонь. Это – сан-салыры – было подношением духу аржаана, который являлся шаманам в образе человека. Каждый аржаан имел своего духа – женщину или мужчину. Присутствующие, сидя на коленях, молитвенно сложив руки и закрыв глаза, монотонно покачиваясь, про себя воздавали хвалу аржаану, его духу и испрашивали исцеления для себя, родных и близких, для всего рода. Затем каждый привязывал к веточкам деревьев или кустарников, росших около источника, белые, розовые или голубые ленточки – чалама. После этого девочка, заслужившая звание самой прилежной и трудолюбивой в этих местах, набирала воду аржаана в серебряный ковшик и разливала всем присутствующим. Посуда могла быть самой разной, но каждая семья старалась держать для этой цели серебряный Тыва – высокий чеканной работы чайник. » (А. Ламажаа «Удивительные встречи»).

Традиция народа Тыва лечиться на аржаанах сохранилась и по сей день. Ежегодно с середины июля по вторую половину августа (время «созревания» аржаанов) тысячи людей отдыхают и лечатся на целебных водах, в основном «диким», стихийным образом. Подобное лечение на природных источниках характерно не только для Тыва, но и Бурятии, Хакасии, Горного Алтая, других регионов Восточной Сибири и Дальнего Востока, Монголии. Но в масштабном плане этот феномен сохранился практически только в Туве, чему способствовали прочность традиции, меньшая степень урбанизации, экологическое благополучие природной среды и, конечно же, экологическая чистота вод природных источников. Курс лечения прост и традиционен: он занимает от 7 до 9 дней, реже до 14 и 21 дня, и включает питье, полоскание, душ, ванны.

К минеральным аржаанам относятся лечебные источники, которые по своим характеристикам, химическому составу соответствуют общепринятым в бывшем Союзе и, соответственно, в настоящее время в Российской Федерации, нормам для лечебных минеральных вод. По определению лечебными называются минеральные воды разной степени минерализации, содержащие биологически активные химические компоненты, в количествах равных или больших, чем бальнеологические нормы. В случае отсутствия или меньшего содержания таких компонентов к лечебным относятся только воды с общей минерализацией не менее одного грамма на литр, и называются они лечебными минеральными водами без специфических компонентов и свойств. Лечебным фактором при этом выступает общий ионно-солевой состав.

К лечебным гидроминеральным ресурсам Тыва относятся также соленые и грязевые озера, которые, как и аржааны, испокон веку используются местным населением для исцеления от многих недугов.

К настоящему времени на территории Республики Тыва зарегистрировано и исследовано 50 проявлений гидроминеральных ресурсов, в т. ч. 37 проявлений минеральных источников и 13 соленых и грязевых озер. Разнообразие природно-климатических зон предопределило то, что на территории маленькой Тыва встречаются практически все типы минеральных вод: углекислые и азотные (с сероводородом) термы, углекислые и сероводородные холодные источники, соленые и кислые воды, радоновые, мышьяковистые, железистые, иодо-бромные - от ультрапресных, но содержащих специфические бальнеологически активные компоненты до крепких рассолов.

Итак, Тыва богата природными лечебными водами - солеными и грязевыми озерами, минеральными и пресными аржаанами. Сама природа определила им немаловажное значение в жизни населяющего эти места народа. Использование их в лечебных целях происходит в основном стихийным образом. Это обусловливает необходимость контроля за экологическим и санитарно-бактериологическим состоянием природных водных лечебных ресурсов. Многие аржааны, соленые и грязевые озера имеют уникальные свойства и находятся в особых природно-климатических условиях, в живописных местах Тыва. Для сохранения их необходимо придание им особого статуса - охраняемых территорий с ограничением хозяйственной деятельности. Это особенно актуально в настоящее время, когда развитие рыночных отношений инициировало предпринимательскую деятельность. К аржаанам, которым необходимо придать статус охраняемых территорий, в первую очередь можно отнести следующие: минеральные: Шивилиг, холодный, ультрапресный, радоновый (Бай-Тайга); Улаатай, холодный, минерализованный, радоновый (Овюр); Дустуг-Хем, холодный, минерализованный, радоновый (Бай-Тайга); Ажыг-Суг, холодный, минерализованный, кислый (Чаа-Холь); Тарыс, термальный, сероводородный (Кунгуртуг); Чойган, комплекс термальных и холодных углекислых вод (Тоджа).

Пресными аржаанами называются природные источники, имеющие славу лечебных, но по своим характеристикам и химическому составу не подпадающие под официально признанное определение лечебных минеральных вод. Общая минерализация их - менее одного грамма на литр, это, в основном, пресные и ультрапресные воды со средней температурой на выходе из-под земли от 3 до 7 градусов Цельсия. Количество таких источников на территории республики почти в три раза больше, чем минеральных аржаанов. Находятся они практически повсеместно, большинство из них - в доступных местностях, недалеко от транспортных и энергетических коммуникаций. К настоящему времени исследовано более 60 проявлений пресных аржаанов.

В 60-х годах ученые квалифицировали эти источники как "лжеаржааны", т. е. отказали им в лечебных свойствах на основании господствующих научных воззрений о лечебных минеральных водах. Наука-наукой, а факт остается фактом: местное население избавляется на пресных источниках от многих недугов. Это выделяет их в "особую статью" и требует комплексного подхода для выявления их лечебного действия. В этом отношении Проблемной лабораторией по природным водным лечебным ресурсам Республики Тыва (коротко - Проблемной лабораторией по аржаанам), созданной в 1993 году, проводятся исследования не только химического состава вод источников, но и микробиологического состава (для выявления биологически активных микроорганизмов), ведется гелиометрическая съемка по всем аржаанам (это позволит выявить происхождение вод – глубинное или грунтовое), проводятся магнитометрическое (выявление возможных локальных геомагнитных аномалий) и радиометрическое (для выяснения уровня радиоактивности) исследования территорий аржаанов. В перспективе необходимо было бы проводить и гравиметрическую съемку (для выявления геоположительных и геопатогенных зон). Необходимо изучение и некоторых физических параметров вод пресных источников, хотя бы косвенно показывающих степень их молекулярной структурированности. Также надо исследовать влияние пресных источников на различные химические и биохимические процессы с целью выявления активированного состояния вод.

Для выявления лечебного действия пресных аржаанов лаборатория привлекает медицинских работников - ученых и практических врачей. В случае подтверждения лечебных свойств пресных аржаанов, по-видимому, последует необходимость пересмотра основ учения о лечебных природных водах, как по их классификации, в настоящее время основанной только на макрохимическом составе, так и по механизму действия лечебных факторов, который в настоящее время объясняется, в основном, с фармакологической точки зрения .

1. 4. Исследованные природные источники Монгун-Тайгинского района

Аржаан Ала-Тайга расположен в Монгун-Тайгинском районе, примерно в 25 км к северо-западу от п. Кызыл-Хая. Температура воды 6,5 градуса Цельсия, макрохимический состав - гидрокарбонатный магниево-кальциевый, общая минерализация - 0,14 г/л. Радон не обнаружен.

Источник популярен среди местного населения как излечивающий "болезнь скота" (мал аарыы), по медицинской терминологии это бруцеллез. Приведем свидетельства людей (записаны со слов очевидцев в 1989 году автором этих строк).

Работник профсоюзных органов (в то время), 50-ти лет, житель тех мест: "В детстве я сильно болел, родители говорили, что это "мал аарыы". Как сейчас понимаю, наверное, это был бруцеллез. Мне было семь лет, я лежал в постели, не то чтобы ходить, сидеть, но даже переворачиваться с боку на бок без посторонней помощи немог. Руки, ноги скрючены были. Однажды отец повез меня на аржаан Ала-Тайга и по несколько раз в день сажал под холодную струю источника и давал пить воду. Дня через три я уже мог передвигаться самостоятельно, а через неделю совершал прогулки по горам вокруг аржаана. С тех пор я этому аржаану молюсь "

Чабан, 70-ти лет, житель тех мест: "В молодости у меня сильно болели суставы. Думаю, что это была "болезнь скота " бруцеллез. По совету знакомых полечился я на аржаане Ала-Тайга, с тех пор не знаю, что такое суставные болезни. Мы с семьей ежегодно либо находим время, чтобы поехать и отдохнуть на этом аржаане, либо "приглашаем" его через своих знакомых. Мы, уверены - вода источника целебна".

"Болезнь скота" - распространенное среди чабанов и скотоводов заболевание. Вызывается оно патогенными бактериями - бруцеллезными палочками (бруцеллами), находящимися в крови зараженных животных. Анализ химического состава аржаана Ала-Тайга пока не подтверждает бактерицидного, т. е. убивающего бактерий, действия воды данного источника. Возможно, лечебный эффект обусловлен физическими свойствами и вероятным активированным состоянием воды под влиянием локальных геофизических аномалий. Необходимы дополнительные исследования

В том же районе у подножия горы Малый Монгулек выходит аржаан Аспаты. Источник снискал популярность среди населения как излечивающий глазные заболевания, вплоть до избавления от наступающей потери зрения.

Это ультрапресный источник (минерализация – менее 0,1 г/л), с температурой воды 1,5 градуса Цельсия, по макрохимическому составу гидрокарбонатный магниево-кальциевый. Радон не обнаружен. Источник обращает на себя внимание высоким содержанием органических веществ, из них летучих фенолов в 1,5 раза выше предельно-допустимых концентраций (ПДК) для питьевых вод, нафтеновых кислот - 0,44 мг/л. Лечебное действие воды источника на глазные заболевания может быть обусловлено бактерицидными свойствами фенолов.

1. 5. Географическое место расположение источников Кара-Суур, Бел1, Бел2, Мугур.

Источник Кара-Суур расположен на территории Монгун-Тайгинского района, примерно в 8 км к северо-востоку от села Мугур-Аксы. Кара-Суур расположен в южных склонах Цаган-Щибету.

Аржаан Бел 1 и Бел 2 расположены в Монгун-Тайгинском районе, в южных склонах Цаган-Шибету, в восточной стороне села Мугур-Аксы, примерно на расстоянии 1 км, является левым притоком реки Каргы. Расстояние между этими аржаанами (Бел 1 и Бел 2) примерно 200-250 метров.

Аржаан Мугур расположен в Монгун-Тайгинском районе, примерно в 500 метрах от села Мугур-Аксы, в южной части реки Мугур. Находится в западной части Бижиктиг Хая.

Перед тем как использовать лечебную воду совершают национальный обряд.

2. Экспериментальная часть.

2. 1. Определение кислотности

В пробу исследуемой воды опускают индикаторную бумагу. Цвет индикаторной бумаги сравнивают со шкалой универсального индикатора и определяют рН раствора.

2. 2. Определение общей жесткости воды

Жесткость воды выражается числом миллиграмм – эквивалентов кальция и магния в 1л воды. Индикатором служит хромоген черный. Анализируемую воду подщелачивают до рН=10, прибавляя аммонийную буферную смесь, и титруют раствором трилона Б:

Ca2++Hind(CaInd-+H+ вино-красный

Mg2++Hind2-(MgInd-+H+ вино-красный

Учитывая, что константы нестойкости комплексов Са2+ и Mg2+ с трилоном Б гораздо меньше, чем соответствующие комплексы с индикаторами, последние разрушаются:

CaInd + Na2(H2Tr)(Na2(CaTr) + Hind- + H+ винно-красный синий

MgInd-+Na2(H2Tr) Na2(MgTr) + Hind- + H+ винно-красный синий

Появление синей окраски раствора укажет на окончание реакции.

Общую жесткость воды вычисляют по формуле:

Ж = , где Н * Na2(H2Tr) – нормальная концентрация раствор трилона Б,

V Na2(H2Tr) - объем рабочего раствора трилона Б, затраченного на титрование (в мл), V H2O – объем анализируемой воды, взятой для титрования (мл).

По общей жесткости воды делятся на: мягкие – до 4 мг-экв/л, жесткие – 8-12 мг-экв/л и очень жесткие – более 12 мг-экв/л.

Методика определения:

В колбу для титрования взять пипеткой 100 мл исследуемой воды и прилить 5 мл аммонийной буферной смеси. Прибавить 20-30 сухой смеси индикатора хромогена черного до появления хорошо заметной, но не очень темно винно-красной окраски.

Титровать воду 0,05 н. раствором трилона Б до перехода винно-красной окраски в синюю. В конце титрования раствор комплексона прибавить по одной капле, чтобы красноватый оттенок совершенно исчез. Повторить титрование 2-3 раза и из сходящихся отчетов взять среднее.

2. 3. Определение содержания ионов кальция и магния.

Главными источниками поступления кальция в природные воды являются процессы химического выветривания и растворения минералов, прежде всего известняков, доломитов, гипса, а также кальцийсодержащих силикатов.

Содержание ионов кальция в исследуемой воде определялось комплексонометрическим методом. Метод основан на образовании комплекса ионом кальция с анионом этилендиаминтетрауксусной кислоты, который устойчив сильнощелочной среде при рН 12-13 (достигается добавлением 2н раствора NaOH). Комплекс ионов магния в такой среде разрушается, и магний выделяется в виде гидроксида.

При титровании раствором трилона Б отсутствие свободных ионов кальция обнаруживается индикатором – сухой смесью мурексида и хлорида натрия. Раствор мурексида с кальцием окрашен в вино-красный цвет, а свободная форма индикатора в фиолетовый. Для устранения влияния гидрокарбонат- и карбонат – ионов титрование проводится сразу после добавления гидроксида натрия, иначе в щелочном растворе ионы кальция связываются в карбонат кальция.

Вначале определяют суммарное содержание ионов Ca2+ и Mg2+ , титруя раствором трилона Б в присутствии хромогена черного. Затем находят содержание только ионов Ca2+ , титруя раствором трилона Б в присутствии индикатора мурексида. По разности этих двух определений находят содержание ионов Mg2+.

Методика определения:

Берут 50 мл анализируемой воды, приливают 5 мл аммонийной буферной смеси, 25-30 мг хромогена черного и титруют 0,05 н. раствором трилона Б до перехода винно-красной окраски раствора в синюю. Титрование повторяют 2-3 раза и берут среднее значение. Содержание кальция и магния. Вместе взятых, можно найти по формуле: m(Ca2++Mg2+) = , где Н*Na2(H2Tr) – нормальная концентрация трилона Б,

V Na2(H2Tr) – объем рабочего раствора трилона Б, затраченный на титрование (мл),

V воды – объем анализируемой воды.

Для определения содержания кальция: берут 50 мл анализируемой воды, приливают 2,5 мл 2 н. раствор гидроксида натрия, 30-40 мг смеси индикатора мурексида и приступают к титрованию 0,05 н. раствором трилона Б до появления сине-фиолетовой окраски, не исчезающей в течение 2-3 мин. Титрование повторяют 2-3 раза и берут среднее значение.

Содержание кальция вычисляют по формуле, как и суммарное содержание кальция и магния.

Количество магния находят так:

MMg2+= m (Ca2++Mg2+) – m Ca2+

2. 4. Определение содержания хлорид-ионов (Cl-)

ПДК для хлоридов в питьевой воде равна 359 мг/л, для поверхностных вод – 250 мг/л. Повышенное содержание хлорид-ионов изменяет вкусовые качества воды. Концентрация хлоридов 1500 мг/л опасна для крупного рогатого скота, овец, домашних животных и домашней птицы, а в концентрациях 4000 мг/л они вызывают гибель.

Могут оказать токсичное действие на некоторые растения в концентрациях 100-350 мг/л. Для водных организмов хлориды малотоксичны.

2. 5. Определение содержания сульфат ионов (SO42-)

Смертельная доза сульфат-ионов для человека – 45 г/л, для крупного рогатого скота – 2000 мг/л. Концентрация SO42- 1000-2000 мг/л вызывает у человека расстройство желудочно-кишечного тракта. Установлено, что сульфаты оказывают вредное действие на бетон гидротехнических и других сооружений. В России ПДК сульфат-ионов для питьевой воды равна 400 мг/л.

Методика определния:

К 5 мл исследуемой воды в пробирке прибавляют 3 капли соляной кислоты и 10-15 капель BaCl2. По образовавшемуся осадку оценивают содержание SO42- в исследуемой воде, пользуясь таблицей 6.

Определение концентрации сульфат-ионов.

Таблица 6.

Характер осадка Концентрация сульфат-ионов, мг/л

Слабая муть, проявляющаяся через несколько минут 1-10

Слабая муть, проявляющаяся сразу 10-100

Сильная муть 100-500

Осадок, который быстро осаждается на дно пробирки Более 500

2. 6. Определение содержания нитрат-ионов.

Опасность нитратов оценивают не только по их содержанию в среде, но и по наличию условий, способствующих их восстановлению в нитриты (недостаток или избыток влаги, интенсивность солнечной радиации и др. ). Нередки случаи тяжелых пищевых отравлений людей продуктами с высоким содержание нитратов, в частности дынями, яблоками, персиками.

Повышенное содержание нитрат-ионов замедляет тканевое дыхание, влияет на деятельность щитовидной железы, развивает опухоли. Взрослые имеют развитую ферментативную систему и в меньшей степени реагируют на нитрат-ионы, чем дети, у которых она развита еще слабо.

Особо чувствительны к нитратам жвачные животные.

ПДК нитрат-ионов в воде равна 9,1 мг/л.

Методика определения:

К 1 мл пробы воды в пробирке по каплям вводят дифениламин. Содержание нитрат-ионов оценивают по интенсивности окраски, используя таблицу 7.

Определение концентрации нитрат-ионов

Таблица 7.

Цвет раствора Концентрация нитрат-ионов, мг/л

Бледно-голубой От 0,001 до 1

Голубой От 1 до100

синий Более 100

2. 7. Определение содержания общего железа

Соединение железа для людей и теплокровных животных при введении внутрь малотоксичны. Малые концентрации железа могут оказаться губительны для рыб (например, для щуки, линя, форели-1-2мг/л).

Железо в концентрации более 0,05 мг/л придает воде желтоватую окраску, а в концентрации 1 мг/л металлический привкус.

ПДК железа в воде равна 0,05 мг/л.

Методика определения:

К 10 мл исследуемой робы воды в пробирке прибавляют 2-3 капли концентрированной HCI, 1-2 капли пероксида водорода и смесь перемешивают. Затем добавляют 0,2 мл раствора роданида аммония и снова смесь перемешивают по интенсивности полученного окрашивания определяют содержание железа, используя таблицу 8.

Определение концентрации общего железа.

Цвет раствора Концентрация общего железа, мг/л

Окрашивания нет Меньше 0,05

Едва заметный желтовато-розовый 0,05-0,1

Слабый желтовато-розовый 0,1-0,5

Желтовато- розовый 0,5-1,0

Желтовато-красный 1,0-2,0

Красный Более 2,0

Уравнение реакции, лежащее в основе определения железа:

FeCl3+3NH4SCN—Fe(SCN)3+3NH4Cl

2. 8. Определение содержания ионов свинца.

Все соединения свинца и сам металл ядовиты. В организме человека свинец удерживается белками эритроцитов, затем поступает в плазму крови и, наконец, достигает почек, печени и др. органов. В костях свинец накапливается постепенно и остается надолго в них. Время от времени происходит выделение свинца из костей, что может стать причиной неожиданного развития симптомов острого отравления. Поражение десен, расстройство кишечника, заболевание почек, сосудов и центральной нервной системы, угнетение синтеза белка, отрицательное воздействие на генотипический аппарат клетки – все это результат отравления свинцом.

Кроме этого, свинец имеет свойство накапливаться в волосах (более 9 мкг/г) у детей отмечаются отклонение в зрительном восприятии, увеличивается число ошибок и др. Среднее содержание свинца в волосах обследованных детей г. Владивостока повсеместно превышает 9мг/г и составляет, в основном 0,01мг/л.

Методика определения:

В пробирку помешают 10 мл анализируемой воды, прибавляют 1 мл раствора хромата калия.

Определение концентрации ионов свинца.