Практикум по оценке качества сточных вод на кожевенно-меховых предприятиях: Учебное пособие

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ГОУ ВПО ВСГТУ)

Дм. В. Шалбуев

ПРАКТИКУМ ПО ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА СТОЧНЫХ ВОД НА КОЖЕВЕННО-МЕХОВЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Учебное пособие

Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области технологии, конструирования изделий легкой промышленности в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов 260900 «Технология и конструирование изделий легкой промышленности» специальности 260904 «Технология кожи и меха»

Улан-Удэ Издательство ВСГТУ 2006

1

УДК: 628.3:675 (076.5) ББК 38.761:37.25я73 Ш-18 Печатается по решению редакционно-издательского совета Восточно-Сибирского государственного технологического университета

Рецензенты: А.А. Батоева, к.т.н., ст. науч. сотр. БИП СО РАН Л.А. Цыцыктуева, к.т.н., ст. инженер МУП «Водоканал» Шалбуев Дм.В. Ш– 18

Практикум по оценке качества сточных вод на кожевенно-меховых предприятиях: Учебное пособие. – Улан Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. – 77 с.

ISBN 5-89230-236-9

В учебном пособии изложены основные методы физико-химического, бактериологического и токсикологического исследования сточных вод, образующихся после основных процессов переработки кожевенно-мехового сырья. Представлена характеристика основных тест-объектов, используемых для оценки уровня токсического загрязнения сточных вод. Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, специализирующихся в области оценки влияния промышленных предприятий, в частности, кожевенно-меховых, на гидросферу, а также для специалистов в области экологии, охраны окружающей среды и экологического менеджмента.

ISBN 5-89230-236-9

ББК 38.761:37.25я73 © Шалбуев Дм.В., 2006 г. © ВСГТУ, 2006 г.

Ключевые слова: сточные воды, биотестирование, физико-химические методы, очистка воды, кожевенно-меховое производство.

2

1. Общие положения В современных условиях природная вода участвует не только в естественном, но и в антропогенном круговороте. В антропогенном цикле вода из природного водоема используется в энергетике, промышленности, сельском хозяйстве, для питьевого водоснабжения, коммунально-бытовых нужд. Значительная часть воды после ее использования возвращается в водоем в виде городских и промышленных сточных вод. По определению, сточные воды - это воды, использованные на бытовые или производственные нужды и получившие при этом дополнительные примеси, изменившие их первоначальный химический состав или физические свойства, а также воды, стекающие с территорий населенных мест, промышленных предприятий и сельскохозяйственных полей в результате выпадения атмосферных осадков. Сточные воды, отводимые с территории промышленных предприятий, по своему составу подразделяются на 3 вида: производственные - образующиеся в процессе производства; хозяйственно-бытовые - стоки душевых, бань, прачечных, столовых; атмосферные - образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков и стекающие с территорий предприятия. Производственные сточные воды делятся на 2 категории: загрязненные и незагрязненные. Загрязненные производственные сточные воды подразделяются на три группы: загрязненные преимущественно минеральными примесями; загрязненные преимущественно органическими примесями; загрязненные минеральными и органическими примесями. По содержанию загрязняющих веществ сточные воды подразделяются на 4 группы: 1 гр. - 1-500 мг/дм3; 2 гр. - 500-5000 мг/дм3; 3 гр. - 5000-30000 мг/дм3; 4 гр. - более 30000 мг/дм3. По агрессивности сточные воды разделяют на: слабоагрессивные - слабокислые (рН=6-6.5) слабощелочные (рН=8-9) сильноагрессивные - сильнокислотные (рН<6) сильнощелочные (рН>9) неагрессивные – нейтральные (рН=6.5 - 8.0) Незагрязненные - условно чистые - производственные сточные воды поступают от холодильных, компрессорных, теплообменных аппаратов, образуются при охлаждении основного производственного оборудования и продуктов производства. В целом состав сточных вод обусловлен видом перерабатываемого сырья. Характер сточных вод кожевенных заводов и меховых фабрик, также как и их количество, зависит от вида перерабатываемого сырья, принятой технологии обработки и вида готовой продукции. Данные воды относятся к числу наиболее опасных для водоемов. Сточные воды имеют высокую концентрацию и большое количество ингредиентов различной природы: кусочки мездры, сырья и полуфабрикатов, шерсть, сгустки крови, грязь, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), консервирующие вещества, сульфиды, растворенные белки, жиры, соли хрома, алюминия, титана и др. Особенностью сточных вод, образующихся в процессе переработки мехового сырья, является наличие шестивалентного хрома, а также окислительных красителей, обусловливающих высокую цветность. Их концентрация зависит от вида перерабатываемого сырья и принятой технологической схемы. Так, при производстве шубной овчины сточные воды не содержат соединения 3

хрома (VI), а при выделке меха, выпускаемого в неокрашенном виде, в них отсутствуют и эти соединения, и красители. Специфическими загрязнениями стоков меховых предприятий являются: хром (III) и (VI), жиры и ПАВ, концентрация которых в среднем составляет 84; 25; 200 и 150 мг/дм3 соответственно. На кожевенно-меховых предприятиях, кроме производственных, образуются бытовые и атмосферные сточные воды. С территории предприятий их отводят отдельными сетями. Бытовые сточные воды сбрасываются в городскую канализационную систему, а дождевые и производственные сточные воды сбрасываются в эту систему или водоем после предварительной их очистки на локальных очистных сооружениях. В противном случае поступление сточных вод в водоем, может привести к ряду тяжелых нарушений гидробиологического режима. Производственные сточные воды кожевенно-меховых предприятий, как правило, относятся к третьей группе, так как в состав данных вод входят как минеральные, так и органические вещества. К минеральным веществам относятся соли (сульфаты, хлориды, сульфиды, соединения хрома, титана и др.), к органическим - синтетические и растительные дубители, продукты распада белков, поверхностно-активные вещества, жиры. Вследствие значительного количества органических веществ сточные воды кожевенно-меховых предприятий подвержены загниванию. Сточные воды от различных технологических процессов имеют дифференцированную величину рН, от резко выраженной щелочной реакции (рН=9-12), при проведении процессов обезволашивания - золения, до кислой (рН=3-3,5), при выполнении процесса пикелевания и дубления. Величина рН общих стоков кожевенных заводов составляет 8,5 -10,4. Для сточных вод отдельных процессов мехового производства рН колеблется в широких пределах - от 3,5 до 8,.5, однако общий сток представляет собой нейтральную среду с рН около 6,5. Содержание загрязнений в сточных водах кожевенно-меховой промышленности столь велико, что в случае поступления последних в водный объект может вызвать необратимые процессы, включая полное разрушение сложившейся экосистемы. Для охраны водных объектов используется комплекс организационных и технических мер, включающий классификацию водных источников по назначению, установление стандартов на воду и нормативов на сброс сточных вод, контроль качества воды и ее использования, очистку сточных вод и воды водоемов, разработку технологий, предотвращающих сброс сточных вод. Существует достаточное количество специальных методов, позволяющих снизить уровень антропогенного воздействия на биосферу. Данные методы можно подразделить на защитные (или пассивные) и активные (технические и технологические). К защитным относятся такие методы, которые непосредственно не воздействуют на источник загрязнения, а направлены на снижение влияния загрязнителей, образующихся в процессе производства, по следующим направлениям: рациональное размещение источников загрязнения (производственных комплексов, предприятий, цехов), сосредоточение и очистка сбросов (сточных вод) перед поступлением в биосферу. Группа активных методов предусматривает существенное снижение или ликвидацию загрязнителей в месте их образования в результате совершенствования и разработки оборудования или безотходных технологических процессов. Наиболее широко применяемым методом, позволяющим снизить антропогенное воздействие на окружающую среду, стал способ, основанный на разработке технологической карты очистки сточных вод и проектировании очистных сооружений. Выбор методов очистки и конструкции очистных сооружений следует принимать, исходя из конкретных особенностей каждого предприятия, количества и состава сточных вод. Сточные воды кожевенно-меховых предприятий могут поступать в городскую канализационную систему или на самостоятельные очистные сооружения с последующим сбросом в водоем. В первом случае сточные воды очищаются на сооружениях полной биологической очистки, комплекс которых должен включать системы механической, физико4

химической и биологической очистки. Требуемая степень очистки сточных вод до нормативных требований определяется в зависимости от вида водопользования, а также правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. К настоящему времени разработаны и утверждены общесанитарные нормативы состава и свойств воды водных объектов двух категорий водопользования: хозяйственно-питьевого назначения и культурно-бытовых нужд; рыбохозяйственного назначения. К хозяйственно-питьевому водопользованию относится использование водных объектов в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности. В соответствии с санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.559-96 – питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. К культурно-бытовому водопользованию относится использование объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения. Требования к качеству воды, установленные для культурно-бытовых нужд, распространяются на все участки водных объектов, находящихся в черте населенных мест, независимо от вида их использования объектами для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов. Рыбохозяйственные водные объекты делятся на три категории: к высшей категории относят места нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных и ценных видов рыб, а также охранные зоны хозяйств любого типа для разведения и выращивания рыб, других водных животных и растений; к первой категории относят водные объекты для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к кислороду; ко второй категории относят водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей. К каждой категории водопользования с точки зрения качества воды разработаны научно обоснованные нормы предельно допустимых концентраций (ПДК) различных веществ, как для человека, так и отдельных видов промысловых рыб. Правилами охраны поверхностных вод, введенными в действие с марта 1991 г., предусмотрены общие требования к составу и свойствам воды водоемов, предназначенной для хозяйственно-питьевого, культурнобытового и рыбохозяйственного назначения (табл. 1). Таблица 1 - Перечень вредных веществ и гидрохимических показателей для контроля качества воды в водоемах, загрязняемых стоками кожевенно-меховых предприятий Показатель или вещество Температура, оС Запах, баллы рН

привкус,

Показатель или вещество

Категория водопользования хозяйственно-питьевого и рыбохозяйственного культурно-бытового ЛПВ ПДК ЛПВ ПДК общесанине более чем Общесанине более чем тарный на 3 оС тарный на 5 оС общесанине более 2 Общесаниотсутствует тарный баллов тарный общесанине более Общесанине более тарный 6,5-8,5 тарный 6,5-8,5

Класс опасности -

Продолжение таблицы 1 Категория водопользования Класс опаснохозяйственно-питьевого и Рыбохозяйственного сти культурно-бытового 5

ЛПВ общесанитарный общесаниРастворенный тарный кислород, мг/дм3 3 БПКпол, мгО/дм общесанитарный Взвешенные ве- общесанитарщества, мг/дм3 ный Минеральный общесанитарсотав, мг/дм3 ный 3 Вещество, мг/дм Хлориды (по Cl-) органолепт. 2Сульфаты (SO4 ) органолепт. Сульфиды общесанит. Сероводород общесанит. Муравьиная к-та общесанит. Уксусная к-та общесанит. Фенол органолепт. Пирокатехин органолепт. Резорцин общесанит. Формальдегид сан.-токс. СПАВ органолепт. Нефтепродукты органолепт. Танниды Железо общее органолепт. 6+ Хром (Cr ) органолепт. Кальций (Ca 2+) Окраска, см

ПДК 20 см не менее 4,0 мг/дм3 3,0 не более чем на 0,25 не более 1000 350 500 отсутствует 3,5 1,2 0,001 0,1 0,1 0,05 0,5 0,3 0,3 0,1 -

ЛПВ общесанитарный общесанитарный общесанитарный общесанитарный -

ПДК 4,0(зимой) и 6,0 (летом) 3,0

-

не более чем на 0,75 -

-

сан.-токс. сан.-токс. общесанит. общесанит. токсикол. рыбохоз. токсикол. токсикол. токсикол. рыбохоз. токсикол. сан.-токс. сан.-токс.

300 100 отсутствует отсутствует 0,01 0,001 0,004 0,1 0,1 0,05 Ниже 10 0,001 180

4 4 3 3 4 4 4 4 4 4 3 3 -

-

Для всех видов водопользования регламентируются физические, химические и бактериологические показатели качества воды. Кроме того, в качестве обязательного элемента системы контроля водоотведения утверждено биотестирование, которое основано на интегральном показателе – токсичности воды, т.е. сточная вода на сбросе в водный объект не должна оказывать острое токсическое действие на тест-объекты. Таким образом, можно отметить, что ПДК - есть верхний предел толерантности человека, а с другой стороны, ПДК - есть такая максимальная концентрация вещества, которая оставляет воду при неограниченно долгом использовании такой же безвредной, как и при полном отсутствии этого вещества. Для обеспечения чистоты водных объектов, кроме ПДК, используют другой норматив: лимитирующий показатель вредности (ЛПВ), где загрязняющие вещества подразделены на группы - по характеру их воздействия на организм человека и внутриводоемные биологические процессы. Все вредные вещества по характеру своего воздействия подразделяются, в зависимости от категории водоема, на следующие группы: общесанитарная; санитарно-токсикологическая; токсилогическая; органолептическая и рыбохозяйственная. При нормировании качества воды в водоемах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения (водоемы 1 категории) предельно допустимая концентрация вещества в воде устанавливается с учетом трех показателей вредности: органолептического, общесанитарного и санитарно-токсикологического. Для водоемов рыбохозяйственного использования применяют пять групп показателей вредности: санитарно-токсикологический, общесанитарный, органолептический, токсикологический и рыбохозяйственный. Органолептический показатель вредности характеризует способность вещества изменять органолептические свойства воды (запах, цвет, вкус и т.д.). Общесанитарный – опреде6

ляет влияние вещества на процессы естественного самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций с участием естественной микрофлоры. Санитарно- токсикологический показатель характеризует вредное воздействие на организм человека, а токсикологический – показывает токсичность вещества для живых организмов, населяющих водный объект. Рыбохозяйственный показатель вредности определяет ухудшение качества промысловых рыб. Наименьшая из безвредных концентраций по трем (пяти) показателям вредности принимается за ПДК с указанием лимитирующего показателя вредности (ЛПВ). Рыбохозяйственные ПДК должны соответствовать ряду условий, при которых не должны наблюдаться: гибель рыб и кормовых организмов для рыб; постепенное исчезновение видов рыб и кормовых организмов; ухудшение товарных качеств рыб, обитающих в водном объекте; замена ценных видов рыб на малоценные. Признак ЛПВ положен в основу принципа гигиенического нормирования, разработанного С.Н.Черкинским, в случае одновременного присутствия в воде нескольких вредных веществ, одной группы ЛПВ. Согласно этому принципу вещества одного ЛПВ проявляют аддитивное действие. Это означает, что общее воздействие двух или нескольких веществ одного ЛПВ (содержащихся в предельно допустимой концентрации каждое) будет таким же, как если бы какое-нибудь из них, присутствуя в воде в единственном числе, содержалось в двух или нескольких ПДК (т.е. в двух или нескольких дозах вредного вещества). Данное положение математически представляется следующим выражением: n

∑

Сi / ПДКi ≤ 1,

i =1

где Сi - концентрация вещества в воде, мг/дм3; ПДКi – предельно допустимая концентрация того же вещества, мг/дм3; n - общее число веществ одного ЛПВ, присутствующих в воде. В том случае, если других веществ в воде нет, содержание вещества в воде можно сопоставлять с соответствующим ПДК: Ci ≤ ПДКi , где Сi - концентрация вещества в воде, мг/дм3; ПДКi – предельно допустимая концентрация того же вещества, мг/дм3. Степень загрязнения сточных вод характеризуется качеством воды - совокупностью физических, химических, биологических и бактериологических показателей. К ним относятся: температура, запах, цветность, показатель водородных ионов (рН), концентрация взвешенных веществ, сухой и прокаленный остаток, выражающий общее содержание растворенных веществ и ее минеральную часть, БПК и ХПК, характеризующие концентрацию органических веществ, содержание компонентов, специфических для данного вида производства, например сульфиды, хром (VI) и др. Для решения ряда водохозяйственных задач назрела необходимость использовать дополнительные критерии или более развернутую шкалу оценок. В связи с этим дополнительно вводятся различные системы индексации качества воды, в частности, такие понятия, как лимитирующие и репрезентативные показатели. Лимитирующие вещества – ингредиенты, по содержанию которых лимитируется качество воды водных объектов в зависимости от вида водопользования. К лимитирующим веществам (ингредиентным) относят все вещества, содержание которых в водных объектах нормируется в установленном порядке, т.е. для которых определены ПДК. Лимитирующие вещества целесообразно выявлять применительно к конкретному виду водопользования. Наряду с установлением лимитирующих веществ представляет интерес выделение репрезентативных показателей, помогающих выявить загрязнения, обусловленные сбросом конкретных видов сточных вод. Общие принципы выбора репрезентативных показателей можно сформулировать следующим образом: выбираемые 7

из объема гидрохимической информации ингредиенты должны отличаться специфичностью общего состава сточных вод, преобладающих в общем объеме сброса; максимальным превышением содержания над уровнем ПДК; наименьшей скоростью трансформации после сброса в водный объект, т.е. репрезентативные гидрохимические показатели выбираются таким образом, чтобы они удовлетворяли трем или, по крайней мере, двум вышеперечисленным критериям. Для контроля за состоянием окружающей среды, в частности, гидросферы, разработаны различные аналитические методы определения содержания загрязняющих веществ физико-химические, химические, микробиологические и т.п. С целью охраны водных объектов и определения качества воды существуют классификации, сочетающие ряд показателей (гидрофизические, гидрохимические и др.), позволяющие провести оценку класса качества воды. На основании вышеизложенного целью настоящего практикума является знакомство студентов с основными методами оценки качества сточных вод, образующихся при переработке кожевенно-мехового сырья. При выполнении курсовой работы по дисциплинам «Инженерная охрана окружающей среды» и «Промышленная экология» необходимо не только представить качественную и количественную оценку исследуемой сточной воды, но и разработать технологическую схему ее очистки, с последующим определением уровня токсического загрязнения отработанного раствора, как до, так и после проведения разработанных мероприятий.

8

2. Требования к выполнению работы 2.1. Составные части исследовательской работы При оформлении результатов курсовой работы целесообразно пользоваться планом, который включает следующие разделы: Содержание. Введение. 1. Литературный обзор. 2. Объекты и методы исследования. 2.1. Объекты исследования. 2.2. Методы исследования. 3. Экспериментальная часть. 3.1. Характеристика исходной пробы сточной воды. 3.1.1. Источник образования сточной воды. 3.1.2. Определение физических показателей сточной воды. 3.1.3. Определение химических показателей качества воды. 3.1.4. Определение специфических загрязнений. 3.1.5. Определение бактериологических показателей. 3.1.6. Определение уровня токсического загрязнения (УТЗ). 3.2. Мероприятия по очистке сточных вод. 3.2.1. Схема очистки исследуемой сточной воды. 3.2.2. Характеристика методов очистки сточных вод, используемых в схеме. 3.3. Обеззараживание воды. 3.4. Характеристика очищенной воды. 3.4.1. Определение физических показателей качества воды. 3.4.2. Определение химических показателей качества воды. 3.4.3. Определение специфических показателей. 3.4.4. Определение бактериологических показателей. 3.4.5. Оценка УТЗ показателей качества воды. 3.4.6. Оценка УТЗ с использованием тест-объектов. Заключение. Список использованной литературы. Для защиты работы студент представляет три плаката: технологическую схему очистки сточных вод (разработанную студентом); результаты физико-химических и бактериологических свойств воды до и после очистки; результаты биотестирования. Содержание помещается в начале отчета по Практикуму вслед за титульным листом. В него входят все разделы, главы и подглавы, выделенные в описании текста всей работы с обозначением страниц, на которых они изложены. Введение. В этой части работы студент должен проанализировать основные виды антропогенного воздействия предприятий кожевенно-меховой промышленности на окружающую среду, в частности на гидросферу. Автор должен рассмотреть мероприятия, проводимые как в нашей стране, так и за рубежом, позволяющие снизить уровень поступления загрязнений в гидросферу, методы очистки сточных вод и уменьшения их объема. Ввиду того, что данный раздел является достаточно трудным для самостоятельного выполнения, студент вправе ожидать от преподавателя, руководителя его работы, достаточной помощи. 1. Литературный обзор. Тема обзора определяется, исходя из типа сточной воды, взятой для проведения курсовой работы. Обзор должен включать три раздела. В первом разделе дается краткая характеристика технологического процесса, в результате которого образовалась изучаемая сточная вода. Студент рассматривает роль процесса, его назначение, способы совершенствования, позволяющие не только интенсифицировать обработку сырья и/или полуфабриката, но и значительно снизить уровень техногенного воздействия. Во втором разделе необходимо дать характеристику химических материалов, используемых при выполнении рассматриваемого технологического процесса. Показать роль и назначение 9

применяемых химических материалов, их воздействие на человека и гидробионты, установленные нормативы предельно допустимых концентраций в мире, Российской Федерации и в Байкальской зоне. В последнем разделе необходимо рассмотреть способы очистки сточных вод от ингредиентов, присутствующих в отработанных растворах после технологических процессов переработки кожевенно-мехового сырья. 2. Объекты и методы исследования. Данная глава включает две подглавы: 2.1. Объекты исследования и 2.2. Методы исследования. В объектах исследования студент представляет схему проведения эксперимента (см. рис. 1) и краткую характеристику исследуемой сточной воды: после какого технологического процесса она образовалась, органолептическая характеристика. Также следует дать краткую характеристику химических материалов, которые будут использованы автором для очистки исследуемой сточной воды. В методах исследования необходимо представить характеристику применяемых способов качественной и количественной оценки ингредиентов, содержащихся в исследуемой сточной воде. Название темы научно-исследовательской работы Название темы научно-исследовательской работы

Название темы литературного обзора

Объекты и методы исследования

Объекты исследования

Методы исследования

Сточная вода после процесса хромового дубления овчины меховой. Физико-химическая характеристика сточной воды: …

Перечисляются все основные методы, применяемые студентом при выполнении исследовательской работы с указанием используемых ГОСТ и/или литературы

Экспериментальная часть Представляется цель работы и задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели Заключение Рисунок 1 – Сетевой график исследовательской работы

10

3. Экспериментальная часть В начале экспериментальной части необходимо дать краткое вступление, где рассматривается проблема воздействия кожевенно-меховых предприятий на окружающую среду и возможные пути снижения их негативного воздействия на гидросферу, а также цель и задачи курсовой работы. 3.1. Характеристика исходной пробы сточной воды. В связи с тем, что оценка качества воды будет проводиться путем определения физических и химических показателей, для проведения более полного анализа объем пробы (сточной воды) должен составлять 2-3 дм3. Для отбора и хранения пробы используют стеклянные бутыли или банки. Используемую посуду следует тщательно мыть с применением концентрированной соляной кислоты и обезжиривающих синтетических моющих веществ. Остатки моющего вещества должны быть полностью удалены тщательной промывкой водопроводной водой. Затем посуду ополаскивают дистиллированной водой. Прежде чем заполнить, сосуд следует несколько раз ополоснуть отбираемой водой. Банки и бутыли с пробой следует подписать. Следует принять меры к защите пробы от замерзания, высокой температуры или солнечного света. Лучше хранить пробы в холодильнике. Чтобы не допустить удаления из сточной воды газов и паров, посуду с пробой следует держать закрытой. В главе 3.1.1 (Источник образования сточной воды) дается характеристика источника образования сточных вод. Описывается цель и назначение технологического процесса, а также тип химических реагентов и их роль в процессе переработки кожевенно-мехового сырья. Автору необходимо предложить мероприятия по снижению уровня загрязнения сточных вод, таких, как замена химических реагентов на менее вредные, совершенствование технологического процесса с целью более полной отработки материалов. 3.1.2. Определение физических показателей качества воды Физические показатели воды характеризуются как общесанитарные и включают взвешенные вещества, цветность, прозрачность, (запах) вкус, цвет и температуру исследуемой воды, наличие плавающих примесей или осадка. Под физическими свойствами воды понимают ряд признаков, определяющих внешний вид пробы воды, воспринимаемых непосредственно органами чувств (зрением, обонянием, вкусовыми ощущениями и т.п.) или путем сравнения с условно принятыми эталонами. С целью большей достоверности следует проводить по три параллельных измерения. Ввиду большого количества физических показателей, характеризующих качество воды, студент выполняет анализы по трем показателям, предложенным преподавателем. Определение температуры воды Необходимое оборудование 1. Термометр ртутный с ценой деления 0,1оС; 2. Стеклянный сосуд, объемом 1-2 дм3 В сосуд наливают не менее 1000 см3 исследуемой воды. В воду погружают нижнюю половину термометра и через 5 минут снимают отсчет показаний. Температура воды приводится в градусах Цельсия с округлением до 0,1 или 0,5 градусов. Знак ставится только при температуре ниже 0. Стенки сосуда в период измерения температуры должны быть защищены от нагревания лучами солнца или другого источника тепла. Определение прозрачности воды Прозрачность воды обусловлена ее цветом и мутностью, т.е. зависит от количества содержащихся в воде взвешенных веществ (частицы песка, глины, почвы и т.п.). Результаты качественного определения прозрачности воды путем сравнения с эталоном из дистиллированной воды оценивают словесно (слабо мутная, очень мутная и др.). Количественная оценка прозрачности воды проводится по кресту или шрифту. Прозрачность по кресту устанав11

ливается в водоеме или при контроле качества очистки воды на очистных сооружениях путем нахождения предельной высоты столба воды, через которую просматривается черный крест на белом фоне. Питьевая вода должна иметь прозрачность по кресту не менее 30 см. Определение прозрачности по шрифту в лабораторных условиях основано на нахождении максимальной высоты столба воды в бесцветном цилиндре, через который можно прочитать стандартный шрифт. Прозрачность питьевой воды по шрифту должна быть не менее 30 см. Необходимое оборудование 1. Стеклянный цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см и высотой 50 см; 2. Текст (шрифт с высотой букв 3,5 см); 3. Линейка Выполнение работы Для определения берут стеклянный цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см и высотой 50 см. Цилиндр, под дно которого подложен хорошо освещенный текст, набранный шрифтом с высотой букв 3,5 мм, наполняют перемешанной пробой сточных вод до такой высоты, чтобы буквы, рассматриваемые сверху, стали плохо различимы. Пробы просматривают при рассеянном дневном освещении. Определение повторяют несколько раз. Записывают высоту водяного столба в сантиметрах и вычисляют среднее значение определений. Метод дает ориентировочные результаты. Определение запаха воды Запах природных и сточных вод зависит от ряда причин: температуры, газов, поступающих в воду, химического состава примесей. Причиной наличия запаха может явиться присутствие в воде сероводорода и некоторых солей (железа, марганца и др.). По характеру запахи делятся на две группы: 1) Запахи естественного происхождения, причиной которых являются живущие и отмершие в воде организмы, загнивающие растительные остатки и т.д. 2) Запахи искусственного происхождения, вызываемые примесями промышленных сточных вод. Запахи первой группы определяют по следующей классификации (табл. 2). Таблица 2 - Классификация запахов первой группы Обозначение запаха А Б Г Д З П Р С Т Н

Характер запаха ароматический болотный гнилостный древесный землистый плесневый рыбий сероводородный травянистый неопределенный

Примерный род запаха огуречный, цветочный илистый, тинистый фекальный, сточный запах мокрой щепы, древесной коры прелый, свежевспаханной земли затхлый, застойный рыбьего жира, рыбы тухлых яиц скошенной травы, сена запахи естественного происхождения

Интенсивность запаха определяют по пятибалльной шкале (табл. 3) Таблица 3 - Характеристика интенсивности запаха Балл

Интенсивность запаха 12

0 1 2 3 4 5

запаха нет очень слабый слабый заметный отчетливый очень сильный

Для количественного определения запаха находят так называемое пороговое число, выражающее во сколько раз надо разбавить анализируемую воду чистой, не имеющей запаха водой, чтобы запах пробы перестал ощущаться. Для разбавления следует применять водопроводную воду, предварительно пропущенную через колонку с активным углем. Дистиллированную воду применять не следует, так как она часто имеет своеобразный запах. В тех случаях, когда запах сточной воды вызван присутствием в ней веществ, имеющих кислотные или основные свойства, запах надо определять при том значении рН, при котором он наиболее ощутим. Это значение рН находят экспериментально, приготовив ряд буферных растворов (рН=5; 6; 7; 8 и т.д.) и прибавив в каждый раствор одинаковое (не слишком большое) количество анализируемой пробы. Последующее определение порогового числа анализируемой воды производят, применяя разбавляющую воду, доведенную соответствующим буферным раствором до критического значения рН. Запах исходной воды при температуре 20оС для хозяйственно-питьевых целей должен быть не более 2 баллов, а для водоемов рыбохозяйственного назначения - отсутствовать. Необходимое оборудование 1. Широкогорлая колба, емкостью 150-250 см3 - 2 шт. 2. Термометр. 3. Часовое стекло. 4. Конические колбы, емкостью 500 см3 - 6 шт. 5. Водяная баня. 6. рН-метр. 7. Колонка с активированным углем. 8. Плитка электрическая. Выполнение работы Задание 1. Определение интенсивности запаха. Исследуемой водой наполняют 2/3 объема широкогорлой колбы емкостью 150-250 см3, накрывают часовым стеклом и встряхивают вращательными движениями. Затем открывают колбу и определяют запах. Оценку интенсивности запаха производят в начале при температуре 15-200С, а затем при нагревании до температуры 600С (колба накрыта часовым стеклом). Задание 2. Определение порогового числа. В конические колбы вместимостью 500 см3, снабженные стеклянными пробками, наливают немного разбавляющей воды (10 см3), затем вводят 2; 5; 10; 50 и 150 см3 анализируемой воды. Доводят содержимое каждой колбы до 200 см3 разбавляющей водой и перемешивают, закрыв стеклянной пробкой. Еще в одну колбу вместимостью 500 см3 наливают 200 см3 разбавляющей воды. Вынув пробки, попеременно подносят к носу то одну из колб с пробой, то колбу с чистой водой. Определив, таким образом, приблизительно наибольшее разбавление, при котором запах будет все же ощущаться. Исходя из этого результата, проводят более точное измерение, приготовив вторую серию разбавлений пробы с меньшими разностями концентраций между растворами. Наименьшее из разбавлений, при котором запах исчезает, и есть пороговое число. А+ В , (1) Пороговое число ( ПЧ ) = В 13

А - объем введенной анализируемой пробы, см3; В - объем прибавленной разбавляющей воды, см3. Определение проводят также при 600С, для чего колбы с растворами погружают в соответственно нагретую водяную баню. Колебания в температуре не должны превышать 1 0С. Определение цветности воды Цветность воды зависит от наличия в ней растворенных и взвешенных примесей (коллоидных соединений железа, гуминовых и взвешенных веществ, водорослей). В зависимости от количества гуминовых кислот и их солей (гуматов) цвет колеблется от желтого до коричневого. Цветность воды определяется качественно и количественно. Результаты качественного исследования цветности воды описывают словесно (бесцветная, светло-желтая, бурая и т.п.). Количественно цвет воды определяют путем сравнения исследуемой воды со шкалой стандартных растворов и выражают в условных градусах этой шкалы. При отсутствии окраски вода считается бесцветной. где

Необходимое оборудование и материалы

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Колбы Эрленмейера, вместимостью 100 см3. Кюветы с толщиной поглощающего слоя 5-10 мм. Фотоколориметр КФК-2. Бумажные фильтры. Градуировочный график (шкала цветности). Стандартный раствор №1. Стандартный раствор №2. Выполнение работы

Приготовление раствора №1 – основной стандартный раствор: 0,0875 г. двухромовокислого калия (К2Cr2О7); 2,0 г сернокислого кобальта (СоSO4×7H2O) и 1 см3 серной кислоты (плотностью 1,84 г/см3) растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до 1 дм3. Приготовление раствора №2 – разбавленный раствор серной кислоты: 1 см3 серной кислоты плотностью 1,84 г/см3 доводят дистиллированной водой до 1 дм3. Приготовление шкалы цветности: для приготовления шкалы цветности используют набор колб Эрленмейера вместимостью 100 см3. В каждой колбе смешивают раствор №1 и раствор №2 в соотношении, указанном на шкале цветности (табл. 4)

Таблица 4 – Шкала цветности Раствор №1, см3 Раствор №2, см3 Градусы цветности

0

1

2

3

4

5

6

8

10

12

14

100

99

98

97

96

95

94

92

90

88

85

0

5

10

15

20

25

30

40

50

60

70

По приготовленной серии эталонных растворов цветности строят градуировочную кривую D=ƒ(c), выражающую зависимость оптической плотности окрашенного раствора от его концентрации. В качестве раствора сравнения используют дистиллированную воду. Измерение оптической плотности проводят на фотоколориметре КФК-2 при длине волны D364 и чувствительности 2, размер кюветы 50 мм. 14

Проведение оценки цветности исследуемого раствора

Исследуемую воду предварительно отфильтровывают, после чего заливают в кювету с толщиной поглощающего слоя 5-10 мм. Сравнительным раствором служит дистиллированная вода, которую также предварительно профильтровывают через мембранные фильтры №4. Определение оптической плотности исследуемой воды проводят аналогично, как указано выше. Если исследуемая проба воды имеет цветность выше 70о, пробу следует разбавить дистиллированной водой в определенном соотношении до получения окраски исследуемой воды, находящейся в пределах от 0о до 70о цветности. Полученный таким образом результат умножают на число, соответствующее величине разбавления

Оптическая плотность, D364

2

Калибровочный график для определения цветности раствора 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 0

5 10 15 20 25 30

40

50

60

70

Цветность, град

Определение окраски сточных вод

Окраска сточных вод кожевенных заводов и меховых фабрик многообразна. Она определяется качественно. Результат определения выражают описательно: светло-серый, серый, черный и т.п. В этих случаях, когда окраска сточной воды маскируется присутствием в ней большого количества взвешенных веществ, воду предварительно фильтруют. Поскольку по правилам спуска сточных вод в водоем требуется, чтобы вода в водоеме после смешения ее со сточной водой, не имела видимой окраски при толщине слоя 10 см, практическое значение имеет определение степени разбавления сточной водой, при котором цвет ее при указанной толщине слоя перестает различаться. Особенно важно определить степень разбавления для сточных вод, образующихся при переработке меховой овчины, кролика и т.д, так как для крашения, в этом случае используют главным образом окислительные красители, представляющие собой полупродукты. Отработанные красильные растворы содержат продукты совместного окисления, которые по цвету значительно интенсивнее продуктов окисления каждого вводимого в красильный раствор компонента в отдельности. Степень разбавления отработанных растворов при крашении в черный цвет в зависимости от вида окрашиваемого полуфабриката колеблется от 1-10000 до 1-30000. Необходимое оборудование и реактивы 1. Стеклянные цилиндры - 3 шт (d=20-25 мм). 2. Дистиллированная вода. 15

3. Белый лист бумаги. Выполнение работы

На белый лист бумаги помещают три цилиндра (диаметром 20-25 мм) из бесцветного стекла. В первый наливают исследуемую воду (высота слоя 10 см), во второй - такое же количество дистиллированной воды; в третий - наливают в таком же объеме разбавленную сточную воду, увеличивая каждый раз степень разбавления (1:1;1:2;1:3 и т.д.), пока при просматривании сверху через воду во втором и третьем цилиндрах бумага не будет выглядеть одинаково белой. Определение концентрации взвешенных веществ Сточные воды кожевенных заводов содержат наряду с растворенными коллоидными и суспензированные (взвешенные) вещества различной степени дисперсности. О степени дисперсности можно составить некоторое представление по внешнему виду воды, который характеризуется словами “вода мутная”, ”вода опалесцирует”, “вода содержит грубую взвесь”. Опалесцирующей называют воду, прозрачную в проходящем свете, но мутную в отраженном свете. Мутной называют воду непрозрачную как в отраженном, так и в проходящем свете. Отдельные взвешенные частицы в ней неразличимы невооруженным глазом и при отстаивании 5-6 ч они не отделяются. Грубой взвесью называют частицы, заметные невооруженным глазом, которые более или менее полно отделяются при отстаивании воды в течение 5-6 ч. Такие качественные описания имеют некоторую ценность, поэтому их следует включать в протокол исследования сточных вод. Названные обозначения рекомендуется уточнять словами “слабая”, ”заметная”, “значительная” и т.д. Количество взвешенных веществ весьма различно, как в целом по предприятиям, так и отдельно по каждому технологическому процессу (табл. 5).

Таблица 5 - Содержание взвешенных веществ в сточных водах после переработки кожевенного сырья и/или полуфабриката Технологический процесс Примесь Взвешенные вещества, % от общего количества загрязнений

отмока

золение

обеззоливание

пикелеваниедубление

5 - 11

55 - 60

4

6

Необходимые реактивы и оборудование 1. Бумажный фильтр. 2. Аналитические весы. 3. Химический стакан, V= 50-100 см3. 4. Спирто-эфирная смесь. 5. Бюкс. 6. Сушильный шкаф. 7. Эксикатор. 8. Цилиндр объемом 250-500 см3. Выполнение работы Качественное описание осадка. Отберите 100-200 см3 исследуемой воды и внесите в цилиндр объемом 250-500 см3 и оставьте в покое в течение 45-60 мин. По окончании чего в рабочей тетради отмечают следующую информацию:

16

• объем осадка: незначительный, заметный, большой (если вы используете один и тот же сосуд с известной площадью дна, то с помощью обычной линейки можно измерять высоту осадка); •

характер осадка: хлопьевидный, илистый, глинистый, песчаный;

•

цвет осадка: серый, коричневый, бурый.

После выпадения осадка описывают также состояние самой воды: осветление незначительное, слабое, сильное; вода стала прозрачной. Количественное определение осадка

Предварительно готовят фильтры следующим образом: промывают горячей водой (дистиллированной), затем высушивают до постоянного веса в сушильном шкафу при температуре 105 0С. Для определения содержания взвешенных веществ их отделяют, фильтруя сточную воду через бумажный фильтр средней плотности. 50-100 см3 тщательно перемешанной пробы сточной воды фильтруют через фильтр, предварительно высушенный и взвешенный. Оставшийся на стенках стакана осадок смывают небольшой порцией фильтрата и переносят на фильтр. Осадок промывают небольшим количеством (10-15 см3) спирто-эфирной смеси для удаления веществ, сорбированных на поверхности взвешенных веществ. Фильтр с осадком помещают в тот же бюкс, в котором его взвешивали до фильтрования, и высушивают в сушильном шкафу при температуре 105 0 С в течение 2 ч. Бюкс закрывают крышкой и охлаждают в эксикаторе над прокаленным хлоридом кальция. Затем взвешивают с абсолютной погрешностью не более 0,0002 г. Высушивание, охлаждение, взвешивание повторяют до достижения постоянной массы. Содержание взвешенных веществ, мг/дм3:

X =

(m1 − m2) × 1000 × 1000

, V где m1 - масса бюкса с высушенным фильтром и осадком, г. m2 - масса бюкса с высушенным фильтpом, г. V - объем воды, взятый для фильтрования, см3. Результаты анализа записывают следующим образом: г. Масса бюкса с высушенным фильтром, m1, Масса бюкса с высушенным фильтром и осадком, m2, г. Объем воды, взятый для фильтрования, V, см3.

(2)

Оформление результатов

По итогам выполнения анализа физических показателей сточных вод проводится сравнительная характеристика полученных результатов с соответствующими нормативами ПДК, действующими для данной категории водопользования. Результаты, полученные по итогам выполнения анализов, с целью определения физических показателей качества воды, заносят в таблицу 6. Таблица 6 - Физические показатели качества воды Номер Темпе- Проз-

Запах

Цвет-

17

Окраска, град

Концен-

Приме-

пробы ратура, рачность, трация О С ность, интен- поро- град воды степень взвешенописасм сивность, говое разбав- ных ветельная балл число ления ществ, г/дм3

чание

отмечают наличие плавающих примесей на поверхности сточной воды

1

2 3 3.1.3 Определение химических показателей качества воды

Химические показатели условно делят на пять групп: главные ионы, растворенные газы, биогенные вещества, микроэлементы и органические вещества. К химическим показателям качества воды относятся следующие параметры: активная реакция среды (рН), содержание хлоридов, сульфатов, окисляемость воды или химическое потребление кислорода (ХПК), биохимическое потребление кислорода (БПК) и т.д. Оценка качества воды по химическим показателям включает в себя как определение параметров, характерных для всех типов вод (рН, концентрация сухого и прокаленного остатка, растворенного кислорода, ХПК и БПК), так и концентрацию специфических загрязнений сточных вод кожевенных и меховых предприятий. Для рассматриваемой группы показателей качества воды установлены нормативы (см. табл. 1), позволяющие значительно минимизировать уровень негативного воздействия на окружающую среду. Аналогичная политика в области охраны окружающей среды ведется в странах Европейского сообщества. Интерес представляет рекомендация Хельсинской комиссии (ХЕЛКОМ), принятая 13.03.95 за № 16/7, где определены основные принципы регулирования сточных вод предприятий кожевенной промышленности, сбрасываемых в городскую канализационную сеть. Рекомендация устанавливает предельные значения некоторых показателей загрязнений в сбросах сточных вод от предприятий кожевенной промышленности в водные объекты или муниципальную канализационную систему, которые не должны превышать следующие значения: 1) хром (общ) – 0,075 кг/т обрабатываемых шкур по среднегодовым значениям, и 1,5 3 мг/дм хрома в среднем за 24 часа или за более короткий период наблюдения; 2) ХПК (бихроматная окисляемость) – 20 кг/т обрабатываемых шкур, как среднегодовое значение для сбросов в водные объекты и муниципальные канализационные системы, не подключенные к муниципальным очистным сооружениям; 3) азот (общий) – 8 кг/т обрабатываемых шкур, как среднегодовое значение для сбросов в водные объекты и муниципальные канализационные системы, не подключенные к муниципальным очистным сооружениям. В Российской Федерации для оценки допустимых квот нагрузки, и соответственно, обоснования водоохранных мероприятий проводится предварительная оценка уровня и степени экологичности промышленного производства с позиции водоохраны по следующим критериям: 1) удельное водопотребление на единицу выпускаемой продукции; 2) удельная величина загрязняющих веществ на выходе после основного произ-, водства; 18

3) норматив сброса, при котором обеспечивается соблюдение установленных региональных стандартов качества воды в водном объекте. Выбор параметров, по которым будут выполняться анализы и дальнейшая оценка качества воды, задается преподавателем (не более 3-5) и зависит от источника (технологического процесса) образования отработанного раствора. Определение активной реакции среды (рН)

Активная реакция среды, т.е. степень ее кислотности или щелочности, характеризуется качественно, концентрацией водородных ионов. Концентрацию ионов водорода выражают величиной рН. При диссоциации воды образуются ионы водорода и гидроксила: (3) Н2О = Н++ ОН-. Константа диссоциации воды: (4) [Н + ] [ОН − ] К =

 Н 



2

О 

Так как концентрация недиссоциированных молекул воды - величина постоянная, то ее можно ввести в константу: (5) K [H2O] = Kw = [H+][OH-], т.е. произведение концентраций ионов водорода и гидроксила является постоянной величиной при постоянной температуре и обозначается К. Экспериментально установлено, что при t=24 0С Кw=10-14 г-ион/л. Так как в нейтральном растворе концентрация водородных ионов равняется концентрации гидроксильных ионов, то: (6) [Н+] = [ОН-] = 10-7 г-ион/л. + -7 + -7 При [Н ]>10 растворы имеют кислую реакцию, при [Н ]<10 - щелочную. Концентрацию водородных ионов принято выражать при помощи водородного показателя рН, представляющего собой десятичный логарифм [Н +], взятый с обратным знаком: рН = -lg [Н +]. рН нейтральных растворов равен 7, кислых <7, щелочных >7. Активная реакция сточных вод, образующихся в процессе переработки кожевенномехового сырья, дифференцирована и зависит от параметров проводимого технологического процесса. Так, при производстве кож хромового дубления, сточные воды имеют как резко выраженную щелочную реакцию (рН= 9-12, после процесса золения), так и кислую (рН=3, после процесса пикелевания). Сточные воды, после процесса отмоки имеют слабощелочную реакцию (рН=7-8). Величина рН=7,4-10 характерна для сточных вод от процессов обеззоливания и мягчения. Сточные воды от дубильных процессов имеют кислую реакцию (рН=3,5 5). Общий сток кожевенных заводов, выпускающих кожи хромового дубления, имеют рН=8,5 и рН=10,4 - при производстве кож таннидного дубления. Для предприятий меховой промышленности характерно отсутствие сточных вод, имеющих ярко выраженную щелочную реакцию. Отработанные растворы от процессов выделки меховой овчины имеют либо слабо-щелочную реакцию (рН=7,1-8,8), или кислую рН=3,8 (пикелевание-дубление-жирование). Величина рН для водоемов хозяйственно-питьевого и рыбохозяйственного назначения не должна быть более 6,5 – 8,5. Необходимые реактивы и оборудование 1. Потенциометр. 2. Электроды. 3. Дистиллированная вода. 4. Химический стакан на 50 см3. 5. Фильтровальная бумага. 19

6. Буферные растворы с рН=1,68; 3,0; 4,01; 6,36; 9,0 и 12,0. 7. Термометр. 8. Индикаторная бумага. Выполнение работы В воде величину рН определяют потенциометрическим методом при помощи потенциометра со стеклянными электродами. Перед началом измерений прибор включают в сеть при помощи тумблера и дают нагреваться в течение 20 мин. Электроды перед погружением в раствор тщательно промывают дистиллированной водой и просушивают фильтровальной бумагой. При необходимости электрод регенерируют, погружая его на 24 ч в 2 %-ный раствор соляной кислоты. В нерабочее время электроды хранят в дистиллированной воде. Прежде чем приступить к определению рН исследуемого раствора, проверяют правильность настройки рН-метра по раствору с известной величиной рН (буферный раствор). Для этой цели используют буферные растворы. Вначале измерение проводят по шкале от 0 до 14 (грубое определение), а затем переключают прибор на более узкий интервал величины рН и определяют рН раствора с точностью 0,05. Перед измерением рН сточную воду хорошо перемешивают и ополаскивают ею электроды. Одновременно с электродами в воду погружают термометр для определения температуры во время измерения и внесения необходимых поправок. Водопроводная вода и вода в естественных проточных водоемах в России обычно близка к нейтральной. В торфяных болотах рН снижается до 3,5, а в прудах в период массового цветения воды увеличивается до 10. Определение сухого и прокаленного остатка

Сухим остатком называют остаток, получившийся при выпаривании и высушивании при температуре 105 оС профильтрованной сточной воды. Сухой остаток характеризует содержание растворимых минеральных и частично органических примесей, а именно тех, температура кипения которых значительно превышает 105 оС, нелетучих с водяным паром и не разлагающихся при данной температуре. Масса прокаленного остатка дает ориентировочное представление о количестве минеральных растворенных веществ в сточной воде. Концентрация сухого остатка для вод хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения должна быть не более 100 мг/дм3. Необходимое оборудование 1. Сушильный шкаф. 2. Аналитические весы. 3. Фарфоровая чашка. 4. Бумажный фильтр. 5. Водяная баня. 6. Эксикатор. 7. Химический стакан, емкостью 100 см3. 8. Муфельная печь. 9. Термометр. Выполнение работы В прокаленную, охлажденную и взвешенную фарфоровую чашку помещают 100 см3 сточной воды, предварительно профильтрованной через бумажный фильтр (белая лента). При фильтровании первые порции фильтрата (30-50 см3) отбрасывают. Фильтрат выпаривают на водяной бане досуха, затем переносят чашку с остатком в сушильный шкаф и высушивают при температуре 105±20С до постоянной массы. Чашку охлаждают в эксикаторе над прокаленным хлоридом кальция и взвешивают с абсолютной погрешностью не более 0,0002 г. Содержание сухого остатка вычисляют по формуле: 20

X =

(m1 − m2) × 1000 × 1000 V

,

(7)

где m1 - масса чашки с сухим остатком, г; m2 - масса чашки, г; V - объем профильтрованной сточной воды, взятый для выпаривания, см3. Результаты анализа записывают следующим образом: Масса чашки с сухим остатком, m1, г Масса чашки, m2, г Объем профильтрованной сточной воды, взятой для выпаривания, V, см3 Для определения содержания прокаленного остатка чашку с сухим остатком помещают в муфельную печь и постепенно повышают температуру до 600 оС. Прокаливание ведут до постоянной массы. Чашку с прокаленным остатком охлаждают в эксикаторе над хлоридом кальция и взвешивают с абсолютной погрешностью не более 0,0002 г. Концентрацию сухого прокаленного остатка вычисляют по формуле: ( − ) × 1000 × 1000 X = m3 m 4 , (8) V где m3 - масса чашки с прокаленным остатком, г; m4 - масса пустой чашки, г; V - объем анализируемой воды, см3. Результаты анализа записывают аналогично предыдущей форме. Определение концентрации растворенного кислорода в воде (по Винклеру)

Определение растворенного кислорода имеет важное значение при изучении санитарного состояния открытых водоемов. Снижение концентрации растворенного кислорода в водоеме указывает на резкое изменение направления биологических процессов. При этом возрастает цветность воды, понижается прозрачность, отмечается появление и усиление неприятных запахов. Попадание в водоемы сточных вод вызывает усиление потребления кислорода, что приводит к гибели зоопланктона. В связи с этим предъявляются определенные требования к качеству сточных вод, поступающих в водный объект. При этом концентрация данного компонента, в случае поступления сточных вод в водоемы хозяйственно-питьевого назначения и культурно-бытовых нужд, должна быть не менее 4 мг/дм3, а для водоемов рыбохозяйственной категории - 6 мг/дм3 для ценных видов рыб и 4 мг/дм3 для остальных. Йодометрический метод определения концентрации растворенного кислорода основан на его реакции с гидроксидом марганца и осаждением кислорода в виде комплекса с последующим переводом его в раствор (в кислой среде), в результате окислительновосстановительной реакции выделяется количество йода, которое эквивалентно содержанию в воде кислорода. Необходимые реактивы и оборудование

1. Кислородная склянка (колба объемом 200-250 см3 со шлифом и пробкой). 2. Мерная колба 500 см3 и 1 дм3. 3. Пипетки на 2 и 10 см3. 4. Секундомер. 5. Раствор серной кислоты (кислота:вода=1:4). Для его приготовления 100 см3 концентрированной серной кислоты осторожно при перемешивании добавляют к 400 см3 дистиллированной воды. 6. Раствор соляной кислоты (2:1): 340 см3 концентрированной соляной кислоты, добавляют к 170 см3 дистиллированной воды.

21

7. Раствор тиосульфата натрия с концентрацией 0,02 моль/дм3 эквивалента: 2.5 г Na2S2O3×5Н2О переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до метки на колбе. В качестве консерванта к полученному раствору добавляют 3 см3 хлороформа. 8. Раствор едкого калия с йодистым калием: 50 г NaОН растворяют в 50 см3, а 15 г КJ (или 18 г NaJ×2H2O) растворяют в 20 см3 дистиллированной воды. Полученные растворы смешивают в мерной колбе вместимостью 100 см3 и доводят объем смеси до метки на колбе дистиллированной водой. При наличии мути раствор фильтруют. 9. Раствор хлорида (сульфата) марганца: 260 г MnSO4×5Н2О (290г MnSO4×7Н2О) или 210 г MnCl2×4Н2О растворяют в 300-350 см3 дистиллированной воды, фильтруют в мерную колбу через бумажный фильтр, вместимостью 500 см3 и доливают дистиллированную воду до метки на колбе. 10. 0,5%-ный раствор крахмала: 5 г крахмала растирают в ступке с небольшим количеством холодной дистиллированной воды. В кипящую дистиллированную воду объемом 1 дм3 вливают растертый крахмал, постоянно перемешивают при кипячении 3-5 минут, затем охлаждают. В охлажденный раствор для консервации прибавляют салициловую кислоту – 1,25 г на 1 дм3 раствора крахмала или 2-3 капли хлороформа. 11. Подготовка посуды для анализа. Колбы для определения концентрации кислорода должны быть откалиброваны с точностью до 0,1 см3. Колбу тщательно моют, высушивают в сушильном шкафу при 160оС в течение 1 часа и взвешивают вместе с пробкой на технических весах с точностью до 0,01 г. Затем наполняют ее дистиллированной водой до краев и закрывают стеклянной пробкой так, чтобы под пробкой не оставалось пузырьков воздуха. Обтирают склянку досуха и снова взвешивают с точностью до 0,01г. Разность в весе даст массу воды в объеме склянки, которую для перевода на объем следует разделить при температуре воды 15оС – на 0,998; при 20оС – на 0,997 и при 25оС – на 0,996. Выполнение работы

Предварительно подготовленные и взвешенные кислородные склянки (колбы объемом 200-250 см3 со шлифом и пробкой) заполняют доверху исследуемой водой, добавляют 2 см3 раствора хлорида (сульфата) марганца и 2 см3 щелочного раствора йодида калия (KJ+KOH). Пипетку погружают каждый раз до половины колбы и по мере выливания раствора поднимают вверх. Склянку осторожно закрывают стеклянной пробкой на вытеснение жидкости так, чтобы под пробкой не образовались пузырьки воздуха. Содержимое колбы хорошо перемешивают (придерживая пробку) 15-20- кратным переворачиванием колбы до образования хлопьевидного осадка. Колбы с зафиксированными пробами помещают в темное место для отстаивания (не менее 10 мин и не более 24 ч). Затем в склянку добавляют 4 см3 раствора серной кислоты или 10 см3 раствора соляной кислоты, погружая при этом пипетку до осадка (не взмучивать) и медленно поднимая ее вверх по мере опорожнения. Колбу закрывают пробкой и содержимое тщательно перемешивают. Для титрования используют весь объем воды в калиброванной склянке. Пробу переносят в колбу Эрленмейера объемом 250 см3 и титруют стандартным раствором тиосульфата натрия до тех пор, пока раствор в колбе не станет светло-желтым. Затем добавляют свежеприготовленный раствор крахмала (1 см3) и продолжают титрование пробы до исчезновения синей окраски. Концентрацию растворенного кислорода вычисляют по формуле: 8 ×C t ×V t × V × 1000 (9) = , мг/дм3, Сx   250 × V − V 1    где Сx – массовая концентрация растворенного кислорода в анализируемой пробе воды, мг/дм3; Сt – концентрация раствора тиосульфата натрия, моль/дм3 эквивалента; 22

Vt – объем раствора тиосульфата натрия, пошедшей на титрование, см3; V – вместимость кислородной склянки, см3; V1 – суммарный объем раствора хлорида марганца и йодида калия, добавленных в колбу при фиксации растворенного кислорода, см3; 8 – масса миллиграмм-эквивалента кислорода, мг; 1000 – переводной коэффициент см3 в дм3. Определение органических веществ

Для характеристики степени загрязнения воды органическими соединениями применяют такие косвенные методы, как определение окисляемости воды и биохимического потребления кислорода. Окисляемость воды - количество кислорода, необходимое для окисления примесей в данном объеме, мгО2/дм3. В зависимости от применяемого окислителя различают перманганатную и бихроматную окисляемость. Для оценки содержания органических веществ в сточной воде определяют химическое потребление кислорода (ХПК). ХПК характеризует общее содержание в воде органических и неорганических восстановителей, реагирующих с сильными окислителями. ХПК выражают в миллиграммах кислорода, расходуемого на окисление восстановителей, содержащихся в 1дм3 воды. Степень загрязнения воды органическими соединениями выражается количеством кислорода, необходимым для их окисления микроорганизмами в анаэробных условиях, и носит название биохимической потребности в кислороде (БПК). Полное БПК определяется в течение 15-20 суток (до начала нитрификации). Практически БПК определяют в первоначальной или разбавленной пробе сточной воды по разности между содержанием кислорода до и после инкубации в стандартных условиях. Стандартные условия характеризуются продолжительностью инкубации 5 суток, температурой 20 0С, отсутствием доступа света и воздуха. Потребление кислорода, определяемое в этих условиях, называют пятисуточным потреблением кислорода и обозначают БПК5. БПК5 является частью полного БПК. БПК5 определяют в пробе отстоявшейся или профильтрованной воды. рН воды должен быть 6,5-8,5. Если сточная вода не отвечает этому условию, производят корректировку рН, прибавляя 1н раствор щелочи или кислоты. Разность между ХПК и БПК характеризуется наличием примесей, не окисляющихся биохимическим путем, и количеством органических веществ, идущих на построение клеток микроорганизмов. Задание 1. Определение химического потребления кислорода (ХПК). Ускоренный метод. Наиболее сильным окислителем является дихромат калия. Окисление проводят в кислой среде. Сущность ускоренного метода состоит в обработке пробы сточной воды избытком дихромата калия в присутствии большого количества серной кислоты. Избыток дихромата калия оттитровывают раствором соли Мора. Для повышения полноты окисления в качестве катализатора применяют сульфат серебра. Для исключения влияния хлорид-ионов в реакционную смесь добавляют сульфат ртути (II). Следует отметить, что если ХПК анализируемой воды в пределах 500-4000 мг/дм3 кислорода, берут для анализа 1 см3 пробы, если ХПК 50-500 мг/дм3, отбирают 5 см3 пробы, если ХПК выше 4000 мг/дм3, пробу предварительно разбавляют, если ХПК ниже 50 мг/дм3, метод этот применять нельзя. Необходимое оборудование и реактивы

1. Колбы конические. 2. Пипетки на 10 см3. 3. 0,25н раствор дихромата калия. 4. 0,25н раствор соли Мора. 5. Сульфат ртути. 23

6. Сульфат серебра. 7. Концентрированная серная кислота. 8. Дистиллированная вода. 9. Индикатор N-фенилантраниловая кислота. 10. Индикатор ферроин. Приготовление 0,25 н раствора дихромата калия: 12,258 г дихромата калия, предварительно высушенного в течение 2 час при температуре 105 0С, растворяют в дистиллированной воде, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. Приготовление 0,25 н раствора соли Мора: 98 г соли Мора растворяют в дистиллированной воде, приливают 20 см3 концентрированной серной кислоты и после охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 дм3, доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. Раствор хранят в темной склянке. Поправку к титру раствора соли Мора устанавливают по титрованному 0,25 н раствору дихромата калия, переносят в колбу вместимостью 500 см3, разбавляют водой до 250 см3, приливают 20 см3 концентрированной серной кислоты и охлаждают до комнатной температуры. Затем прибавляют 5-10 капель индикатора N-фенилантраниловой кислоты или 3-4 капли индикатора ферроина и титруют раствором соли Мора до изменения окраски (см. выше). Поправочный коэффициент к титру 0,25 н раствора соли Мора k=25/V3, где V3 - объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование 25 см3 0,25 н. раствора дихромата калия. Приготовление индикатора N-фенилантраниловой кислоты: 0,25г кислоты растворяют в 12 см3 0,1 н раствора гидроксида натрия и доводят до 250 см3 дистиллированной водой. Приготовление индикатора ферроина: 1,485 г 1,10-фенантролина и 0,695 г сульфата железа FeSO4×7Н2О растворяют в дистиллированной воде и доводят ею раствор до 100 см3. Выполнение работы

Для анализа берут 1-5 см3 отстоявшейся или профильтрованной воды, прибавляют 2,5 см3 0,25 н раствора дихромата калия, 0,4 г сульфата ртути (II), 0,2-0,4 сульфата серебра и при перемешивании приливают концентрированную серную кислоту (7,5 см3 на 1 см3 пробы, 15 см3 на 5 см3 пробы). При этом температура раствора поднимается выше 1000С. Через 2 мин раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 100 см3 дистиллированной воды и титруют избыток дихромата калия 0.25н раствором соли Мора в присутствии 10-15 капель N-фенилантраниловой кислоты или 3-4 капель ферроина. Изменение окраски в первом случае от красной до изумрудно-зеленой, во втором - от голубовато-зеленой до красновато-голубой. Параллельно проводят контрольный опыт без сточной воды. ХПК выражают в миллиграммах кислорода в 1дм3 воды (мгО/дм3). ( − ) × k × 0.25 × 8 × 1000 ХПК = V 1 V 2 , (10) V где V1 и V2 - объемы 0,25 н растворы соли Мора, израсходованные на титрование в контрольном опыте и пробе сточной воды, см3; k - поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора соли Мора к точно 0,25н; 0,25 - концентрация раствора соли Мора; 8 - эквивалент кислорода; V - объем сточной воды, взятый на определение, см3. Задание 2. Определение биологического потребления кислорода (БПК5) 24

Сточные воды кожевенных заводов характеризуются высоким значением БПК и анализируются при разбавлении водой. Кратность разбавления ориентировочно рассчитывают по химическому потреблению кислорода: ХПК делят на 4 или 5; полученный результат показывает, во сколько раз следует разбавить анализируемую сточную воду. Необходимое оборудование и реактивы

1. Мерная колба на 500 или 1000 см3. 2. Пипетка на 10 см3. 3. Колба, емкостью 2000 см3. 4. Склянки с пришлифованными пробками и колпачками, емкостью 200 см3 - 8 шт. 5. Термостат. 6. Раствор хлорида марганца. 7. Раствор гидроксида калия и йодида калия. 8. Разбавленная серная кислота (2:3). 9. Разбавляющая вода. 10. Раствор сульфата магния. 11. Фосфатно-буферный раствор. 12. Раствор хлорида кальция. 13. Раствор хлорида железа. Приготовление фосфатного буферного раствора: 8,5 г однозамещенного фосфата калия КН2РО4 33,4 г двузамещенного фосфата натрия NaНРО4 ×7Н2О и 1,7 г хлорида аммония NH4Cl растворяют в 500 см3 дистиллированной воды и доводят объем раствора до 1дм3; рН раствора 7,2. Приготовление раствора сульфата магния: 22,5 г сульфата магния MgSO4×7Н2О растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до 1дм3. Приготовление раствора хлорида кальция: 27,5 г хлорида кальция СаСl2 растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1дм3. Приготовление раствора железа: 0,25 г хлорида железа FeCl3×6Н2О растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до 1дм3. Приготовление раствора хлорида марганца: 425 г хлорида марганца MnCl2 растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до 1дм3. Приготовление раствора гидроксида калия и йодида калия: 700 г гидроксида калия КОН растворяют в 700 см3 дистиллированной воды, 150 г йодида калия растворяют в 100-120 см3 воды; затем растворы смешивают и доводят общий объем до 1дм3. Вместо гидроксида калия можно взять 500 г гидроксида натрия. Приготовление разбавляющей воды: Воду для разбавления (разбавляющую воду) готовят из дистиллированной воды, насыщенной кислородом. Для этого 2-2,5 дм3 дистиллированной воды помещают в колбу вместимостью 5 дм3 и энергично взбалтывают. Предварительно на каждый 1 дм3 дистиллированной воды прибавляют по 1 см3 фосфатного буферного раствора и растворов сульфата магния, хлорида кальция и хлорида железа (III). Непосредственно перед разбавлением анализируемой сточной воды в воду для разбавления вводят культуру микроорганизма, выращенную на анализируемой сточной воде. Для этого сточную воду разбавляют в 10-100 раз водопроводной водой, прибавляют указанные выше биогенные реактивы и оставляют в открытом сосуде на 2-3 дня. Появление мути и пленки указывает на развитие микрофлоры (проверяют под микроскопом). Воду с микрофлорой разбавляют в 5-20 раз сточной водой и после дальнейшего развития флоры вносят по 1 см3 этой воды на 1 дм3 разбавляющей воды. Для этой же цели можно взять 1 см3 воды после первой отмоки кожевенного сырья на 1 дм3 разбавляющей воды. Выполнение работы 25

В мерную колбу вместимостью 500 или 1000 см3 наливают соответственно, 250 или 500 см3 разбавляющей воды, прибавляют пипеткой нужное количество анализируемой сточной воды (с учетом разбавления), доливают разбавляющую воду до метки и перемешивают. Воду из мерной колбы переносят в колбу вместимостью 2 дм3 и сильно встряхивают в течение 1 мин для насыщения кислородом воздуха. Приготовленную пробу разбавленной сточной воды наливают доверху в четыре специальные калиброванные склянки вместимостью 130-200 см3 с пришлифованными пробками и колпачками. Склянки закрывают пробками так, чтобы под пробкой не осталось пузырьков воздуха. Затем наливают эту же воду в колпачки и, перевернув склянки вверх дном, вставляют их в колпачки так, чтобы пузырьки воздуха не попали в них. Затем склянки возвращают в первоначальное положение. Другие четыре склянки заполняют разбавляющей водой и тоже закрывают пробками и колпачками, как описано выше. Две склянки с пробой сточной воды и две склянки с разбавляющей водой помещают в термостат при температуре 20 0С на 5 суток. В четырех оставшихся склянках определяют содержание кислорода в начале инкубации, т.е. сразу после заполнения. Для этого в них добавляют по 1 см3 растворов хлорида марганца и смеси гидроксида калия и йодида калия. Аккуратно закрывают склянки притертыми пробками, не допуская попадания пузырьков воздуха, и перемешивают жидкость, перевертывая склянки 15-16 раз. После того, как осадок соберется на дне, в склянки добавляют по 2 см3 разбавленной серной кислоты (2:3), закрывают их пробками и снова перемешивают. Осадок растворяется. Затем раствор из каждой склянки переносят в конические колбы, склянки ополаскивают дистиллированной водой и титруют 0,0125 н раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала до исчезновения окраски. Через 5 суток этим же методом определяют содержание кислорода в склянках с пробой и с разбавляющей водой, выдержанных в термостате при температуре 200С. БПК выражают в миллиграммах кислорода в 1 дм3 воды (мгО/дм3): БПК5 =

[(V 1 − v1) − (V 2 − v 2)] × k × 0.1 × P × 1000 V

,

(11)

где V1 и V2 - объемы 0,0125 н раствора тиосульфата натрия, израсходованные на титрование пробы сточной воды в начале и в конце инкубации, см3; v1 и v2 - объемы 0,0125 н раствора тиосульфата натрия, израсходованные на титрование разбавляющей воды в начале и в конце инкубации, см3; k - поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора тиосульфата к точно 0,0125 н; 0,1 - количество кислорода, соответствующее 1 см3 0,0125 н раствора тиосульфата натрия, мг; Р - коэффициент разбавления сточной воды; V - вместимость склянки, см3. Результаты выполненных анализов заносят в таблицу 7 Таблица 7 - Химические показатели качества воды Наименование показателей рН БПК5 ХПК

ПДК, мг/дм3

ЛПВ

Класс опасности

...

26

Концентрация в сточной воде

Примечание

3.1.4 Определение специфических загрязнений

Характер сточных вод кожевенных заводов и меховых фабрик, так же как и их количество, зависят от вида сырья, технологии обработки и вида готовой продукции. Сточные воды, образующиеся в процессе переработки кожевенного сырья, относятся к высококонцентрированным и содержат различные загрязнения: частицы мездры, шерсть, кровь, продукты распада белков, жировые вещества, растительные и синтетические дубители (в том числе свободные фенолы), СПАВ, красители, гидроксид кальция, сульфиды, соли хрома, щелочи, кислоты и другие органические и неорганические вещества. Сточные воды меховых предприятий характеризуются присутствием высоких концентраций электролитов, главным образом хлорида натрия до 20 г/дм3, вводимого в технологические растворы в качестве консерванта. Кроме того, при переработке мехового сырья, образующиеся сточные воды содержат высокие концентрации трудноокисляемых органических веществ (красители различной химической природы до 1,5 г/дм3; ПАВ до 0,5 г/дм3; шерстные и минеральные жиры до 0,5 г/дм3) и токсичных соединений (трех- и шестивалентный хром до 0,5 г/дм3; фенолы и формалин до 0,2 г/дм3) в совокупности с минеральными (в основном серной) и органическими кислотами. Концентрация данных ингредиентов в сточных водах зависит от вида перерабатываемого сырья. Так, при производстве шубной овчины сточные воды не содержат соединений хрома (VI), а при выделке меха, выпускаемого в неокрашенном виде, в них отсутствуют как эти соединения, так и красители. Таким образом, основными компонентами вредных веществ в сточных водах кожевенных заводов и меховых фабрик являются минеральные соли, соединения хрома (III) и (VI), белковые вещества, сульфиды, фенолы, жиры, красители, СПАВ и др. Причины поступления данных ингредиентов и методы их удаления из сточных вод представлены в таблице 8. Таблица 8 - Пути поступления специфических загрязнений в сточные воды и методы их удаления Ингредиенты минеральные соли (хлориды) гидроксид кальция сульфиды продукты распада белков красители СПАВ

Технологический процесс отмока, золение, пикелевание золение золение отмока, золение крашение практически во всех технологических процессах

хром (VI)

протравление

хром (III)

дубление

танниды жиры кислоты

таннидное дубление обезжиривание пикелевание

Методы очистки электродиализ, гиперфильтрация, выпаривание, замораживание отстаивание окисление, отдувка дымовыми газами, биологические методы осаждение окисление, адсорбция флотация, биологические методы химический метод, ионообменный, биологический Продолжение таблицы 8 коагуляция, ионообменный, биологический взаимная нейтрализация ОЗЖ флотация нейтрализация, адсорбция

Ниже представлены методы, позволяющие определить содержание данных ингредиентов в сточных водах. 27

Определение концентрации хлоридов (аргенометрический метод)

Основными источниками поступления хлоридов в сточные воды кожевенных заводов являются отработанные жидкости после промывки кожевенного сырья и после пикелевания. Определение проводят в пробе фильтрованной воды, если она незначительно загрязнена органическими веществами. При анализе загрязненных окрашенных сточных вод к пробе воды добавляют гидроксид алюминия (2 г на 100 см3 пробы), хорошо перемешивают суспензию, оставляют на 5 мин. и затем фильтруют. Осадок промывают дистиллированной водой и промывные воды соединяют с фильтратом. Содержание хлоридов определяют во всем объеме фильтрата. Если последняя операция не позволила освободиться от загрязнения, пробу сточной воды (20-50 см3) помещают в фарфоровую чашку, добавляют безводный карбонат натрия для щелочной среды (по фенолфталеину), досуха выпаривают на водяной бане и слегка прокаливают в муфельной печи до разложения окрашенных органических веществ. Прокаленный осадок растворяют в 50-100 см3 горячей дистиллированной воды и определяют в нем содержание хлоридов. Определение основано на способности хлорид-ионов осаждаться при титровании раствором нитрата серебра в нейтральной или слабо-щелочной среде с образованием малорастворимой соли хлорида серебра. В качестве индикатора применяют 5%-ный раствор хромата калия. Необходимое оборудование и реактивы 1. Конические колбы. 2. Пипетки на 1 и 10 см3. 3. рН-метр. 4. Дистиллированная вода. 5. 1н раствор гидроксида натрия. 6. 1н раствор серной кислоты. 7. Фенолфталеин. 8. 5%-ный раствор хромата калия. 9. 0,1 н раствор нитрата серебра. Приготовление 0,1 н раствора нитрата серебра: 16,9874 г нитрата серебра AgNO3 растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до 1дм3. Поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора нитрата серебра к точно 0,1н определяют при титровании им 20 см3 0,1 н раствора хлорида натрия, приготовленного из фиксанала, в присутствии 1 см3 5%-ного раствора хромата калия до появления красно-бурого окрашивания. Выполнение работы

Для определения хлоридов в сточной воде берут 20-50 см3 профильтрованной воды, или фильтрат после обработки воды гидроксидом алюминия, или растворенный остаток после выпаривания и прокаливания пробы. Объем анализируемой жидкости доводят до 100 см3 дистиллированной водой. Кислые и щелочные пробы нейтрализуют 1н растворами гидроксида натрия или серной кислоты по фенолфталеину и прибавляют ничтожно малое количество серной кислоты, чтобы проба стала бесцветной. Пробы воды, имеющие рН 7-10, не требуют корректировки рН. Затем к подготовленной пробе приливают 1см3 5%-ного раствора хромата калия и титруют 0.1н раствором нитрата серебра при постоянном перемешивании до перехода лимонно-желтой окраски в оранжево-бурую. Параллельно проводят холостой опыт со 100 см3 дистиллированной воды. Содержание хлорид-ионов, мг/дм3; (V − V ) × k × 3.545 × 1000 − , (12) Cl = 1 2 V 28

где V1 и V2 - объемы 0,1 н раствора нитрата серебра, израсходованного на титрование пробы и в глухом опыте, см3; k - поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора нитрата серебра к точно 0,1 н; 3,545 - количество хлорид-ионов, соответствующее 1 см3 0,1 н раствора нитрата серебра, мг; V - объем сточной воды, взятый для анализа, см3. Определение концентрации гидроксида кальция

Гидроксид кальция содержится в отработанной зольной жидкости, образующейся после переработки кожевенного сырья в известковом растворе. Наличие его в сточных водах может вызвать засорение канализационных сетей и увеличить объем образующегося осадка. Гидроксид кальция очень опасен как для человека, так и для гидробионтов. При его концентрации в питьевой воде 100-150 мг/дм3 увеличивается заболеваемость населения болезнями почек, артритом, полиартритом. При концентрации в воде более 1800 мг/дм3 кальций оказывает токсическое действие. Концентрация гидроксида кальция 50-350 мг/дм3 в воде, при поступлении с питьевой водой -–токсичная для крыс, а 400 мг/дм3 – для людей. Норматив предельно допустимой концентрации для Са+2 составляет для притоков озера Байкал 120 мг/дм3, для о.Байкала – 20 мг/дм3, в целом по России – 180 мг/дм3. Необходимое оборудование и реактивы

1. Медная сетка или марля. 2. Коническая колба. 3. Пипетка на 10 см3. 4. Фенолфталеин. 5. 0,1 н раствор соляной кислоты. Выполнение работы Перед определением содержания гидроксида кальция отобранную пробу зольной жидкости процеживают через медную сетку или марлю, которая задерживает различные примеси (шерсть, мездру и др.), но не препятствует прохождению частиц взвеси. 10 см3 хорошо перемешанной зольной жидкости переносят пипеткой в коническую колбу и титруют в присутствии фенолфталеина 0,1 н раствором соляной кислоты до обесцвечивания. Содержание гидроксида кальция, г/дм3 a × k × 0.0037 × 1000 X = , (13) 10 где а - объем 0,1 н раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование, см3; k - поправка к титру соляной кислоты. Определение содержание сульфидов

Сульфиды поступают в сточные воды кожевенного производства от процессов золения (1,04-16,1 г/дм3), их количество зависит от метода золения (с сохранением или без сохранения шерсти). Значительное количество сульфидов содержится в промывных водах после золения. Для кожевенных заводов содержание сульфидов в стоках допускается не более 1,5 мг/дм3. Сульфид натрия на человека и теплокровных животных оказывает токсическое и раздражающее действие на кожу, для рыб же токсичен при концентрации 0,5-1,0 мг/дм3, что усугубляет очень низкий порог ощущения привкуса, который составляет 0,01 мг/дм3, а порог ощущения запаха – 0,05 мг/дм3. На токсичность сульфида натрия для водных объектов оказывает влияние активная реакция (рН) воды. При концентрации сульфид натрия 3,2 мг/дм3 и рН 9,0 форель переворачивается через 2 ч, рН 7-8 – через 10 мин, рН 6,0 – через 4 29

мин. В кислой среде сульфид натрия разлагается с образованием сероводорода, который ядовит для живых организмов. Предельно допустимая концентрация для сульфида натрия составляет 0,01 мг/дм3. Необходимое оборудование и реактивы 1. Колба с притертой пробкой. 2. 10%-ный раствор ацетата кадмия или ацетата цинка. 3. Фильтр. 4. Горячая дистиллированная вода. 5. Разбавленная (1:1) соляная кислота. 6. Стеклянная палочка. 7. 0,1 н раствор йода. 8. Раствор крахмала. 9. 0,1 н раствор тиосульфата натрия. Выполнение анализа

Для определения содержания сульфидов отбирают 50 см3 сточной воды, помещают в колбу с притертой пробкой, добавляют 10 см3 10%-ного раствора ацетата кадмия или ацетата цинка и перемешивают раствор. Выпавший осадок переносят на фильтр и промывают 3-4 раза горячей дистиллированной водой. Промытый осадок вместе с фильтром помещают в ту же колбу, в которой проводили осаждение, прибавляют 10-15 см3 разбавленной (1:1) соляной кислоты и стеклянной палочкой тщательно измельчают фильтр. В колбу добавляют 20-30 см3 дистиллированной воды, которой обмывают стеклянную палочку, и 50 см3 0,1 н раствора йода. Колбу закрывают пробкой, хорошо перемешивают и оставляют в темном месте на 5 мин. Затем содержимое колбы титруют 0,1 н раствором тиосульфата натрия, добавляя в конце титрования раствор крахмала. Титрование заканчивают при полном обесцвечивании фильтра и раствора. Параллельно проводят холостой опыт с теми же реактивами, с дистиллированной водой. Содержание сульфидов в пересчете на Н2S, мг/дм3 : ( − ) × k × 1.7 × 1000 , (14) H2S = V 1 V 2 V где V1 и V2 - объем 0,1 н раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование в холостом опыте и пробе сточной воды, см3; k - поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора тиосульфата натрия к точно 0,1 н; 1,7 - количество сероводорода, соответствующее 1 см3 0,1 н раствора тиосульфата натрия, мг; V - объем сточной воды, взятый для анализа, см3. Определение концентрации красителей Окрашенные сточные воды создают неблагоприятное эстетическое восприятие и влияют на кислородный режим водоема, угнетая его самоочищение вследствие адсорбции солнечного света и нарушения процесса фотосинтеза. Также повышается минерализация воды, что отрицательно сказывается на ее вкусовых качествах при использовании водоисточников для питьевых целей. При концентрации более 0,1 мг/дм3 красители влияют на кислородный режим водоема, ХПК, БПК5 и особенно на процессы аммонификации и нитрификации в воде. Предельно допустимая концентрация для пирогаллола, резорцина, пирокатехина составляет 0,1 мг/дм3; аминофенола – 0,01 мг/дм3; фенилендиамина – 0,1 мг/дм3 и толуилендиамина – 1 мг/дм3. Необходимое оборудование и реактивы 1. Фотоколориметр 2. Мерные колбы. 30

3. Типовые красители. 4. Пипетки. Выполнение работы Предварительно из типового образца красителя готовят исходный раствор, а затем из него приготавливают ряд растворов с известными последовательно уменьшающимися концентрациями, соответствующие возможным концентрациям этого красителя в испытуемом растворе. Измеряют оптическую плотность полученных растворов и строят калибровочную кривую, откладывая на оси ординат оптическую плотность, а на оси абсцисс соответствующие концентрации типового красителя в г/дм3. При тех же условиях, т.е. с тем же светофильтром и в кюветах такого же размера, измеряют оптическую плотность испытуемого раствора и по калибровочной кривой находят его концентрацию. Концентрация испытуемого красителя, % по отношению к типовому образцу: С × 100 Х= , (15) Н где С - концентрация красителя, найденная по калибровочной кривой, г/дм3 ; Н - навеска испытуемого красителя, содержащаяся в литре испытуемого раствора,г. Определение содержания хрома (общего, III и VI) Тяжелые металлы, в частности соединения хрома, являются высокотоксичными и долгосохраняющимися химическими веществами. Соединения хрома оказывают на организм общетоксическое, кумулятивное, канцерогенное и мутагенное действие. Сточные воды, содержащие хром, нельзя использовать для полива сельскохозяйственных культур и орошения полей. Эти вещества в малых концентрациях, особенно при хронических воздействиях, способны аккумулироваться в тканях водных животных и передаваться по трофическим путям, активно воздействовать на воспроизводительную систему гидробионтов. Хром существенно влияет на численность, видовой состав и жизнедеятельность почвенной микробиоты. Накопление хрома растительными организмами приводит к снижению их биопродуктивности, увяданию надземной части и повреждению корневой системы, некрозу и т.д. Необходимое оборудование и реактивы 1. Мерная колба вместимостью 100 см3. 2. 1 н раствор серной кислоты или щелочи. 3. Раствор разбавленной (1:1) серной кислоты. 4. Концентрированная фосфорная кислота. 5. 0,5% - ный спиртовой раствор дифенилкарбазита. 6. Дистиллированная вода. 7. Фотоколориметр. Приготовление стандартного раствора: 2,8285 г. дихромата калия K2Cr2O7, предварительно высушенного при температуре 105 оС, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до 1дм3. 1 см3 стандартного раствора содержит 1 мг хрома. Раствор может храниться длительное время в хорошо закрытой склянке. Приготовление рабочего раствора: 10 см3 стандартного раствора разбавляют дистиллированной водой до 1 дм3. 1 см3 рабочего раствора содержит 0,01 мг хрома. Рабочий раствор готовят в день построения калибровочного графика. Построение калибровочного графика: в ряд мерных колб вместимостью 100 см3 вносят от 1 до 30 см3 рабочего раствора дихромата калия, добавляют в каждую колбу по 1 см3 (1:1) разбавленной серной кислоты, 0,3 см3 концентрированной фосфорной кислоты, 1 см3 0,5%-ного спиртового раствора дифенилкарбазида (раствор дифенилкарбазида не должен иметь окраски), доводят объем раствора до метки дистиллированной водой, перемешивают и через 10 минут определяют оптическую плотность раствора на фотоколориметре с зеленым цветом (λ=540 нм) в кюветах с толщиной поглощающего слоя 30 мм. 31

В качестве раствора сравнения используют дистиллированную воду с добавлением всех реактивов, кроме рабочего раствора. По полученным данным строят калибровочный график зависимости оптической плотности раствора от содержания хрома. Выполнение работы

100 мл хорошо перемешанной сточной воды, предварительно профильтрованной через бумажный фильтр, нейтрализуют 1 н раствором серой кислоты или щелочи (требуемое количество кислоты или щелочи устанавливают титрованием другой порции сточной воды, проба по индикаторной бумаге). Пробу объемом 50 см3, переносят в мерную колбу на 100 см3, прибавляют 1 см3 разбавленной (1:1) серной кислоты, 0,3 см3 ортофосфорной кислоты, 1 см3 раствора дифенилкарбазида и доводят дистиллированной водой до метки. Через 10 минут определяют оптическую плотность раствора на фотоколориметре с зеленым светофильтром (λ=540 нм) в кюветах с толщиной поглощающего слоя 30 мм. В качестве раствора сравнения используют дистиллированную воду с добавлением всех реактивов, кроме рабочего раствора. По калибровочному графику определяют содержание хрома в анализируемой пробе воды. Если содержание хрома в испытуемом растворе превышает 0,3 мг, и величина оптической плотности не укладывается на калибровочном графике, то следует повторить определение с меньшим объемом пробы. Содержание общего хрома, мг/дм3; X = С × 1000 / V,

(16)

где С - количество хрома, найденное по калибровочному графику, мг; V - объем сточной воды, взятый для анализа, см3. Определение содержания хрома (VI) проводят также, как общего, но без предварительной обработки персульфатом аммония. Кроме того, так как хром (VI) находится в растворенном состоянии, пробу воды предварительно фильтруют через бумажный фильтр. Содержание хрома (III) определяют по вязкости содержания общего хрома и хрома (VI). Определение содержания хрома (III)

Фотоколориметрическое определение содержания хрома (III) в растворе основано на получении цветного раствора триоксалатохромового комплекса при взаимодействии хрома с щавелевой кислотой: CrOHSO4+3H2C2O4=H3[Cr(C2O4)3] + H2O + H2SO4. Необходимое оборудование и реактивы: 1. Фотоколориметр. 2. Мерная колба, емкостью 1000 см3. 3. Коническая колба емкостью 100-110 см3. 4. Калибровочная бюретка емкостью 25 см3. 5. Мерные колбы емкостью 100 см3. 6. Электроплитка. 7. Бумажный фильтр. 8. Дихромат калия или натрия. 9. Дистиллированная вода. 10. 5%-ный р-р щавелевой кислоты. Построение калибровочной кривой: 4,903 г химически чистого калия или 4,367 г дихромата натрия [лучше брать стандарт-титр (фиксанал)-0,1 н дихромата калия] растворяют в мерной колбе вместимостью 1000 см3. Приготовленный раствор содержит 2,53 г/дм3 оксида хрома. Готовят серию эталонных растворов из расчета содержания оксида хрома 32

0,07-0,5 г/дм3. В колбы вместимостью 100-150 см3 наливают из сухой калиброванной бюретки приготовленный раствор дихромата калия в количестве 3, 5, 7, 10, 12, 15, 17, 20 см3. В каждую колбу добавляют по 25 см3 5%-ного раствора щавелевой кислоты и кипятят 3-5 минут. Полученные фиолетовые растворы охлаждают, переносят в мерные колбы вместимостью 100 см3, доводят до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают и фотоколориметруют. Содержание оксида хрома в эталонных растворах, г/дм3: 0,076; 0,126; 0,177; 0,253; 0,304; 0,379; 0,430; 0,506. По показаниям фотоколориметра и содержанию оксида хрома строят калибровочную кривую. На оси абсцисс откладывают показания фотоколориметра, на оси ординат - соответствующие концентрации оксида хрома в граммах на литр. Периодически кривую проверяют по 3-4 точкам. Выполнение работы Для анализа производственных жидкостей приготовленный хромовый дубитель охлаждают до температуры 20оС и разбавляют водой в соотношении 1:50. При этом следует пользоваться пипеткой, калиброванной на наполнении. Пипетку ополаскивают и жидкость сливают в колбу для разбавления. Начальный раствор хромовой соли разбавляют водой в соотношении 1:2; отработанный раствор хромовой соли не разбавляют. В колбу вместимостью 100-150 см3 вносят 10 см3 профильтрованной испытуемой жидкости, 25 см3 5%-ного раствора щавелевой кислоты и кипятят 3-5 минут. После охлаждения раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают и фотоколориметрируют. Если во время кипячения в отработанном растворе хромовой соли появилось помутнение, раствор снова фильтруют. Содержание хрома рассчитывают по формуле: a × 100 X = (17) = a × 10 , 10 где а- содержание хрома (III), найденное по калибровочной кривой. Определение содержания хрома (VI)

Токсическое действие шестивалентного хрома усугубляется из-за способности накапливаться в костной ткани, печени, почках. Хроматы и бихроматы способны вызвать хроническую интоксикацию, проявляющуюся в угнетении процессов кроветворения, окислительно-восстановительных, иммунобиологической реактивности. Наряду с токсическим действием соединения шестивалентного хрома влияют на органолептические свойства воды и санитарный режим водоема: изменяется окраска воды, появляется неприятный привкус, тормозятся процессы самоочищения. ПДК шестивалентного хрома для водоема питьевого водопользования 0,1 мг/дм3. Необходимое оборудование и реактивы 1. Колба коническая, вместимостью 250 см3 - 2 шт. 2. Пипетка, вместимостью 10 см3 - 2 шт. 3. Пипетка Мора, вместимостью 10 см3 - 1 шт. 4. 0,1 н раствор серной кислоты. 5. Стекло часовое - 2 шт. 6. Вода дистиллированная. 7. 10%-ный раствор калия йодистого. 8. 0,5%-ный раствор крахмала. 9. 0,1 раствор тиосульфата натрия.

33

Выполнение работы Из пробы рабочего раствора отбирают пипеткой 10 см3 раствора, помещают в колбу вместимостью 250 см3, добавляют 10 см3 серной кислоты и 10 см3 10%-ного р-ра йодистого калия. Колбу с содержимым закрывают часовым стеклом и выдерживают в темном месте 10 мин. Затем прибавляют 50 см3 дистиллированной воды и титруют 0,1 н раствором тиосульфата натрия до тех пор, пока окраска раствора не станет слабожелтой. Затем прибавляют 5 см3 0,5%-ного раствора крахмала и продолжают титровать до исчезновения синей окраски раствора. Содержание калиевого хромпика (Х1) вычисляют по формуле: V × k × 0.00490 × 1000 , г/дм3. (18) X1= 10 Содержание натриевого хромпика (Х2) в г/дм3 вычисляют по формуле: V × k × 0.00497 × 1000 , г/дм3, (19) X2= 10 где V - количество 0,1 н. р-ра тиосульфата натрия, израсходованное на титрование, см3; k - поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора тиосульфата натрия к 0,1 н; 0,00490 - количество калиевого хромпика, соответствующее 1 см3 0,1 н тиосульфата натрия, г; 0,00497 - количество натриевого хромпика, соответствующее 1 см3 0,1 н раствора тиосульфата натрия, г. За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений. Окончательный результат округляют до первого десятичного знака. Определение содержания анионоактивных ПАВ

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) широко применяются при переработке кожевенно-мехового сырья. Степень отработки СПАВ не превышает 10%, что обуславливает их значительное поступление в нативные водные объекты. Попадая в водотоки и водоемы, СПАВ оказывают значительное влияние на их физико-биологическое состояние, ухудшая кислородный режим и органолептические свойства, сохраняясь там долгое время, так как разлагаются очень медленно. Отрицательным, с гигиенической точки зрения, свойством СПАВ является их высокая пенообразующая способность. Хотя СПАВ не являются высокотоксичными веществами, имеются сведения о косвенном их воздействии на гидробионты. При концентрациях 5-15 мг/дм3 рыбы теряют слизистый покров, при более высоких концентрациях может наблюдаться кровотечение жабер. Необходимые реактивы и оборудование 1. Делительная воронка. 2. Буферный раствор. 3. Нейтральный раствор метиленового голубого. 4. Хлороформ. 5. Кислый раствор метиленового голубого. 6. Дистиллированная вода. 7. Мерные колбы вместимостью 50 см3. 8. Воронки. 9. Вата. 10. Фотоколориметр с красным светофильтром. 11. Кюветы с толщиной поглощающего слоя 20 мм.

34

12. Калибровочный график зависимости оптической плотности от содержания лаурилсульфоната натрия. Выполнение работы При определении содержания анионоактивного ПАВ в сточной воде, 50-100 см3 хорошо перемешанной сточной воды помещают в делительную воронку. Если объем воды меньше 100 см3, его доводят до 100 см3 дистиллированной водой. В делительную воронку вливают 10 см3 фосфатного буферного раствора, 5 см3 нейтрального раствора метиленового голубого, 15 см3 хлороформа и перемешивают в течение 2 мин. Во второй ряд делительных воронок наливают по 100 см3 дистиллированной воды и по 5 см3 кислого раствора метиленового голубого. В эти же воронки спускают отстоявшийся хлороформный слой из первого ряда воронок. В первые воронки наливают еще по 5 см3 хлороформа, взбалтывают в течение 2 мин и после отстаивания сливают хлороформные вытяжки во второй ряд воронок. Эту операцию повторяют еще раз. Если хлороформ не окрашивается, значит извлечение комплекса закончено. Содержимое второго ряда делительных воронок взбалтывают в течение двух минут и после расслоения спускают хлороформный слой в мерные колбы вместимостью 50 см3 через воронки с кусочком ваты для удаления возможно образовавшейся мути. В делительные воронки наливают еще по 5 см3 хлороформа, взбалтывают 2 мин и после расслоения спускают хлороформ в мерные колбы. Эту операцию повторяют еще раз. Объем экстракта в мерных колбах доводят до метки хлороформом, перемешивают и определяют оптическую плотность окрашенных растворов на фотоколориметре с красным светофильтром (λ=650 нм) в кюветах с толщиной поглощающего слоя 20 мм. Параллельно проводят холостой опыт со 100 см3 дистиллированной воды. Содержание анионоактивных ПАВ в пересчете на лаурисульфонат натрия, мг/дм3. X = С × 1000 / V, (20) где С - содержание ПАВ, найденное по калибровочному графику, мг. Определение содержания неионогенных СПАВ

Неионогенные СПАВ реагируют с роданокобальтатом аммония, образуя комплексные вещества синей окраски, растворимые в хлороформе, роданокобальтат аммония в хлороформе нерастворим. Чувствительность реакции невелика, но поскольку определяемые вещества нелетучи, возможно предварительное концентрирование путем выпаривания анализируемой воды досуха и растворением остатка в спирте и в воде. Необходимые реактивы и оборудование 1. Делительные воронки, вместимостью 50 см3. 2. Пробирка или колба мерная, вместимостью 10 см3. 3. Водяная баня. 4. Воронка. 5. Фотоколориметр КФК-2. 6. Хлороформ. 7. Раствор роданокобальтата аммония. Приготовление раствора роданокобальтата аммония: 15 г нитрата кобальта Co(NO3)2×6H2O и 100 г роданида аммония растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 500 см3. Приготовление стандартного раствора: 1 г применяемого неионогенного СПАВ растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 дм3 дистиллированной водой. 1 см3 стандартного раствора содержит 1 мг неионогенного ПАВ. Построение калибровочного графика: отбирают 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора, доводят объем до 5 см3 и переносят в ряд делительных воронок вместимостью 50 см3, в которые предварительно налито по 20 см3 раствора роданокобальтата аммония. Содержимое воронки взбалтывают в течение 1 минуты и дают постоять 5 минут. 35

Затем прибавляют 4 см3 хлороформа, взбалтывают 1 минуту и оставляют в покое до расслаивания жидкости. Слой хлороформа сливают через воронку, в которую предварительно вкладывают кусочек ваты, пропитанный хлороформом, в калиброванную пробирку вместимостью 10 см3. Извлечение окрашенного комплекса повторяют дважды, используя порции хлороформа объемом 4 и 2 см3 и, собирая хлороформные экстракты в ту же пробирку. Пробирку опускают на 5 минут в водяную баню при температуре 20оС и, если надо, доливают хлороформ до метки и перемешивают. Оптические плотности полученных хлороформных экстрактов определяют на фотоколориметре с оранжевым светофильтром (λ=610 нм) в кюветах с толщиной поглощающего слоя 30 мм. По полученным данным строят калибровочный график зависимости оптической плотности от содержания неионогенного СПАВ. Выполнение работы

При определении содержания в сточной воде неионогенного ПАВ, концентрация которого выше 50 мг/дм3, отбирают такой объем анализируемой воды, чтобы в нем содержалось 0,25-6 мг этого вещества, и разбавляют дистиллированной водой до 5 см3. Если концентрация определяемого вещества ниже 50 мг/дм3, отбирают такой объем воды, чтобы в нем содержалось 0,25-6,0 мг вещества, и выпаривают в фарфоровой чашке досуха. Остаток обрабатывают 1 см3 этилового спирта, обмывая им всю внутреннюю поверхность чашки, и смывают в делительную воронку, используя для этого 4-5 см3 дистиллированной воды. В делительную воронку наливают 20 см3 раствора роданокобальтата аммония, прибавляют 5 см3 первоначальной или предварительно разбавленной сточной воды или раствора, полученного после выпаривания воды и растворения остатка в спирте и воде. Содержимое воронки взбалтывают в течение 1 мин, дают постоять 5 мин, затем добавляют хлороформ и продолжают определение, как изложено выше, при построении калибровочного графика. Оптическую плотность хлороформного экстракта определяют на фотоколориметре, а содержание неионогенного ПАВ в пробе – по калибровочному графику. Содержание неионогенного ПАВ определяют по формуле, мг/дм3: X = С × 1000 / V, (21) где С - содержание ПАВ, найденное по калибровочному графику, мг; V – объем сточной воды, взятый для анализа (с учетом разбавления или упаривания), 3 см ; 1000 – переводной коэффициент из см3 в дм3. Определение содержания жиров

В меховой промышленности жировые вещества попадают в сточные воды, в основном, после процессов обезжиривания и жирования. Средняя концентрация жиров в сточных водах составляет 200 мг/дм3. Способов очистки сточных вод от жировых веществ немного. При концентрации жировых веществ в сточных водах более 100 мг/дм3 может вызвать нарушения в работе сооружений биологической очистки. В связи с этим необходимо проводить предварительную очистку, в частности, использовать жироловки. В качестве сооружений биологической очистки от жиров, предпочтительно использовать анаэробные реакторы (метантенки). Необходимые реактивы и оборудование

1. Фарфоровая чашка. 2. Водяная баня. 3. Стеклянная палочка с резиновым наконечником. 4. 0,1 н раствор гидроксида бария. 36

5. Серный эфир или хлороформ. 6. Аппарат Зайченко. 7. Бумажный патрон. 8. Приемная колба вместимостью 250 см3. 9. Сушильный шкаф. 10. Аналитические весы. 11. Термометр. Выполнение работы Для определения отбирают 100 см3 хорошо перемешанной сточной воды, помещают ее в фарфоровую чашку и выпаривают на водяной бане досуха. Сухой остаток соскребают со стенок и дна чашки стеклянной палочкой с надетым на нее резиновым наконечником, увлажняют остаток 1-2 см3 0,1 н раствора гидроксида бария и снова высушивают при температуре 105 0С. Сухой остаток переносят в бумажный патрон, остатки его собирают кусочками ваты, которые также вносят в патрон. Патрон помещают в аппарат Зайченко и экстрагируют жиры серным эфиром или хлороформом. Приемная колба должна быть предварительно взвешена. После экстракции из колбы отгоняют эфир, остаток высушивают при температуре 105 0С до постоянной массы и определяют содержание жира, мг/дм3: ( − ) × 10000 , (22) X = m1 m2 V где m1 - масса колбы, мг; m2 - масса колбы с остатком, мг; V - объем сточной воды, взятой для анализа, см3. Результаты анализа записываются следующим образом: мг. Масса колбы, m1 мг. Масса колбы с остатком, m2 Объем сточной воды, взятой для анализа, V см3. Определение содержания таннидов

Источником загрязненности сточных вод кожевенных заводов таннидами являются отработанные жидкости, содержащие растительные и синтетические дубители. В зависимости от ассортимента выпускаемой кожи состав дубителей изменяется. В качестве эквивалента для определения содержания таннидов и дубящих веществ в сточных водах принят танин дуба, а для построения калибровочного графика берут медицинский танин. Необходимое оборудование и реактивы 1. Активированный уголь. 2. Бумажный фильтр. 3. Коническая колба. 4. Мерные цилиндры с притертыми пробками. 5. Пипетки. 6. Фотоколориметр. 7. 10%-ный р-р нитрита натрия ( свежеприготовленный ). 8. 10%-ный р-р уксусной кислоты. 9. 2 н р-р аммиака. Выполнение работы Приготовление стандартного раствора танинна: 100 мг медицинского танинна растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до 1 дм3. 1 см3. раствора содержит 1 мг танинна. Раствор готовят непосредственно перед применением. Построение калибровочного графика: в ряд мерных цилиндров с притертыми пробками вместимостью 100 см3 помещают 0, 5, 10, 15, 20, 30, 50, 70, 100 см3 стандартного раствора танинна, доливают дистиллированную воду до 100 см3. Полученные растворы содержат 0, 5, 10, ..., 100 мг/дм3 танинна. В каждый цилиндр приливают по 2 см3 10%-ного р37

ра нитрита натрия (свежеприготовленного) и по 20 см3 10%-ного раствора уксусной кислоты. Растворы перемешивают и через 15 минут прибавляют к ним по 4 см3 2 н раствора аммиака. Определяют оптическую плотность окрашенных растворов по отношению к раствору не содержащему танинна, в кюветах с толщиной поглощающего слоя 20 мм с фиолетовым светофильтром (λ =430 нм). Строят калибровочный график зависимости оптической плотности от концентрации танинна. Для определения содержания танинна и дубящих веществ в сточной воде пробу пропускают через активированный уголь или смешивают с активированным углем и фильтруют через бумажный фильтр, отбрасывая первую порцию фильтрата. В два мерных цилиндра с притертыми пробками наливают по 100 см3 отфильтрованной воды (или меньший объем воды, разбавляют до 100 см3). В первый прибавляют по 2 см3 растворов нитрита натрия и уксусной кислоты, во второй - 2 см3 дистиллированной воды и 2 см3 уксусной кислоты, перемешивают. Через 15 минут в оба цилиндра прибавляют по 4 см3 раствора аммиака (концентрации растворов те же, что и указаны выше). Измеряют оптическую плотность раствора, содержащегося в первом цилиндре, по отношению к раствору из второго цилиндра. По калибровочному графику находят концентрацию танинна, соответствующую полученному значению оптической плотности. Содержание таниннов и дубящих веществ в пересчете на танинн, мг/дм3: X = С × 1000 / V, (23) где C - содержание танинна, найденное по калибровочному графику, мг/дм3; 100 - объем колориметрируемой пробы, см3; V - объем сточной воды, взятый для анализа, см3. Определение содержания кислот

Серьезную опасность для водоемов представляют сточные воды с резко выраженной кислой реакцией, так как их поступление в водоем может привести к ряду тяжелых нарушений гидробиологического режима, включая полное разрушение сложившейся экосистемы. Причиной ухудшения качества водных ресурсов служит не только сброс в водоемы бытовых и промышленных стоков, но и выпадение кислых атмосферных осадков. Понижение величины рН водных экосистем приводит к деградации популяции видов рыб и других обитателей. Так, при снижении рН ниже 6,0 наблюдается гибель ракообразных, улиток, моллюсков; при рН ниже 5,7 – лосося, форели, плотвы, а также восприимчивых к кислотному загрязнению насекомых, фито- и зоопланктона. Окунь и щука погибают при рН ниже 5,5; угорь и голец при рН меньше 4,5. При рН 5,5 начинается бурное развитие белого мха, наличие которого свидетельствует о биологической гибели водного объекта. Необходимое оборудование и реактивы 1. Пипетка на 10 см3. 2. Коническая колба, емкостью 100-250 см3. 3. 0,1 н р-р едкого натра. 4. Индикатор метиловый оранжевый. 5. Индикатор фенолфталеин. Выполнение работы 3 10 см пикельной жидкости вносят в коническую колбу емкостью 100-250 см3 и титруют 0,1 н раствором едкого натра. Минеральные кислоты (серную) титруют в присутствии индикатора метилового оранжевого (1-2 капли) до перехода красной окраски в желтую. Органические кислоты титруют в присутствии индикатора фенолфталеина до слабо-желтой окраски. Реакция протекает по схемам: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O; CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O. Содержание кислот, г/дм3, серной (Х1) или уксусной (Х2) вычисляются по формулам: 38

a × k × 0.049 × 1000 = a × k × 0.49 ; (24) 10 a × k × 0.006 × 1000 = a × k × 0.6 , (25) X2= 10 где а - количество 0,1 н. раствора щелочи, израсходованное на титрование, см3; k - поправка к титру р-ра едкого натра; 0,049 - количество серной кислоты, соответствующее 1 см3 0,1 н раствора гидроксида натрия, г; 0,006 - количество уксусной кислоты, соответствующее 1 см3 0,1 н раствора гидроксида натрия.

X

1

=

Определение содержания формальдегида

Весьма токсичен, летальная доза для человека 142 мг/кг, для мышей и крыс – 385-424 мг/кг массы. Раздражает кожу и вызывает дерматиты. Концентрация 50 мг/дм3 вызывает гибель радужной форели через 1-3 суток, лещей – через 120 часов. Оказывает токсическое действие на наиболее чувствительных к формальдегиду рыб при концентрации 10 мг/дм3. Необходимое оборудование и реактивы 1. Коническая колба, емкостью 250 см3 2. Пипетка на 20 см3. 3. Часовое стекло. 4. Секундомер. 5. 0,1 н р-р йода. 6. 0,1 н р-р едкого калия или натрия. 7. 0,1 н р-р соляной кислоты. 8. 0,1 н р-р тиосульфата натрия. 9. 1% -ный р-р крахмала. Выполнение работы 3 10 см обезжиривающей жидкости помещают в коническую колбу емкостью 200-300 см3, приливают пипеткой 20 см3 0,1 н раствора йода и 10 см3 0,1 н раствора едкого калия или натрия. Колбу закрывают часовым стеклом и на 10 мин оставляют в темном месте. Затем добавляют 12 см3 0,1 н раствора соляной кислоты и избыток йода оттитровывают 0,1 н раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала. Реакция протекает по схеме: HCOH + J2 + 3NaOH = HCOONa + NaJ + 2H2O; J2 + 2Na2S2O3 = 2NaJ + Na2S4O6. Содержание формальдегида Х, г/дм3, вычисляют по формуле: (a × k 1 − b × k 2) × 0.0015 × 1000 X = , (26) 10 где а - количество взятого 0,1 н раствора йода, см3; k1 - поправка к титру раствора йода; b - количество раствора тиосульфата натрия израсходованное на титрование, см3; k2 - поправка к титру раствора тиосульфата натрия; 0,0015 - количество формальдегида, соответствующее 1 см3 0,1 н раствора тиосульфата натрия, г. Результаты выполненных анализов по определению специфических ингредиентов до и после очистки сточных вод заносят в таблицу 9. Таблица 9 - Химические (специфические) показатели качества воды Наименование по-

ПДК,

ЛПВ

Класс 39

Концентрация

Примечание

казателей Хлориды (анион) Ацетат (анион) Сульфаты (анион, SO4-2)

мг/дм3

опасности

в сточной воде

...

3.1.5 Определение бактериологических показателей

Бактериологические показатели качества воды характеризуют безвредность воды относительно присутствия болезнетворных микроорганизмов. Последние в воде обнаружить бывает чрезвычайно трудно в виду их небольшой концентрации, поэтому о степени загрязнения воды микроорганизмами судят по косвенным показателям - по наличию в воде кишечных палочек. К бактериям групп кишечных палочек относятся грамотрицательные, не образующие спор палочки, сбраживающие лактозу с образованием кислоты и газа при 37±0,50С в течение 18-24 ч или сбраживающие глюкозу с образованием кислоты и газа при 37±0,50С в течение 24 ч и не обладающие оксидазной активностью. Для проведения исследования отбирают воду в стерильную посуду вместимостью 0,51 дм3 с ватными или притертыми стеклянными пробками, которые закрывают бумажными колпаками и завязывают у горловины. Пробы хлорированной воды отбирают в склянки, в которые перед стерилизацией в автоклаве вносят 10 мг гипосульфита Na2S2O3×2H2O на 0,5 дм3 воды. В посуду, стерилизованную сухим жаром, вносят 2 см3 раствора гипосульфита перед отбором пробы, причем строго следят за тем, чтобы не произошло загрязнения пробы из воздуха. Важным бактериологическим показателем является содержание бактерий группы кишечной палочки в 1дм3 воды, которое определяет величину коли-индекса. Наименьший объем воды (в см3), приходящийся на одну кишечную палочку, называют коли-титром. Для перевода коли-индекса в коли-титр 1000 делят на число выражающее коли-индекс. Количество кишечных палочек в воде определяют бродильным методом. Сущность данного метода заключается в том, что предварительно проводят посев определенных объемов анализируемой воды в среде накопления и культивирования посевов при 37±0,5 0С с последующим высевом бактерий на плотную среду Эндо, дифференцирование выросших бактерий и определение наиболее вероятного числа бактерий группы кишечных палочек в 1 дм3 воды проводят по таблицам 10-11. Согласно требованиям, предъявляемым для питьевой водопроводной воды прошедшей очистку, титр кишечной палочки должен быть не ниже 300 (коли-индекс не более 3), общее количество микроорганизмов не более 100 в 1 см3. Для открытых водоемов коли-титр должен быть не менее 111 и коли-индекс не более 9 с микробным числом не более 1000. Необходимые реактивы и оборудование

1. Колбы конические, вместимостью 250-500 см3 - 3 шт. 2. Колбы конические, вместимостью 50 см3 - 3 шт. 3. Пробирки - 3 шт. 4. Чашки Петри - 18 пар. 5. Пипетки на 10 см3 - 18 шт. 6. Цилиндры на 100 см3 - 3 шт. 7. Среда Эйкмона. 8. Среда Эндо. 9. Пептонная вода. 10. Среда МПА. 40

Приготовление среды Эйкмона: к 1 дм3 воды добавляют 1% пептона, 0,5% глюкозы, 0,5% хлорида натрия. Раствор разливают в колбы и пробирки, вставляют поплавки, стерилизуют тягучим паром 3 дня при 100 0С по 30 мин. Приготовление среды Эндо: в среду МПА (мясопептонный агар) вводят 1% лактозы и индикатор, состоящий из 1 см3 насыщенного раствора основного фуксина, обесцвеченного 10% - ным свежеприготовленным раствором сульфита натрия. Среда безвредна. Ее разливают в чашки Петри. Бактериальная культура, способна разлагать лактозу, при засеве на среду. Эндо вызывает ее покраснение, выросшие бактериальные колонии также красного цвета. Приготовление пептонной воды: к 1 дм3 водопроводной воды добавляют 10 г (1%) пептона и 5 г (0,5) химически чистой поваренной соли. Среду подщелачивают едким натром до слабощелочной реакции (рН 7,4 -7,5), затем кипятят, фильтруют через бумажный фильтр, разливают в колбы или пробирки, и стерилизуют в течение 15-20 мин при давлении 0,1 МПа. Приготовление МПА (мясопептонного агара): к 1 дм3 МПБ (мясопептонный бульон) добавляют 2-3% мелко нарезанного агар-агара и расплавляют в автоклаве или текучепаровом котле. После расплавления агара его охлаждают до температуры 80 0С, проверяют рН и доводят до рН 7,4-7,6. Для просветления среды добавляют белок одного куриного яйца, тщательно взбивают до образования пены и смешивают с двойным количеством холодной воды. Агар помещают в автоклав или кипятят в течение 10-15 мин. Хлопья свернувшегося белка адсорбируют все взвешенные частицы. Фильтруют агар через слой ваты в горячем состоянии, используя для этой цели двустенную воронку для горячего фильтрования, затем разливают в пробирки или колбы и стерилизуют в автоклаве в течение 20 мин при давлении 0.1 МПа. Приготовление среды Кесслера: к 1 дм3 добавляют 10 г пептона, 50 см3 желчи, кипятят 20-30 мин, добавляют 2,5 г лактозы, доводят объем до 1 дм3, устанавливают рН 7,8-8,2 и добавляют 4 см3 1%-ного водного раствора генцианового фиолетового. Среду разливают в пробирки по 10 см3 с поплавками и стерилизуют при 0,5 МПа в течение 15 мин. Среда имеет фиолетовый цвет. Приготовление глюкозопептонной среды: среду готовят двух видов: нормальную и концентрированную. Среда нормальной концентрации: 10 г пептона, 5 г натрия хлористого, 5 г. глюкозы, 1 дм3 дистиллированной воды. После растворения указанных ингредиентов добавляют индикатор (2 см3 1,6 %-ного спиртового раствора бромтимолового синего или 10 см3 индикатора Андраде), устанавливают рН (7,4-7,6), разливают по 10 см3 в пробирки с поплавками, стерелизуют в автоклаве при 112оС в течение 12 мин. Концентрированная среда: количество всех ингредиентов, кроме воды, увеличивают в 10 раз. Выполнение работы

Приготовленную среду Кесслера разливают по 500, 100, 10 и 1 см3 в колбы Эрленмейера на 750, 250 мл и в пробирки, соответственно. В каждую пробирку вносят поплавок. Среды подвергают стерилизации при 0,5 МПа. В приготовленные среды вносят по 100,0; 10,0; 0,1 и 0,1 см3 исследуемой воды. Посевы инкубируют в термостате в течение 24 ч при температуре 37±0,5оС. По окончании термостатирования отмечают изменение цвета среды, наличие или отсутствие газа и помутнения. Если среда не изменилась, кишечная палочка в пробе отсутствует, исследования прекращают. Из пробирок с наличием помутнения среды и газа проводят посев на среду Эндо. Выращивают микроорганизмы при 37±0,50С в течение 16-18 ч. При наличии колоний с металлическим блеском готовят мазки, красят по Граму и ставят оксидазный тест. Наличие активной оксидазы для всех бактерий, высеянных из колб (флаконов) или пробирок, свидетельствует об отсутствии кишечных палочек. Для определения Coli-титра в десять пробирок по 1 см3 и две колбы по 10 см3 вносят концентрированный раствор глюкозопептонной среды и подвергают стерилизации при 0,5 41

МПа в течение 30 мин. По окончании растворы охлаждают и добавляют по 10 см3 исследуемой воды в каждую пробирку и по 100 см3 в каждую колбу. Анализируемые растворы термостатируют в течение 24 ч при температуре 37±0,5оС. Через 24 ч отмечают количество колб и пробирок, в которых произошло изменение окраски раствора с темно-синей до лимонной. Результаты анализа выражают в виде Coli-титра (см. табл.10). Таблица 10 - Определение Coli-титра Количество объемов по 10 см3, давших положительные результаты 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Количество объемов по 100 см3 воды, давших положительные результаты 0 1 2 более 333 250 91 333 125 56 143 77 37 91 56 26 71 42 19 56 33 14 45 28 11 37 23 8 32 20 6 28 17 4 25 14 менее 4

Пример: Изменение окраски наблюдалось в двух колбах по 100 см3 и одной пробирке по 10 см3, тогда Coli-титр составит 56. Определение Coli-индекса проводят согласно таблице 11.

Таблица 11 – Определение Coli-индекса Количество объемов по 10 см3, давших положительный результат 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Количество объемов воды по 100 см3 Coli-титр

Coliиндекс

Coli-титр

Coliиндекс

Coli-титр

Coliиндекс

более 333 333 143 91 71 56 45 37 32 28 25

менее 3 3 7 11 14 18 22 27 31 36 40

250 125 77 57 42 33 28 23 20 17 14

4 8 13 18 24 30 36 43 51 60 89

91 56 37 26 19 14 11 8 6 4 менее 4

11 18 27 38 52 70 92 120 161 230 более 230

Результаты анализа представляют в виде таблицы 12. Таблица 12 - Оценка бактериологических показателей

42

Объем исследуемой воды, см3 100,0 10,0 1,0 0,1

Изменение цвета

Наличие газа

Окраска по Граму

помутнения

Оксидазный Колитест индекс

Колититр

3.1.6 Определение уровня токсического загрязнения (УТЗ) Цель работы: Определить уровень токсического загрязнения исследуемой сточной воды (классификация Л.П.Брагинского, по интегральным и бактериологическим показателям качества). Отработанные растворы, образующиеся в результате переработки кожевенномехового сырья, весьма высокодиспергированны и токсичны, что обусловлено наличием таких ингредиентов, как соединения хрома (III) и (VI), СПАВ, окислительные красители, фенолы, сульфиды и т.д. Сточные воды, содержащие данные компоненты, попадая в водоем, вредно влияют на его биоценоз как непосредственно, так и косвенно, изменяя кислородный режим природных вод, разрушая планктон - основную кормовую базу живых организмов, а также накапливаясь по трофическим цепям, могут вызвать гибель более высокоорганизованных организмов. Для решения многих водоохранных задач необходима обобщенная информация о качестве и уровне токсического загрязнения сточных вод, поступающих, как на очистные сооружения, так и сбрасываемых в водный объект. В настоящее время предложено множество новых систем классификации вод, но очевидно, что любая современная система классификации качества воды, не учитывающая токсических загрязнений антропогенного происхождения, не может быть полноценной, поскольку именно токсиканты выступают в современных условиях, как основной фактор дезорганизации структуры и функций водных экосистем, в частности, процессов самоочищения, и в наибольшей степени предопределяют изменения "обычных" гидрохимических и гидробиологических показателей качества воды. Классификация Л.П. Брагинского. Л.П.Брагинским была разработана классификация, позволяющая установить уровень токсического загрязнения, как отработанных растворов, так и природных вод. В соответствии с традиционными принципами гидробиологической классификации вычленяются олиго, мезо- и политипы токсической загрязненности, т.е. олиготоксичность, β и αмезотоксичность и политоксичность. Для кодового обозначения этих классов предлагаются следующие индексы: О-Т – олиготоксичность; β-М-Т- β - мезотоксичность; α-М-Т- α - мезотоксичность; П-Т – политоксичность; Г-Т – гипертоксичность. В случае, если уровень токсической загрязненности ниже индекса О-Т (олиготоксичность), то исследуемая система может быть определена, как нетоксичная. Водная система может быть отнесена к тому или иному типу УТЗ, как по всей совокупности параметров, так и в том случае, если хотя бы один из них оказывается соответствующим характерным значениям для данного класса. Следует учесть, что один токсикант в достаточно высокой концентрации может быть не менее опасным, чем совокупность токсикантов, поэтому, при оценке уровня токсического загрязнения, должен быть принят принцип критериальной независимости параметров. Вместе с тем, для совокупной оценки УТЗ можно принять и крите43

рий ЛПВ (лимитирующий показатель вредности), широко применяемый в гигиене воды, но определяемый по значениям рыбохозяйственных (или "биологических") ПДК: n

ЛПВ =

∑

Сi/ ПДКi ,

(27)

i =1

Ci - концентрация i-го компонента одного ЛПВ; ПДКi - предельно-допустимая концентрация i-го компонента, По величине ЛПВ определяют уровень токсической загрязненности исследуемой сточной воды каждого типа показателей (табл. 13).

где

Таблица 13 - УТЗ водных масс по значениям ЛПВ Величина ЛПВ ЛПВ<1 ЛПВ=1 1<ЛПВ<2 2<ЛПВ<5 ЛПВ >5

Уровень токсического загрязнения (УТЗ) олиготоксичность β - мезотоксичность α - мезотоксичность политоксичность гипертоксичность

Наряду с данными количественного химического анализа, некоторое представление об УТЗ экосистемы может дать и регулярное биотестирование. Систему оценок УТЗ целесообразно увязать с различными системами, с классификацией токсичности веществ, предлагаемых в водной токсикологии, и организмов по токсичности. Во всех случаях получается не менее четырех классов основных (О-Т; β-М-Т; α-М-Т; П-Т) и двух кратных (отсутствие токсичности, с одной стороны, и гипертоксичность с другой), что соответствует классификации качества воды, принятой в настоящее время в системе ОГСНК Госкомгидромета России. Таблица 14 - Сравнительная схема классификации токсичных и сапробных загрязнений Класс (баллы)

Сапробность

0

каторобность

Качество воды по классификации Госкомгидромета очень чистая

1

олигосапробность

чистая

2

β-мезосапробность

умеренно загрязненная

3

α-мезосапробность

загрязненная

4 5

полисапробность гиперсапробность

грязная очень грязная

Токсичность веществ для рыб

Уровень токсического загрязнения

нетоксичность очень слаботоксичная

нетоксичность

слаботоксичные

Олиготоксичность β-мезотоксичность

умеренно токсичα-мезотоксичность ные сильно токсичные политоксичность высокотоксичные гипертоксичность

Классификация вод по интегральным показателям качества

К категории наиболее часто используемых показателей для оценки качества водных объектов относят гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ). Индекс загрязнения воды, как правило, рассчитывают по шести-семи показателям, которые можно считать гидрохимическими; часть из них (концентрация растворенного кислорода, водородный показатель, биологическое потребление кислорода, БПК5) является обязательной. 44

C ИЗВ

=

N

∑

i =1

i

ПДК , N

(28)

i

где

Сi – концентрация компонента (в ряде случаев – значение параметра); N – число показателей, используемых для расчета индекса; ПДКi – установленная величина для соответствующего типа водного объекта. В зависимости от величины ИЗВ исследуемую воду, а также участки водных объектов подразделяют на классы (табл. 15). Индексы загрязнения воды сравнивают для водных объектов одной биогеохимической провинции исходного типа, для одного и того же водотока. Таблица 15 – Классы качества вод в зависимости от значения индекса загрязнения воды

Уровень загрязненности воды очень чисто чистые умеренно загрязненные загрязненные грязные очень грязные чрезвычайно грязные

Значение ИЗВ до 0,2 0,2-1,0 1,0-2,0 2,0-4,0 4,0-6,0 6,0-10,0 > 10,0

Классы качества вод 1 2 3 4 5 6 7

Класс качества воды по бактериологическим показателям

Используя бактериологический показатель можно установить уровень загрязненности и класс качества исследуемой воды. Таблица 16 – Классы качества воды по бактериологическим показателям Уровень загрязненности и класс качества вод очень чистые, I чистые, II умеренно загрязненные, III загрязненные, IV грязные, V очень грязные, VI

Бактериологический показатель Число сапрофитных Отношение общего числа бактерий, 1000 клебактерий к числу сапроток/см3 фильных бактерий < 0.5 < 1000 0.5-5.0 > 1000 5.1-10.0 1000-100

Общее число бактерий, 105 клеток/см3 < 0.5 0.5-1.0 1.1-1.3 3.1-5.0 5.1-10.0 > 10.0

10.1-50.0 50.1-100.0 > 1000

< 100 < 100 < 100

Ниже представлена сравнительная характеристика требований к качеству хозяйственно-питьевой воды в различных странах. Таблица 17 - Бактериологические и паразитологические показатели Показатели Общее микробное число

Ед. изм.

ВОЗ

USEPA США

CFU*

-

500 45

ЕС 10 при 22оС 100

СанПиН СанПиН ГОСТ Россия Украина 2874-82 50

100

100

при 37оС Общие колиформные бактерии Термотолерантные колиформные

отсутств. 3 откол-во в 100 см сутств. кол-во в 100 см3

5%

отсутств. отсутств.

3

3

-

отсутств. отсутств. отсутств.

-

Фекальные стрепто- кол-во в 100 см3 кокки

-

-

отсутств.

-

отсутств.

-

БОЕ** в 100 см3

-

-

-

отсутств.

-

-

-

отсутств. отсутств.

<1 -

отсутств. отсутств.

-

-

Колифаги Споры клостидий Цисты лямблий

3

в 20 см в 50 см3

Наличие колиформных бактерий допускается не более, чем в 5% проб, взятых за месяц. При количестве проб в месяц меньше 40 наличие колиформных бактерий не допускается.

Таблица 18 - Радиологические показатели Ед. изм.

ВОЗ

Общая а-радиоактивность Общая в-радиоактивность Радий и радий - 266

бк/дм3 бк/дм3 бк/дм3

0,1 1,0 -

USEPA США 0,555 0,185

Радиация приведенная

м3в/год

-

0,04

0,1

-

-

-

Тритий

бк/дм3

-

-

100

-

-

-

Показатели

ЕС -

СанПиН СанПиН ГОСТ Россия Украина 2874-82 0,1 0,1 1,6 1,0 -

- прочерк означает, что данный параметр не нормируется; ** - величина нормируется, но единицы измерения не приводимы к украинским или российским; ВОЗ - Всемирная Организация Здравоохранения, USEPA (US Environment Protection Agency) - Агентство по охране окружающей среды США, ЕС - Европейское Сообщество, СанПиН - Россия - Госкомсанэпидемнадзор России, СанПиН Украина - Министерство Здравоохранения Украины.

Выполнение работы Данная часть курсовой работы базируется на результатах анализа, полученных при выполнении пунктов 3.1.3 – 3.1.5. Предварительно компоненты, по которым предлагается проводить оценку уровня токсического загрязнения, разбивают на группы ЛПВ согласно категории водоема. Нормативы ПДК для рассматриваемых ингредиентов принимают по значениям, определенным для водоемов 2-й категории. Определение качества воды по каждой группе ЛПВ выполняется согласно неравенству 27. Следует отметить, что для ингредиентов, отнесенных к общесанитарной группе, расчет проводится отдельно для каждого ингредиента. Результаты расчета представляют в виде таблицы 19.

Таблица 19 – Оценка УТЗ исследуемой сточной воды Группы ЛПВ

Показатель качества воды

Σ Сi /ПДКi

УТЗ (класс)

общесанитарная органолептическая токсикологическая санитарно-токсикологическая рыбохозяйственная На основании полученных результатов дается оценка об уровне токсического загрязнения исследуемой сточной воды, по наихудшему показателю. 46

3.2. Мероприятия по очистке сточных вод В этой части работы студент должен разработать технологическую схему очистки исследуемой сточной воды от присутствующих в ней ингредиентов до концентраций, при которых возможен сброс исследуемой сточной воды в водный объект без нарушения внутриводоемного биоценоза. Согласно рекомендации ХЕЛКОМ от 13.03.1995 № 16/7 сточные воды, сбрасываемые как в водные объекты, так и в муниципальную канализацию, должны быть очищены методами, представленными в таблице 20.

Таблица 20 – Примеры технологии очистки сточных вод кожевенных производств Методы очистки 1. Предварительная очистка решетки осаждение усреднение потоков Методы очистки 2. Физико-механическая очистка каталитическое окисление или прямое осаждение сульфидов осаждение/флокуляция хрома физико-химическая очистка для снижения БПК и удаления твердых отходов Методы очистки 3. Биологическая очистка биофильтры активный ил (аэротенк) анаэробные процессы нитрификация / денитрификация осаждение/фильтрация

Возможные загрязнения

Эффективность

крупные частицы

Возможные загрязнения

до 30-40% общего содержания взвешенных веществ до 30% нейтрализующий реагент и возможность взаимного осаждения в отдельных случаях Эффективность

сульфиды

снижение рН

хром БПК, взвешенные вещества

до 0,5 мг/дм3 около 70% БПК до 95% взвешенных веществ

ХПК

Возможные загрязнения

Продолжение таблицы 20 Эффективность

азот

ниже 20 мг/дм3 БПК5 250 мг/дм3 ХПК до 85% БПК5 снижение эвтрофикации

взвешенные вещества

эффективность до 95%

БПК / ХПК

3.2.1 Схема очистки исследуемой сточной воды При разработке технологической схемы очистки сточной воды, автор должен исходить из того, что применение того или иного метода определяется размером удаляемых частиц. Причем, предварительно необходимо удалить крупные примеси, а также грубодисперсные и тонкодисперсные взвешенные частицы, и лишь только после этого приступить к удалению коллоидных частиц, растворенных веществ и ионов (см. табл. 21). Применяемые методы очистки сточных вод подразделяются на четыре группы: механические, физикохимические, химические и биологические.

Таблица 21 - Классификация примесей по фазово-дисперсному состоянию и применяемые методы очистки

47

Методы очистки Размер частиц, мехафизикохимимкм нические химические ческие Гетерогенные системы процежикрупные примеси, способные запримеси сорить трубы и каналы > 10 4 вание на решетках процеживание на ситах, 2 4 10 -10 отстаивание, цен трифугирование суспензии и эмульсии, отстаива- флокуляция, грубоние, цент флотация, дисперс- обуславливающие мутные взве- ность воды 1 - 10 2 рифугиро- коагуляция вание, фиси льтрование. фильтро- флокуляция, тонкование флотация, дисперскоагуляция ные 10 -1-1 коагуляция, коллоид- золи и растворы ВМС, ультраные час- обуславливающие цветфильтрация, тицы ность воды адсорбция, 10-2-10-1 флокуляция Группа примесей

Краткая характеристика

биологические -

-

-

-

-

Продолжение таблицы 21 Размер Методы очистки Группа Краткая частиц, мехафизикохимибиолопримесей характеристика мкм нические химические ческие гические Гомогенная система адсорбция, окисле- аэробная молекугазы, растворимые в воде ультрание и аналярно органические вещества фильтраэробная раствоция, от очистки ренные 10-3-10-2 ПАВ от ОВ вещества флотация ионный реагент- биоочиионы соли, основания, кислообмен, обная стка от ты, обуславливающие ратный обработ- НКСА, минерализованность, же- 10-4-10-3 осмос, ка биогенсткость, щелочность или электроных кислотность воды диализ элементов и металлов Механическая очистка - это удаление примесей из воды за счет гравитационных сил (отстаивание), центробежных сил (центрифугирование, очистка в гидроциклонах), а также путем механического задержания на решетках и ситах (процеживание), фильтрах (фильтро48

вание). Механическая очистка позволяет удалить из воды крупные примеси и взвешенные частицы. Она часто применяется, как первая ступень обработки сточных вод, для доочистки воды от взвешенных веществ, а также входит в состав систем физико-химической, химической и биологической очистки. Механические методы широко используются для уплотнения и обезвоживания осадков, образующихся при очистке сточных вод. Физико-химическая очистка объединяет большую группу методов, в которых удаление примесей достигается за счет различных физико-химических процессов: коагуляции, флокуляции, флотации, адсорбции, ионного обмена, обратного осмоса и др. Каждый из методов имеет свою область применения, а в целом физико-химическая очистка обеспечивает удаление из воды любых примесей. Химическая очистка включает такие методы, как нейтрализация воды, окисление. Восстановление примесей, реагентная обработка. В качестве окислителей применяют газообразный и сжиженный хлор, гипохлориты, пероксид водорода. Реагентная обработка позволяет перевести примеси из растворенного состояния во взвешенное, образовавшаяся взвесь отделяется от воды механическими методами. Биологическая очистка осуществляется с помощью микроорганизмов, реже используются водные растения и другие организмы. Биологические методы применяют для очистки сточных вод от растворенных органических веществ, биогенных элементов (солей аммония, нитритов, нитратов и фосфатов), неорганических кислородсодержащих анионов. В процессе разработки технологической схемы очистки сточных вод, после переработки кожевенно-мехового сырья, студент должен учитывать возможность применения предложенной им схемы на практике, с учетом предполагаемого места сброса очищенных сточных вод и экономических возможностей предприятий. В главе 3.2.2 (Характеристика методов очистки сточных вод, используемых в схеме), студент должен дать краткую характеристику применяемых им методов очистки сточных вод и их эффективность. Для чего автор проекта отмечает точками участки на технологической схеме, где будут отбираться пробы с целью оценки эффективности используемого метода для удаления из сточной воды определенного ингредиента. Так в т. А и В, следует провести анализ на содержание в сточной воде гидроксида кальция в т. С - определить остаточное содержание сульфидов, величину рН, в случае, если исследуемый раствор будет иметь ярко выраженную щелочную реакцию, его следует направить в камеру нейтрализации, так как бактерицидность хлора больше при малых значениях рН, а после в камеру обеззараживания. Технологическая схема очистки сточной воды представляется в виде рисунка, где автор графически показывает, какие методы очистки и реагенты им будут использоваться для удаления из отработанного раствора ингредиентов, обуславливающих его токсичность. Кроме того, данная схема должна включать участок обеззараживания. Так, например, технологическая схема очистки сульфидсодержащих сточных вод может иметь следующий вид: Сульфидсодержащие сточные воды

А

1

2

3

Реагент MnSO4

Хлорная известь

Воздух

Воздух

4

49

В

5

С

Осветленная вода

Осадок

Осадок

Осадок

Рисунок 2 – Технологическая схема очистки сточных вод: 1 - отстойник; 2,4 - фильтр; 3 - камера каталитического окисления; 5 - камера обеззараживания; А-С - участки по отбору проб для проведения анализа по оценке эффективности очистки сточных вод от ингредиентов. 3.3. Обеззараживание воды

Ввиду того, что отработанные растворы содержат наряду с токсичными соединениями различные инфекционные организмы, которые при попадании в водный объект могут вызвать вспышку инфекции, необходимо провести их обеззараживание. В качестве обеззараживающих агентов, способных вызвать гибель вирусов, обычно используют хлор, озон и пероксид водорода. Одним из распространенных методов дезодорации сточных вод является хлорирование. Более 85 лет хлор был единственным химическим дезинфицирующим средством в очистке сточных вод от болезнетворных бактерий и вирусов. Эффективность хлора, точнее продукта его взаимодействия с водой, как окислителя, связана с высокой реакционной способностью гипохлорита, совмещающего в себе свойства ОН- радикала (акцептор Н) и Сl атома (хлорирующего агента С-Н связи). Сl2 + Н2О → НОСl + НСl. Для достижения дезинфицирующего эффекта необходимо использовать избыток хлора (иначе не обеспечивается полное обеззараживание сточных вод), однако это может привести к тому, что в водоем будет поступать избыточное количество свободного хлора. Последний в концентрации > 0,1 мг/дм3 оказывает токсическое действие на рыб и другие водные организмы, снижает органолептические и вкусовые качества питьевой воды. Расчетная доза активного хлора принимается в зависимости от предшествующей очистки сточных вод: после механической очистки - 10 мг/дм3; после механической очистки при эффекте отстаивания свыше 70% и неполной биологической очистки - 5 мг/дм3; после полной очистки - 3 мг/дм3. С целью уменьшения содержания остаточного хлора в исследуемой воде, ее необходимо подвергнуть аэрированию в течение 15 - 20 часов. Данная процедура обеспечит не только удаление избыточного хлора, но и насытит раствор кислородом до требуемых значений. Выполнение работы После проведения очистки сточной воды, ее заливают в сосуд, куда загружают расчетное количество соединения хлора (гипохлорит) и начинают аэрирование. По окончании аэрирования отбирают пробу для определения остаточного содержания хлора. В случае, если остаточная концентрация хлора превышает норматив ПДК, аэрирование начинают вновь и проводят до тех пор, пока концентрация данного ингредиента не будет отвечать нормативам ПДК. 3.4. Характеристика очищенной сточной воды

В данном разделе студент дает характеристику сточной воды, прошедшей очистку, по следующим показателям: физическим, химическим, специфическим и бактериальным. Оценка качества очищенной воды проводится по аналогичным показателям, по которым определялся уровень загрязнения исследуемой сточной воды. Определение физических, химических, специфических и бактериологических показателей, а также уровня токсическо50

го загрязнения проводят аналогично главам 3.1.2-3.1.5 и 3.1.6. Результаты проведенных анализов оформляются подобным образом. 3.4.1. Оценка уровня токсического загрязнения с использованием тест-обьектов

Дополнительно студент должен провести оценку уровня токсического загрязнения с использованием тест-объектов (глава 3.1.6). Это связано с тем, что становится необходимой обобщенная оценка потенциальной биологической опасности суммарного загрязнения природных вод. Для этой цели может использоваться токсикологический контроль с применением методов биотестирования. Кроме того, согласно нормативно-техническим документам («Правила охраны поверхностных вод», РД 118-02-90 «Методическое руководство по биотестированию воды») биотестирование утверждено в качестве обязательного элемента системы контроля водоотведения. Введено нормативное требование к качеству сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, которое основано на интегральном показателе – «токсичность воды» – сточная вода на сбросе в водный объект не должна оказывать острое токсическое действие на тест-объект. Тест-объект – это организм, по степени влияния на который судят о токсичности водной среды. Сточная вода на сбросе в водный объект не должна оказывать острого токсического действия на тест-объект. Критерием острого токсического действия на тест-объекты является гибель в ней 50 и более процентов тест-объектов по сравнению с контролем за установленное время. Основной принцип биологического тестирования сводится к оценке достоверных различий между опытом (среда, содержащая токсиканты) и контролем (чистая вода) по какому-либо показательному биологическому параметру тестируемого объекта, указывающему на полное или частичное угнетение жизненных функций тест-организмов под влиянием исследуемой воды или индивидуальных токсикантов в определенных концентрациях. Различают два типа тест-объектов - индикаторные и представительные. К первым принадлежат организмы с наибольшей степенью чувствительности к токсикантам различных классов, ко вторым - организмы, полнее репрезентующие определенный гидробиоценоз (например, рачок эпишура - в оз. Байкал, мизиды - в придунайских лиманах и т.д.). Применение представительных тест-объектов позволяет разработать нормативы на качество воды применительно к разным регионам водных объектов. Наиболее чувствительны к ядам фильтраторы, особенно ветвистоусые рачки (Cladocera), и среди них тест-организмы – дафнии (Daphnia magna Straus). Установление уровня токсического загрязнения водных масс по данным биотестирования на дафниях представлены в таблице 22. Таблица 22 - Установление УТЗ водных масс по данным биотестирования на дафниях Показатель биотестирования гибель (мгновенная или в течение 1-2 ч) тест - культуры дафний гибель свыше 50% в течение 24 ч или не менее 50% в течение 48 ч поведенческие реакции (вращение вокруг своей оси, нарушение координации движения, иммобилизация) гибель менее 50% в течение 48-96 ч Слабовыраженные поведенческие реакции смертность не выше 10%. Нарушение репродуктивного цикла, эмбрионального развития, линьки при хронических опытах

УТЗ (класс) Г–Т П–Т α-М-Т β-М-Т О-Т

В качестве тест-объектов студент может использовать, кроме дафний (Daphnia magna Straus), следующие организмы: элодея канадская (Elodea canadensis), большой прудовик (Limnaca stagnalis) и гуппи (Lebistes reliculatus). 51

Для токсикологического контроля загрязненности пресных вод предложена 5балльная система гидробиологической оценки токсичности воды с применением трех тестобъектов: дафния (Daphnia magna Straus) - чувствительный организм; большой прудовик (Limnaca stagnalis) - организм средней чувствительности; гуппи (Lebistes reticulatus) - малочувствительный организм. К первому классу - весьма остротоксичному - относится вода, если все организмы погибают в ней в течение суток или менее, ко 2 классу - остро токсичному, все организмы в воде погибают в течение пяти суток; к 3 классу - токсичному, если в течение пяти суток гибель дафний достигает 70-100%, прудовиков не более 20%, гуппи полностью выживают; к 4 классу - мало токсичному, если гибель дафний не превышает 30%, прудовики и гуппи выживают; к 5 классу - условно нетоксичному, если по истечении 5 суток все организмы выживают и по внешнему состоянию или поведению не отличаются от контрольных. 1. Определение токсичности сточной воды с использованием Daphnia magna Straus Daphnia magna Straus – относится к семейству ветвистоусых рачков, подотряд отряда листоногих, класса низшие ракообразные. Это мелкие, широко распространенные пресноводные рачки, часто называемые водяными блохами, некоторые виды обитают в морях. У ветвистоусых ракообразных хорошо развиты ветвистые антенны, служащие для плавания. Они являются важным источником пищи для рыб. Необходимое оборудование и материалы 1. Синхронизированная культура Daphnia magna Straus. 2.Суспензия водоросли Chlorella vulgaris. 3.Дрожжевая суспензия. 4.Химический стакан на 150-250 см.3 5.Пипетки. 6.Термометр. Подготовка посуды – посуда промывается смесью бихромата натрия и серной кислоты (хромовая смесь), затем тщательно промывается дистиллированной водой 3-4 раза. Посуду сушат на воздухе, а используемую для биотестирования, за исключением мерной, - в сушильном шкафу при температуре 160оС в течение 1 ч. Посуда должна храниться с притертыми пробками. Нельзя для мойки использовать СПАВ и органические рас-

творители. Культивационная вода используется для культивирования дафний, в качестве контрольной при биотестировании, для разбавления исследуемых вод. Для подготовки культивационной воды питьевую воду отстаивают и аэрируют в течение 3-7 суток (до полного дехлорирования) в бутылях из бесцветного стекла в присутствии высшей водной растительности. Культивационная вода должна удовлетворять следующим требованиям: отсутствие органических загрязняющих веществ, хлора, токсических веществ, антагонистических для дафний организмов (сине-зеленых водорослей) и пищевых конкурентов (простейших, многоклеточных); рН – 7,0 – 8,2; жесткость общая от 80 до 250 мг/дм3 (выраженная в СаСО3); отсутствие углекислого газа, метана и др. газов (при наличии газов для их удаления культивационную воду кипятят 30 мин, затем охлаждают и аэрируют); концентрация растворенного кислорода – не менее 6 мг/дм3; температура 20±2оС. Подготовка корма и кормление. Водоросли для кормления выращивают в стеклянных плоскодонных колбах объемом 250 см3 при 12-16 часовом освещении лампами дневного света, при температуре от 22 до 25оС, на питательной среде Прата. Питательные растворы 52

готовят на дистиллированной воде, полученной из стеклянного перегонного аппарата. Состав среды Прата, г/дм3 – нитрат калия – 0,1; K2HPO4×3H2O – 0,01; MgSO4×7H2O –0,01; FeCl3×6H2O – 0,001. Чтобы избежать образования осадка в питательной среде, каждый ее компонент предварительно готовится отдельно в 100 см3 дистиллированной воды. Полученные растворы солей кипятят каждый 10-15 мин, охлаждают, после чего их можно использовать для приготовления среды в течение месяца при условии хранения при температуре от +2 до +4оС. Для приготовления среды для культивирования водорослей добавляют по 1 мл каждого концентрированного раствора (кроме солей железа) в колбу на 1 дм3, заполненную до половины дистиллированной водой, поочередно, в последовательности как указано выше. Доводят до метки 1 дм3 дистиллированной водой, тщательно перемешивают, кипятят раствор 30 мин, охлаждают и после этого добавляют 1 см3 концентрированного раствора соли железа. Для предупреждения выпадения в осадок железа и других микроэлементов дополнительно во все среды можно добавлять хелатирующее вещество, образующее с ионами металлов устойчивые комплексные соединения в форме, доступной для питания водорослей. С этой целью используется стерильный раствор этилендиаминтетрауксусной кислоты динатриевой соли (трилон Б) в концентрации 0,037 г/дм3. Раствор готовится в 100 см3 дистиллированной воды совместно с солью железа. Соли железа и трилона Б отдельно растворяют в 30 см3 дистиллированной воды, смешивают, доводят дистиллированной водой до 100 см3, кипятят, охлаждают и добавляют в охлажденную среду для культивирования водорослей 1 см3 на 1 дм3 среды. Приготовленную питательную среду разливают в колбу по 150-250 мл и, соблюдая стерильность, добавляют 1-5 мл суспензии водорослей Chlorella vulgaris. При выращивании необходимо 2-3 раза в день встряхивать питательный раствор с водорослями. Получение водорослевой суспензии. После того, как окраска питательной среды становится интенсивно зеленой (требуемая плотность клеток водорослей 1,5×106 клеток/см3), водоросли отделяют от культивационной среды центрифугированием или отстаиванием в холодильнике (от +2 до +2,5оС) в течение 7-14 дней с последующим отделением осадка. Суспензию водорослей хранят в холодильнике, не допуская замораживания. Для использования в качестве корма суспензия хранится до 30 суток. Приготовление дрожжевой суспензии . 1 г свежих или 0,5 г сухих хлебопекарных дрожжей заливают 100 см3 дистиллированной воды. После набухания суспензию тщательно перемешивают. Хранить дрожжевую суспензию следует в холодильнике не более 24 ч. Изобильное кормление может привести к потере чувствительности, недостаточное питание – к неадекватному реагированию на воздействие токсичных веществ. Кормят маточную культуру ежедневно или через день водорослевой суспензией и один раз в неделю дрожжевой суспензией. Перед кормлением температуру водорослевой и дрожжевой суспензий доводят до комнатной. Выращивание и содержание маточной культуры дафний. Культуру дафний выращивают в люминостате или эквивалентном приспособлении, обеспечивающем поддержание света 16 ч. и 8-часовой ночной период при температуре 25оС. В качестве культиваторов используют чашки кристализационные толстостенные или стаканы объемом 250 см3, которые наполняют на ¾ объема культивационной водой и прикрывают от попадания пыли и для уменьшения испарения пластинками оргстекла толщиной 6 мм. Два раза в неделю осуществляется пересадка культуры в свежую культивационную воду. В удовлетворительных культивационных условиях продуктивность маточной культуры 500-700 особей каждую неделю. Выращивание синхронизированной культуры. Для получения синхронизированной культуры отбирают самку средних размеров с выводковой камерой, заполненной молодью, помещают в химический стакан объемом 30 см3 с культивационной средой объемом 15 см3. Появившуюся молодь переносят по одной в 10-60 (в зависимости от количества опытов) таких же стаканчиков, заполненных на 15 см3 культивационной водой. 53

Выполнение работы

Опыты проводят на белом фоне. В химически стаканы объемом 100-250 см3 вносят 1,0; 0,5 и 0,1 см3 сточной воды и доводят до 100 см3 водопроводной водой комнатной температуры, отстоявшейся в течение 24 часов. Опыт проводят в трех параллельных пробах, в которые помещают по 5 суточных особей ветвистоусого рачка. Наблюдение следует проводить в течение 5 суток. В первые 3 часа ежечасно, а затем 1 раз в день снимают показания, учитывая при этом количество живых особей (то есть тех, которые в течение 15 секунд после легкого встряхивания начинают двигаться вновь, если не начинают двигаться, то считают их погибшими, несмотря на то, что у них могут двигаться антенны); их поведение (степень и характер передвижения), степень наполнения кишечника пищей, количество сброшенных карапаксов (панцирей). Последний показатель важен, так как при действии сильного токсиканта у дафний, как правило, происходит линька. При просмотре опытных стаканов погибших дафний удаляют пипеткой, начиная со слабого раствора, после чего пипетку тщательно моют. Для контроля должна быть отдельная пипетка. Если гибель дафний в контрольном опыте превышает 10%, то опыт повторяют. При постановке кратковременных опытов с дафниями следует периодически обновлять растворы. Частота смены зависит от стабильности вещества и сточной жидкости: при изучении токсичности биологически очищенных сточных вод раствор необходимо сменять через каждые сутки ввиду продолжения биохимического окисления и детоксикации. Для смены растворов необходимо использовать свежеотобранные пробы, если такой возможности нет, то исходную сточную воду (после постановки опытов), предназначенную для смены, следует хранить в холодильнике (избегая замораживания). Для определения острой токсичности исследуемых вод или водной вытяжки рассчитывается процент погибших в тестируемой воде дафний (А,%) по сравнению с контролем: − А = Х к Х т × 100 % , (29)

Х

к

где Хк – количество выживших дафний в контроле; Хт – количество выживших дафний в тестируемой воде При А≤10% тестируемая вода или водная вытяжка не оказывает острого токсического действия (безвредная кратность разбавления). При А≥50% тестируемая вода, водная вытяжка оказывает острое токсическое действие (средняя летальная кратность разбавления). Результаты исследования заносят в таблицу 23. Таблица 23 – Оценка уровня токсического загрязнения по Daphnia magna Straus (пример заполнения) Тип воды

После отмоки

Объем вводимой воды 1,0 0,5 0,1

Выживаемость Daphnia magna Straus 2ч 3ч 24 ч 48 ч 72 ч

1ч

96 ч

Шт

%

Шт

%

Шт

%

Шт

%

Шт

%

Шт

%

Шт

%

5 5 5

100 100 100

5 5 5

100 100 100

5 5 5

100 100 100

2 3 4

40 60 80

2 2,7 4

40 53 80

1 2 4

20 40 80

0 0 4

0 0 80

2. Определение токсичности сточной воды с использованием Lebistes reticulatus

54

УТЗ

П-Т П-Т βМ-Т

Семейство пецилиды (Poecilia). Родина – пресные и солоноватые воды Венесуэлы, Барбадоса, Тринидада, Мартиники, Гайаны и некоторых районов северной части Бразилии; самцы 3-4,5; самки до 6-8 см. Рыбы живородящие. Окраска самок серовато-серебристая, спинной и хвостовой плавники округленные, только у некоторых пород они окрашены. У самцов окраска и форма спинного, хвостового плавников самая разнообразная. Продолжительность жизни самцов 2,5-3 года, самок – 3,5-4 года, но размножаться они перестают на 11,5 года раньше. Созревают в 3-5 месяцев. Продуктивность колеблется от 20 до 180 мальков. Периодичность нереста 30-40 дней. После одной копуляции с самцом самки способны приносить потомство 4-5 раз. Необходимое оборудование и материалы 1. Сосуд с очищенной сточной водой. 2. Микрокомпрессор. Выполнение работы

В сосуд с очищенной исследуемой жидкостью выпускается тест-объект и проводится визуальная оценка его физического состояния в течение 5 суток. На основании полученных результатов проводится оценка токсичности воды. В качестве критерия токсичности используется параметр выживаемости тест-объекта. Результаты анализа представляются в виде таблице 24. Таблица 24 - Оценка уровня токсичности воды (Lebistes reticulatus) Тест объекты гуппи Lebistes reticulatus

1

2

Сутки 3

4

5

Уровень токсического загрязнения

Записываются результаты визуальных наблюдений

3. Определение токсичности сточной воды с использованием Elodea Canadensis Элодея канадская (Elodea canadensis) – семейство водокрасовые (Hydrocharitaceae). Распространена в Северной Америке, а также встречается в Европе, Северной Америке и в Австралии. Имеет длинный, ветвящийся стебель с белыми корешками. Листья, как правило, собраны в мутовки, линейные, продолговатые, длиной 1 см и шириной 3 мм, слегка отогнуты вниз. Развивается при температуре 20-30оС, но хорошо переносит и более низкую температуру. В культуре имеются только женские растения. Элодея канадская может образовывать малозаметные цветки на поверхности воды. Размножается вегетативным способом. Необходимое оборудование и материалы 1. Химические стаканы объемом 250 см.3 2. Линейка. Выполнение работы

55

Для определения степени острого токсического действия сточной воды проводят хроническое биотестирование в течение 7 суток при использовании ростовой реакции высшего водного растения – Elodea Canadensis. В качестве контрольного опыта водное растение помещают в водопроводную воду, предварительно отстоявшуюся в течение 24 ч. В отдельные химические стаканы приливают одинаковое количество пробы неразбавленной сточной воды и разбавленной водопроводной водой в соотношении 1:100; 1:500 и 1:750 и помещают в них по 5 штук отрезков Elodea Canadensis длиной 5 см, измеренных линейкой с точностью до 1 мм. Пробы оставляют на 7 суток при дневном освещении и температуре 20оС. По окончании экпозиции измеряют длину побегов. За 100% следует принять прирост водоросли в контрольном опыте. Результаты исследования следует занести в таблицу 25. Таблица 25 – Оценка уровня токсичности воды (Elodea Canadensis) – пример заполнения Тип исследуемой воды контроль (водопроводная вода) после отмоки

Кратность разбавления

Прирост отрезков см %

Уровень токсического загрязнения

0:0

5,6±0,0

100

не токсична

1:100 1:500 1:750

5,0±0,018 5,1±0,016 5,1±0,016

0 17 17

острое токсическое действие

56

Заключение

Это раздел, где студент представляет основные выводы, которые должны вытекать из проведенных исследований и полученных результатов. Нет необходимости перечислять в разделе “Заключение” все полученные результаты. Достаточно суммировать самые главные и, прежде всего, показать эффективность удаления из исследуемого раствора ингредиентов, обуславливающих уровень токсического загрязнения. Следует избегать расплывчатых определений и пространственных длинных изречений. Выводы должны быть максимально обобщены и лаконично изложены. Список использованной литературы

Список использованной литературы составляется на основании имеющейся картотеки в соответствии с требованиями к составлению библиографического списка.

57

4. Ситуационная задача (сase-study) Оценка влияния техногенного воздействия от группы водопользователей на качество воды р. Уды

Выражаю благодарность за оказанную помощь при разработке case-study Государственному комитету по экологии и природопользованию Республики Бурятия, заместителю начальника управления экологической экспертизы и мониторинга Клименко Любовь Анатольевне. Предлагаемый case-study будет использован как основа учебной дискуссии, а не как иллюстрация правильного или неправильного решения проблемы. Постановка и решение задачи поиска оптимальных уровней техногенного воздействия для определенного региона приобретает в настоящее время все большее значение. В связи с этим любая программа управления качеством воды или воздуха нуждается в системе стандартов качества воздушных выбросов и водных сбросов. Ознакомление с отечественной и мировой практикой составления прогнозов качества воды убедительно показало, что, несмотря на наличие большого количества глубоких теоретических проработок по отдельным аспектам формирования качества воды, проблема прогнозирования его в целом пока не решена. Отсутствие единой методики составления прогнозов качества воды водных объектов приводит к тому, что в практике работы водохозяйственных организаций составление надежного прогноза нередко подменяется весьма приблизительными расчетами или логическими рассуждениями. В настоящее время оценку техногенного воздействия на качество воды проводится отдельно для каждого промышленного предприятия без учета комплексного характера использования водного объекта, а следовательно, и комплексной антропогенной нагрузки оказываемой на него. В этой связи возникает проблема выполнения комплексной оценки влияния промышленных предприятий на качественный состав вод нативных водных объектов. В 30-х г началось интенсивное строительство промышленных предприятий на р. Уде. На сегодняшний день на берегах р. Уды сложился территориально-производственный комплекс, включающий следующие предприятия и населенные пункты: МОП ЖКХ пос. Онохой; Авиационный завод; Мясокомбинат и Улан-Удэнская ТЭЦ-1. Все предприятия, за исключением Мясокомбината, являются основными водопользователями р.Уды (рис.3). Мясокомбинат получает воду для производственных целей из артезианских скважин, а отработанные воды поступают в городской коллектор и далее на городские очистные сооружения, после чего очищенные воды сбрасываются в р. Селенгу. В то время, как другие водопользователи сбрасывают сточные воды непосредственно в р. Уду, основной приток р. Селенги. Гидрологическое описание р. Уда

Уда - один из наиболее значительных притоков р. Селенги - берет начало в югозападной части Витимского плоскогорья, на высоте 1055 м, впадает в р. Селенгу, с правого берега, на 156-ом км от ее устья. Длина реки 467 км, площадь водосбора 34800 км2, общее падение реки 583 м, уклон 1,2 о/оо. Впадает в р. Чуна Левые притоки: Хатага, Верхняя Хонда, Средняя Хонда, Нижняя Хонда, Няндерма, Эгега, Ак-Ой, Сарыг-Ой, Кадаек, ручей Широкий, Байгыр, Аран, ручей Верхний Урунгай, ручей Нижний Урунгай, Джуглым, Нерха, Большая Шита, Средняя Шита, Малая Шита, Малая Мэдэкэ, Мэдэкэ, Большой Хорхой, Малый Хорхой, Черная, Таловка, Огнит, Марня, Ярма, Большой Уйт, Ипсит. Правые притоки: Чело-Монго, Эт-Кол, Тер-Яга, Улуг-Ой, Дерга, Эргатай, Эдэн, ручей Кедровый, Дозарой, Борончага, Ара-Ой, Сарлаган, Хангорок, Хан, Кара-Бурень, Ошкар58

ка, Джуктыр, Тальма, Сокол, Холопка, Хайлама, Хунга, Хадама, Хоропка, Малая Айса, Большая Айса, Уляха, Пшеней, Большой Кирей. На реке расположены населенные пункты: поселок Алыгджер, Нижнеудинск. Есть несколько версий происхождения названия "Уда". По одной из версий "уда" происходит от селькупского (самодийского) слова "уд" - "вода". Река пополняется в основном дождевыми водами, хотя в отдельные годы сток талых вод составляет около 30% годового объема. Подъем уровня воды весной начинается в первой половине апреля, спад продолжается до конца июня. Общая продолжительность половодья составляет 50-75 дней. Интенсивность подъема уровня воды во время половодья невелика - 0,4-0,5 м/сут., интенсивность спада - 0,3 м/сут. Переход температуры воды через 0,20 происходит осенью в конце октября - начале ноября, весной - во второй половине апреля или в начале мая. УланУдэнская ТЭЦ-1

К.С

Авиационный завод

v, Q, Cф

0.5 км 0

5.0 км 0.5

МОП ЖКХ пос. Онохой

28.8 км 5.5

34.8

Рисунок 3 - Схема территориально-производственного комплекса Появление ледяных образований на реке наблюдается во второй декаде октября; продолжительность осеннего перехода составляет 10-12 дней. Ледостав устанавливается в конце октября - начале ноября, продолжительность его 155-180 дней. Толщина льда достигает 1,2-1,3 м. Вскрывается река в конце апреля - начале мая. Весенний переход продолжается около 10 дней и сопровождается заторами. По характеру строения долины и русла и условиям протекания р. Уду можно разделить на два участка: 1) исток - устье р. Оны; 2) устье - р. Оны - устье. Участок: исток - устье р.Оны (длина 261 км)

Русло реки в верхней части участка умеренно извилистое, неразветвленное, в нижней - извилистое, разветвленное. Скорости течения воды небольшие: на плесах не превышают 0,3-0,5 м/сек, на перекатах 0,7-1 м/сек. Дно русла в верхнем течении ровное, песчаногалечное и песчано-гравелистое; ниже, особенно на изгибах реки, неровное, песчаное и песчано-гравелистое, иногда илистое. Вблизи коренных берегов в русле встречаются крупные валуны и обломки скальных пород. По всей длине участка берега покрыты древесной и кустарниковой растительностью. Участок: устье р. Оны - устье (длина 206 км) 59

Дно русла неровное: у вогнутых берегов встречаются глубокие плисовые впадины, у выпуклых - песчано-галечные отмели. Грунт дна на перекатах песчано-галечный, на плесах песчано-гравистый, местами илистый. Скорость течения на плесах составляет 0,9-1,1 м/сек, на перекатах до 1,5 м/сек. Преобладающая ширина основного русла 70-100 м, наибольшая - 200 м. Вода реки слабо минерализованная. Химический состав характеризуется преобладанием гидрокарбонатных ионов и ионов кальция. Общая жесткость воды колеблется в пределах 0,61 – 1,59 мг.экв/дм3. Окисляемость изменяется от 3,7 – 5,6 мгО2/л в межень, до 13,3 – 19,5 мгО2/дм3 во время прохождения паводков. Река используется для водоснабжения от с. Ошиноборского до устья - по ней производится сплав лесороссыпью. Характеристика источников загрязнения

В современных условиях особенно остро встает вопрос о рациональном использовании природных ресурсов. Вода занимает особое место среди природных ресурсов. Практически любая хозяйственная деятельность человека на территории водосборного бассейна таит в себе угрозу прямого или косвенного воздействия на гидрохимический и гидробиологический режимы водного объекта. Однако наиболее заметно воздействуют на качество воды загрязнения, которые поступают в водные объекты с различными сточными водами и поверхностным стоком с территории водосбора. В целом сточные воды в виде сосредоточенного стока поступают в водные объекты от населенных пунктов (бытовые сточные воды и поверхностный сток), промышленных предприятий (производственные сточные воды, бытовые сточные воды, поверхностный сток), крупных животноводческих комплексов (технологические сточные воды, навозная жижа, бытовые сточные воды), орошаемых земельных массивов (коллекторно-дренажный сток). С бытовыми сточными водами в водоемы вносятся значительные количества органических и минеральных веществ в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. Производственные сточные воды могут содержать значительное количество самых различных загрязняющих веществ, в том числе соли тяжелых металлов, нефть и нефтепродукты, фенолы, СПАВ. Анализ видов антропогенного воздействия, в пределах исследуемого участка водного бассейна

Основными водопользователями, расположенными на исследуемом участке р. Уды являются: МОП ЖКХ пос. Онохой, Авиационный завод и Улан-Удэнская ТЭЦ-1. МОП ЖКХ пос. Онохой

Поселок Онохой расположен в Заиграевском районе. По своему составу сточные воды, образующиеся в поселке, относятся к хозяйственно-бытовым. На комплекс очистных сооружений сточные воды поселка поступают по водопроводу и канализации. Комплекс очистных сооружений расположен в западной части территории ЛПК, на левобережной пойме р. Уды. Комплекс состоит из камеры гашения, где снимается излишний напор; песколовки, служащий для осаждения тяжелых минеральных частиц размером более 0,25 мм; первичных отстойников, для выделения нерастворимых органических и минеральных веществ, иловых колодцев; биологического фильтра, представляющего собой резервуар, заполненный фильтрующим материалом (щебнем, песком), на поверхности которого сточная вода распределяется равномерно через серниклерные головки; насосной станции; хлораторной. После биофильтра очищенная вода по дренажной системе поступает на вторичные отстойники, откуда окончательно очищенная вода сбрасывается в р. Уду. Выпуск 60

производится с левого берега, тип водовыпуска - береговой, сосредоточенный. Координата точки выпуска на расчетной схеме – 34,8 м. Режим работы выпуска - стационарный. Основными ингредиентами, по которым проводится анализ сточных вод данного предприятия, являются: взвешенные вещества, БПК5, фосфаты, аммиак (по азоту), нитриты, нитраты, СПАВ, нефтепродукты, хлориды, сульфаты и железо. Величины нормируемых показателей качества воды по группам ЛПВ, а также их фактическая концентрация и объем сточных вод, представлены в таблице 26. Таблица 26 - Величины ПДК, нормируемых показателей качества воды МОП ЖКХ пос. Онохой, по группам ЛПВ № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Показатели качества воды Взвешенные вещества БПК5 Фосфат-анион Аммоний солевой Нитрит-анион Нитрат-анионы СПАВ Нефтепродукты Хлориды Сульфат (анион, SO4-2) Железо

ЛПВ общесанитарная общесанитарная санитарно-токсикологическая токсикологическая токсикологическая санитарно-токсикологическая токсикологическая рыбохозяйственная санитарно-токсикологическая санитарно-токсикологическая токсикологическая

ПДК,мг/дм3 5,0 2,0 0,2 0,5 0,02 40,0 0,1 0,05 300,0 100,0 0,05

Авиационный завод

Авиационный завод расположено на правом берегу р. Уды, в г. Улан-Удэ. По своему типу сточные воды относятся к производственным и атмосферным. Производственные сточные воды сбрасываются в городской коллектор, после чего они поступают на городские очистные сооружения и сбрасываются в р. Селенгу. Атмосферные воды поступают на первичные очистные сооружения – отстойники и затем на фильтры с загрузкой из материала сипрон. Сброс производится с правого берега, тип водовыпуска – береговой, сосредоточенный. Режим работы выпуска: стационарный. Координата точки выпуска на расчетной схеме – 5,5 Основными ингредиентами, по которым проводится анализ сточных вод данного предприятия, являются: взвешенные вещества, СПАВ, нефтепродукты, цинк, медь, кадмий, железо и хром. Величины ПДК нормируемых показателей качества воды, по группам ЛПВ, а также их концентрация и объем сточных вод представлены в таблице 27. Таблица 27 – Величины ПДК, нормируемых показателей качества воды авиационного завода, по группам ЛПВ № 1 2 3

№ 4 5

ПДК, мг/дм3 5,0 0,1 0,05

Показатели качества воды Взвешенные вещества СПАВ Нефтепродукты

ЛПВ общесанитарная токсикологическая рыбохозяйственная

Показатели качества воды Цинк Хром

Продолжение таблицы 27 ЛПВ ПДК, мг/дм3 токсикологическая 0,01 токсикологическая 0,001 61

6 7 8

Медь Кадмий Железо

токсикологическая токсикологическая токсикологическая

0,001 0,005 0,05

Улан-Удэнская ТЭЦ-1 Улан-Удэнская ТЭЦ-1 расположена на правом берегу р.Уды, в Железнодорожном районе г. Улан-Удэ. По своему типу, сточные воды относятся к производственным. Сточные воды сбрасываются в золоотвал, откуда они поступаю в р. Уду. Сброс производится с правого берега, тип водовыпуска - береговой, сосредоточенный. Режим работы водовыпуска стационарный. Координата точки сброса на схеме – 0,5. Основными ингредиентами, по которым проводится контроль качества сточных вод данного предприятия, являются: взвешенные вещества, фенолы, нефтепродукты, хлориды и сульфаты. Величины ПДК нормируемых показателей качества воды по группам ЛПВ, а также их концентрация и объем сточных вод представлены в таблице 28.

Таблица 28 - Величины ПДК, нормируемых показателей качества воды Улан-Удэнской ТЭЦ-1, по группам ЛПВ № 1 2 3 4 5

Показатели качества воды Взвешенные вещества Фенолы Нефтепродукты Хлориды Сульфат (анион, SO4-2),

ЛПВ общесанитарная рыбохозяйственная рыбохозяйственная санитарно-токсикологическая санитарно-токсикологическая

ПДК, мг/дм3 5,0 0,001 0,05 300,0 100,0

В настоящее время оценку техногенного воздействия на качество воды р. Уды Госкомэкология Республики Бурятия проводит отдельно для каждого промышленного предприятия без учета комплексного характера использования водного объекта. В связи с этим была выполнена комплексная оценка влияния данного территориально-производственного узла на качество воды р. Уды. Предварительно была проведена типизация водного объекта по методике разработанной ГГИ и представленной типизации в монографии Н.И. Дружинина и А.И. Шишкина, которая учитывает линейные характеристики водных объектов. Согласно проведенной типизации р. Уда отнесена к рекам предгорий, средней группы, неглубоким и к средним по ширине. Кроме того, следует отметить, что река Уда по категории водопользования отнесена к рыбохозяйственной группе. Для выполнения численного эксперимента была построена расчетная схема (рис. 3), на основании которой провели аппроксимацию расчетной области в районе промышленного узла. Замыкающий контрольный створ был выбран ниже последнего водовыпуска на расстоянии 0,5 км. Основные параметры расчетной модели представлены в таблице 29. Таблица 29 - Величины параметров расчетной модели Наименование Средняя Средняя Средняя скорость Коэффициент дифводотока ширина, В, м глубина, Н, м течения, V, м/с фузии, Dу, м2/с р. Уда 110 3,0 1,0 0,123 Фоновые концентрации р. Уды, необходимые для определения токсического загрязнения водного объекта сточными водами сбрасываемыми промышленными предприятиями, были выбраны выше первого водовыпуска и представлены в таблице 30. Таблица 30 - Фоновые параметры р. Уды

62

№ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Показатели качества воды Взвешенные вещества Биологическое потребление кислорода - БПК5 Нефтепродукты Фенолы Фосфат-анион Нитрат-анион Хлориды Сульфат-анион Аммоний солевой Нитрит-анион Цинк Медь Синтетическое поверхностно-активное вещество (СПАВ) Хром Кадмий Железо

р. Уда - фон, мг/дм3 10,0 3,6 0,07 н.о 0,023 0,48 3,4 23,0 0,32 0,12 0,003 0,003 0,003 н.о 0,0005 0,3

Ингредиенты, по которым определяется уровень токсического загрязнения р. Уды были подразделены на группы ЛПВ (лимитирующий показатель вредности) по своему характеру воздействия на организм человека и на внутри водоемные биологические процессы. Отношение показателей качества воды представлены в таблице 31. Таблица 31 - Дифференциация показателей качества воды по группам ЛПВ № 1 2 3 4

Группа ЛПВ Общесанитарная Рыбохозяйственная Санитарно-токсикологическая Токсикологическая

Показатели качества воды взвешенные вещества, БПК5 нефтепродукты, фенолы фосфаты, нитраты, хлориды, сульфаты аммиак, нитриты, СПАВ, цинк, медь, хром, кадмий, железо

Комплексная оценка качества воды р.Уды выполнена путем решения прямой задачи по программе “Экопрогноз”. Суть прямой задачи заключается в выполнении прогноза качества воды с применением модели конвективно-диффузионного переноса и превращения веществ при заданных фоновых характеристиках водного объекта и фактических параметров сбрасываемых сточных вод. В результате проведенного расчета оценивали максимальную концентрацию, достигаемую в контрольном створе для каждого ингредиента. Определение максимальной концентрации контаминанта в контрольном створе проводили как при одновременном включении всех водовыпусков, так и для каждого выпуска. Анализ качества воды выполняли по 16 показателям, разбитым на группы ЛПВ, согласно рыбохозяйственной категории водопользования р. Уды. Расчет проводили по двум вариантам: с учетом фактической и условной фоновой концентрации. Применение условной (заданной) фоновой концентрации для ряда ингредиентов, в частности для взвешенных веществ, БПК5 , аммония солевого, нитрит-аниона, меди, железа и цинка, связано с тем, что для данных примесей наблюдалось изначально высокий показатель фоновой концентрации, величина которой превышала в несколько раз соответствующее значение ПДК. С целью оценки фактической нагрузки на водный объект, оказываемой основными водопользователями, провели расчеты с использованием условной (заданной) фоновой концентрации, величина которой составляла 75% от величины ПДК, с учетом доли ЛПВ. Результаты расчета условной фоновой концентрации представлены в таблице 32. 63

Таблица 32 - Условная (заданная) фоновая концентрация (для ингредиентов, где Сффакт>ПДК×ЛПВ) Показатели качества воды БПК5 Взвешенные вещества Аммоний солевой Нитрит-анион Медь Цинк Железо

ПДК, мг/дм3 2,0 5,0 0,5 0,02 0,001 0,01 0,05

ЛПВ, доли 1,0 1,0 0,1 0,1 0,1 0,2 0,1

Сффакт, мг/дм3 3,6 10,0 0,32 0,12 0,003 0,003 0,3

0,75×ПДК×ЛПВ, Сфусл, мг/дм3 1,5 3,75 0,0375 0,0015 0,000075 0,0015 0,00375

Результаты оценки максимальной концентрации достигаемой в контрольном створе р. Уды, в результате сброса сточных вод промышленными предприятиями, представлены в таблице 33. Таблица 33 – Сводная таблица расчетов допустимой нагрузки на водную экосистему р. Уды от группы водопользователей Показатели качества воды Взвешенные вещества

ЛПВ, доли 1,0

Нефтепродукты

0,9

Фенол Фосфат-анион Нитрат-анион Хлориды Сульфат-анион Аммоний солевой Нитрит-анион

0,1 0,25 0,25 0,25 0,25 0,1

CПАВ Цинк

0,1 0,2

Медь

0,1

Хром

0,1

Показатели качества воды Кадмий Железо

0,1

ЛПВ, доли 0,2 0,1

Сф факт / *Сфусл, мг/дм3 10,0 3,75* 0,07 0,034* н.о 0,023 0,48 3,4 23,0 0,320 0,0375* 0,12 0,0015* 0,003 0,003 0,0015* 0,003 0,00075* н.о Сф факт / *Сфусл, мг/дм3 0,0005 0,3 0,00375* 64

Улан-Удэнская ТЭЦ-1 Сст, мг/дм3

Сmax, мг/дм3

13,975 13,975 0,062 0,062 0,00044 315,53 293,75 -

11,572 7,768 0,045 0,045 0,0001729 126,052 129,392 -

-

-

-

-

-

-

-

Продолжение таблицы 33 Улан-Удэнская ТЭЦ-1 Сст, мг/дм3

Сmax, мг/дм3

-

-

Показатели качества воды Взвешенные вещества Нефтепродукты Фенол Фосфат-анион Нитрат-анион Хлориды Сульфат-анион Аммоний солевой Нитрит-анион

Авиационный завод 3 Сст, мг/дм Сmax, мг/дм3 5,735 11,572 5,735 3,773 0,198 0,071 0,198 0,036 -

-

CПАВ Цинк

0,339 0,151

Медь

0,011

Хром Кадмий Железо

0,031 0,002 0,335

0,007 0,005 0,003 0,00309 0,000207 0,00036 0,001 0,300 0,008

Показатели качества воды Взвешенные вещества

ЛПВ, доли 1,0

Нефтепродукты

0,9

Фенол Фосфат-анион Нитрат-анион Хлориды Сульфат-анион Аммоний солевой

0,1 0,25 0,25 0,25 0,25 0,1

Показатели качества воды Нитрит-анион CПАВ

ЛПВ, доли 0,1 0,1

Сф факт / *Сфусл, мг/дм3 10,0 3,75* 0,07 0,034* н.о 0,023 0,48 3,4 23,0 0,320 0,0375* Сф факт / *Сфусл, мг/дм3 0,12 0,0015* 0,003 65

Продолжение таблицы 33 МОП ЖКХ пос. Онохой Сст, мг/дм3 Сmax, мг/дм3 30,9875 10,945 4,976 0,109 0,072 0,037 2,626 0,140 6,3 0,742 49,262 5,464 98,263 26,387 12,282 0,96 0,589 0,368 0,131 0,018 0,23 0,013 -

-

0,241

0,3 0,014

Продолжение таблицы 33 При одновременном включении всех водовыпусков Сmax, мг/ дм3 12,130 8,548 0,072 0,048 0,0001729 0,140 0,742 127,338 131,502 0,96 0,589 Продолжение таблицы 33 При одновременном включении всех водовыпусков Сmax, мг/ дм3 0,131 0,018 0,013

Цинк

0,2

Медь

0,1

Хром Кадмий Железо

0,1 0,2 0,1

0,003 0,0015* 0,003 0,00075* н.о 0,0005 0,3 0,00375*

0,005 0,003 0,00309 0,000207 0,00036 0,001 0,3 0,014

По итогам расчетов оценки максимальной концентрации, достигаемой ингредиентами в контрольном створе р. Уды, необходимо определить уровень токсического загрязнения водной экосистемы, как для каждого водовыпуска, так и в случае одновременного включения всех водовыпусков. Определение качества воды р. Уды по методике Л.П. Брагинского

Определение качества воды р.Уды на участке территориально-производственного комплекса следует проводить согласно методики, разработанной Л.П. Брагинским. Для совокупной оценки уровня токсической загрязненности (УТЗ) Л.П. Брагинским предложено использовать критерий ЛПВ (лимитирующий показатель вредности), широко применяемый в гигиене воды, определяемый по значениям рыбохозяйственных показателей (ПДК), то есть оценка качества воды производится, исходя из суммарного показателя одного и того же ЛПВ, согласно неравенству: n

ЛПВ =

∑

Сmaxi / ПДКi ≤ 1

(30)

i =1

где Cmaxi - концентрация i-го компонента одного ЛПВ в контрольном створе; ПДКi - предельно-допустимая концентрация i-го компонента одной группы ЛПВ; n - общее количество компонентов данной группы ЛПВ, находящихся в воде исследуемого водного объекта. По величине ЛПВ определяют уровень токсической загрязненности (табл. 34). Таблица 34 - Установление УТЗ водных масс по величине ЛПВ Величина ЛПВ ЛПВ < 1 ЛПВ = 1 1 < ЛПВ < 2 2 < ЛПВ < 5 ЛПВ > 5

УТЗ (класс) олиготоксичность β - мезотоксичность α - мезотоксичность политоксичность гипертоксичность

Баллы 1 2 3 4 5

Следует иметь в виду, что для веществ, отнесенных к общесанитарной группе ЛПВ, уровень токсического загрязнения определяется для каждого контаминанта самостоятельно, тогда как для ингредиентов, одновременно присутствующих в воде, остальных групп ЛПВ УТЗ оценивается суммарно, для каждой группы, исходя из того, что вещества одного ЛПВ проявляют аддитивное действие. Это означает, что общее воздействие двух или нескольких веществ одного ЛПВ (содержащихся в предельно допустимой концентрации каждое), кроме общесанитарной группы, будет таким же, как если бы какое-нибудь из них, присутствуя в воде в единственном числе, содержалось в двух или нескольких ПДК (т.е. в двух или нескольких дозах вредного вещества). Результаты определения УТЗ для биоценоза р. Уды выполненные как с учетом фактической, так и условной (заданной) фоновых концентраций заносятся в таблице 35. 66

Таблица 35 - Уровень токсического загрязнения р. Уды Группа ЛПВ

Показатели качества воды

n

∑

C max i / ПДК i

i =1

Факт.

УТЗ, класс

Баллы

Услов.* Факт. Услов.* Факт Усл.*

ОбщесаниВзвешенные вещества тарная БПК 5 РыбохозяйНефтепродукты ственная Фенол Итого по рыбохозяйственной группе СанитарноФосфат-анион токсикологи- Нитрат-анион ческая Хлориды Сульфат-анион Итого по санитарно-токсикологической группе Токсикологи- Аммоний солевой ческая Нитрит-анион Цинк Медь СПАВ Хром Кадмий Железо (общее) Итого по токсикологической группе Уровень токсического загрязнения Вопросы к заданию

1. Какой уровень токсического загрязнения Вы установили для каждого предприятия рассматриваемого промышленного узла? 2. Какую степень токсического загрязнения биоценоза р. Уды Вы определили в случае одновременного включения всех водовыпусков территориально-производственного комплекса?

67

Список рекомендуемой литературы

1. Справочник по очистке природных и сточных вод / Пааль Л.Л., Кору Я.Я., Мельдер Х.А. и др. М.: Высшая школа, 1994. 336 с. 2. Нецепляев С.В, Панкратов А.Я. Лабораторный практикум по микробиологии пищевых продуктов животного происхождения. М.: Агропромиздат, 1990. 223 с. 3. Родионов А.И. и др. Техника и защита окружающей cреды / Родионов А.И., Клушин В.Н., Торошечников Н.С. М.: Химия, 1989. 512 с. 4. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984. 448 с. 5. Головтеева А.А. и др. Лабораторный практикум по химии и технологии кожи и меха / Головтеева А.А., Куциди Д.А., Санкин Л.Б. М.: Легпромиздат, 1987. 312 с. 6. Скурлатов Ю.И и др. Введение в экологическую химию /Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г., Мизити А. М.: Высшая школа, 1994. 400 с. 7. Ласков Ю.М. и др. Очистка сточных вод предприятий кожевенной и меховой промышленности / Ласков Ю.М., Федоровская Т.Г., Жмаков Г.Н. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. 166 с. 8. Справочник кожевника (отделка, контроль производства) / Баблоян В.П., Балберова Н.А., Еремина И.А. и др. М.: Легкая промышленность и бытовое обслуживание, 1987. 256 с. 9. Основы прогнозирования качества поверхностных вод / Фальковская Л.Н., Каминский В.С., Пааль Л.П. и др.- М.: Наука, 1982. 184 с. 10. Очистка и рекуперация промышленных выбросов / Максимов В.Ф., Вольф И.В., Винокурова Т.А. и др. М.: Лесная промышленность, 1989. 416с. 11. Методы биоиндикации и биотестирования природных вод. Вып.2. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 275 с. 12. Брагинский Л.П. Некоторые принципы классификации пресноводных экосистем по уровням токсической загрязненности // Гидробиологический журнал. 1985. Т. 21. №6. С. 65-74. 13. Теоретические вопросы биотестирования / Под.ред. В.И. Лукьяненко. Волгоград: Институт биологии внутренних вод АН СССР, 1983.195с. 14. Биологические методы контроля. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. – Федеральный реестр (ФР). ФР.1.39.2001.00283 15. Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод /Под ред. А.В. Караушева. Л.: Гидрометеоиздат, 1987 16. Дружинин Н.И., Шишкин А.И. Математическое моделирование и прогнозирование загрязнения поверхностных вод суши.- Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 392 с. 17. Родзиллер И.Д. Прогноз качества воды водоемов - приемников сточных вод.М.: Стройиздат, 1984. 263 с.

68

Приложения

1. Пример оформления титульного листа работы ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» КАФЕДРА «Технология кожи, меха и товароведение непродовольственных товаров» КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Инженерная охрана окружающей среды» на тему: _______________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ Работу выполнил, студент 112 гр.-

Ф.И.О.

Руководитель работы,

Ф.И.О

степень, звание

Улан-Удэ 200_

2. Пример оформления «Аннотация» Ф.И.О.

АННОТАЦИЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ ПОСЛЕ ПРОЦЕССА ПИКЕЛЕВАНИЯ ОВЧИНЫ МЕХОВОЙ Курсовая работа ФСТД, 2006, 95 с., 3 рисунка, 3 таблицы, 24 источника, 2 приложения

Объекты исследования –сточные воды после процесса обезжиривания. Цель работы – разработать технологическую схему очистки сточных вод после процесса обезжиривания и провести оценку их уровня токсического загрязнения. Использовали следующие методы исследования: определение содержания СПАВ, взвешенных веществ … В результате проведенной работы разработана технологическая схема очистки сточных вод, образующихся после процесса обезжиривания. Дана физико-химическая и биологическая характеристика сточных вод до и после очистки. Проведена оценка уровня токсического загрязнения сточных вод после очистки с использованием тест-объекта гуппи (Lebistes reticulatus). Основные технологические показатели: разработка технологической схемы очистки сточных вод после процесса обезжиривания. Область применения – охрана окружающей среды.

3. Пример оформления «Содержание» 69

Содержание Введение……………………………………………………………………………………………………………4 1. Литературный обзор. Характеристика сточных вод, образующихся после процесса дубления…………..5 1.1. Современные методы проведения процесса дубления……………………………………………………..5 1.2. Характеристика ингредиентов, применяемых в процессе дубления и их влияние на живые организмы…………………………………………………………………………………………………………10 1.3. Современные методы очистки сточных вод после процесса дубления………………………………….15 2. Объекты и методы исследования……………………………………………………………………………..20 2.1. Объект исследования………………………………………………………………………………………...20 2.2 .Методы исследования……………………………………………………………………………………….23 3. Экспериментальная часть……………………………………………………………………………………..31 3.1. … 3.2. … 3.3. … Заключение………………………………………………………………………………………………………..51 Список использованных источников…………………………………………………………………………….52 Приложения……………………………………………………………………………………………………….55

4. Пример оформления «Список использованных источников» Список использованных источников 1 Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1987. – 516 с. 2 Можаев Е.Л. Загрязнение водоемов поверхностно-активными веществами. –М.: Медицина, 1975. – 96 с. 3 Градова Н.Б., Бабуленко Е.С. Лабораторный практикум по общей микробиологии / РХТУ им. Д.И. Менделеева. – М.: Микробиология, 1999. – 128 с. 4 Панченко Л.В. и др. Возможности использования микроорганизмов-деструкторов /Панченко Л.В., Турковская О.В., Шуб Г.М. //Микробиология, 1998, Т.66, №2, С. 217-222 5 А.с. 1068478 СССР, МКИ3 С 12N 15/00, С 02F 3/34, C 12R 1/40. Штамм Pseudomonas putida G, используемый для очистки сточных вод от сульфоэтоксилатов /Ставская С.С., Григорьева Т.Ю., Таранова Л.А., Ротмистров М.Н.. – Опубл. 23.01.84, бюл. №7 6 Выделение и изучение микроорганизмов-деструкторов НПАВ /Санинко А.В., Турковская О.В., Панченко Л.В. и др.//Микробиология, 1997, Т.66, №6, С.217-222 7 Поверхностно-активные вещества: Метод определения биоразлагаемости в водной среде. ГОСТ Р 5059593. – М., 1994.

Классификация загрязняющих веществ для региона озера Байкал Список 1 – Вещества «экологически особо опасные» – высокотоксичные чужеродные вещества; токсичные чужеродные вещества, накапливающиеся в гидробионтах, аккумулирующихся в пищевых цепях; медленно разлагающиеся чужеродные вещества. Поступление этих веществ в озеро Байкал и его притоки недопустимо. До начала антропогенного воздействия вещества в озере отсутствовали. Таблица 1 - Вещества «экологически особо опасные» №/№ Вещество Источник поступления 1 Пентахлорфенол хлорирование сточных вод 2 3,4,5,6-тетрахлоргвалкел производство беленой целлюлозы 3 3,4,5-трихлоргвалкел производство беленой целлюлозы 4 2,4,6-трихлорфенол производство беленой целлюлозы 5 2,4-дтхлорфенол производство беленой целлюлозы 6 Хлордегидроабиегиновая кислота производство беленой целлюлозы 7 Тетрахлорвератрол производство беленой целлюлозы 8 1,2-дтхлорбензол химическая промышленность 9 1,2,3,4-тетрахлорбензол химическая промышленность 10 Тетрахлоркатехол производство беленой целлюлозы 11 Цианиды добыча золота, производство алюминия, черная металлургия 12 Хлор хлорирование сточных вод

Продолжение таблицы 1

70

№/№ 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Вещество Источник поступления Алкилбензолсульфонат натрия моющее средство Олеинсульфонат натрия моющее средство ОП-7 моющее средство ОП-10 моющее средство Полихлордибенздиоксины производство беленой целлюлозы Полихлордибензфурани производство беленой целлюлозы Хлорлигнин производство беленой целлюлозы Хлорат-анион производство беленой целлюлозы Химические средства борьбы с вредителями, а также регуляторы роста растений, разрешенные для применения в сельском и лесном хозяйстве

Список 2 – Вещества категории «экологически высоко опасные», содержащиеся в природном фоне озера Байкал и его притоках, проявляющих токсичность для гидробионтов при концентрациях выше фоновых. Поступление этих веществ в воду озера Байкал и его притоков в концентрациях выше фоновых недопустимо. Таблица 2 – Вещества категории «Экологически высоко опасные» РыбохозяйстХозяйственно-питьевого и венного знакультурно-бытового значения Вещество чения (характеристика) ПДК, ЛПВ ПДК, мг/дм3 мг/дм3 Ртуть – высоко токсична для человека; накапливасанитарноется в организмах; хим., 5×10-4 1×10-4 токсикологический деревообрабатывающая, добыча золота Кадмий – максимально санитарнотоксичен в кислой среде; 1×10-3 5×10-3 токсикологический мутаген, канцероген Медь – высоко токсична для некоторых гидробионтов в виде 2-х валентного 0,001 1,0 органолептический катиона; токсичность (Cu +2) падает при увеличении жесткости воды; мало токсичен для человека Цинк – умеренно токсичен общетоксикологи0,01 для человека 1 ческий Свинец – накопление в тканях рыб незначительно, высоко токсичен для человека Ванадий – мало токсичен для человека, мутаген Никель – наименее токсичен для человека Хром – мало токсичен для человека, но высоко токсичен для гидробионтов, особенно Cr (VI) Мышьяк – высоко токсичен для человека, канцерогенен Фенол

Летальная концентрация, мг/дм3

Сведения о фоновых концентрациях, мг/дм3

0,1 (организмы) 0,006 (рыбы)

оз. Байкал – 0,5-12×10-4 р. Селенга - 2×10-4

0,003-0,7 (олигохеты)

оз. Байкал 2×10-5 р. Селенга -2×10-5 – 5×10-4

0.02 (дафнии, некоторые водоросли)

оз. Байкал 0,00010,002 р. Селенга 0,0060,003

0,5-5 (рыбы)

0,03

санитарнотоксикологический

0,01

0,06 (дафнии)

0,1

санитарнотоксикологический

0,001

-

0,1

санитарнотоксикологический

0,01

0,5-100 (беспозвоночные, рыбы)

0,3 (3+) 0,1(+6)

органолептический

0,001

0,02 (дафнии)

0,05

санитарнотоксикологический

0,01

0,05-60 (рыбы)

0,001

органолептический

0,001

0,1 (зоопланктон) 0,3 (рыбы)

0,1-0,3

органолептический

0,05

0,1 (зоопланктон) 0,3 (рыбы)

Нефтепродукты

71

оз. .Байкал 0,003-0,07 р. Селенга –0,00030,013 оз. Байкал 0,0001 – 0,0007 р. Селенга –0,00020,006 оз. Байкал 0,07 р. Селенга 0,013 оз. Байкал 0,05 р. Селенга 0,003 -

0,003 – –0,00030,0002 – –0,0001-

выделяется в оз. Байкал сине-зелеными водорослями. Концентрации переменны поступает в оз. Байкал из геологических разломов; концентрация неоднородна

Список 3 – Вещества категории «экологически опасные» – чужеродные вещества умеренной токсичности, быстро разлагающиеся, летучие. Поступление этих веществ в воду озера Байкал и его притоков нормируется. Таблица 3 – Вещества категории «экологически опасные» Хозяйственно-питьевого и культурно-бытового Вещество (характеристика) ПДК, ЛПВ мг/дм3 Метил меркаптан (метилсульфид) Смоляная кислота – действует на биологические мембраны; для человека мало токсична

0,0002

органолептический

Рыбохозяйственного ПДК, мг/дм3 -

Летальная концентрация, мг/дм3

Сведения о фоновых концентрациях, мг/дм3

0,5 (рыбы), более токсичен для зоопланктона

летуч, подвергается окислению и фотоокислению накапливается в тканях рыб, но быстро выводится с желчью в виде глюкоронидов летуч, подвергается окислению и фотоокислению легко окисляется и фотоокисляется летуч

-

-

0,1

1 (рыбы)

Диметилсульфид

0,01

органолептический

-

0,04 (дафнии)

Диметилдисульфид

0,04

органолептический

-

Хлороформ

-

-

-

Дихлорэтан

2

органолептический

-

Дихлорметан Четыреххлористый углерод Ацетон

7,5

органолептический

-

0,003 (ракообразные) 10 (рыбы) мало токсичен для рыб -

0,3

органолептический

-

-

летуч

2,2

0,05

-

летуч

Метанол

3,0

токсикологический санитарнотоксикологический

0,1

-

летуч

летуч летуч

Список 4 – Вещества категории «экологически умеренно опасные», присутствующие в озере Байкал и его притоках, не обладающие выраженной острой токсичностью для гидробионтов. Поступление этих веществ в бассейн озера Байкал нормируется. Таблица 4 - Вещества категории «экологически умеренно опасные» Вещество или показатель ПДК (рыбохозяйственного) общероссийского ПДК (рыбохозяйственного) (для (для притоков), мг/дм3 оз. Байкала), мг/дм3 Алюминий 0,08 Железо 0,05 Мочевина 80 Натрий (катион) 120 12 Хлор (анион) 300 30 Ацетат (анион) 0,4 Глицерин 1 Кальций (катион) 120 20 Калий (катион) 5 Магний (катион) 50 4 Сульфат (анион, SO4-2) 100 10 Общее содержание солей 100 БПК5, мгО2/дм3 2 1 ХПК 30 Растворенный О2 не менее 6 Взвешенные вещества 5 Аммоний солевой 0,5 0,05 Нитрит-анион 0,02 0,001 Нитрат-анион 5 Фосфат-анион 0,04 Азот 0,39 Таблица 5 – Требования, предъявляемые к качеству питьевой воды (СНиП 2.1.4.559-96) Показатели ПДК Показатель вредности Обобщенные показатели рН 6-9 Общая минерализация (сухой остаток), 1000 мг/дм3 (1500) Жесткость общая, ммоль/дм3 7,0 -

72

Класс опасности -

Продолжение таблицы 5 Показатели Перманганатная окисляемость, мг/дм3 Нефтепродукты, мг/дм3 ПАВ (анионактивный), мг/дм3 Фенольный индекс Алюминий, мг/дм3 Барий, мг/дм3 Берилий, мг/дм3 Бром (суммарно), мг/дм3 Железо (суммарно), мг/дм3 Кадмий (суммарно), мг/дм3 Марганец (суммарно), мг/дм3 Медь (суммарно), мг/дм3 Молибден (суммарно), мг/дм3 Мышьяк (суммарно), мг/дм3 Никель (суммарно), мг/дм3 Нитраты (NO3-), мг/дм3 Ртуть (суммарно), мг/дм3 Свинец (суммарно), мг/дм3 Селен (суммарно), мг/дм3 Стронций (суммарно), мг/дм3 Сульфаты (SO4-2), мг/дм3 Хлориды, мг/дм3 Цианиды, мг/дм3 Хром (Cr+6), мг/дм3 Цинк, мг/дм3 ДДТ (сумма изомеров)

ПДК Показатель вредности 5,0 0,1 0,5 0,25 Неорганические вещества 0,5 санитарно-токсикологический 0,1 санитарно-токсикологический 0,0002 санитарно-токсикологический 0,5 санитарно-токсикологический 0,3 органолептический 0,001 санитарно-токсикологический 0,1 органолептический 1,0 органолептический 0,25 санитарно-токсикологический 0,05 санитарно-токсикологический 0,1 санитарно-токсикологический 45 санитарно-токсикологический 0,0005 санитарно-токсикологический 0,03 санитарно-токсикологический 0,01 санитарно-токсикологический 7,0 санитарно-токсикологический 500 органолептический 350 органолептический 0,035 санитарно-токсикологический 0,05 санитарно-токсикологический 5,0 органолептический Органические вещества 0,002 санитарно-токсикологический

Класс опасности 2 2 1 2 3 2 3 3 2 2 3 3 1 2 2 2 4 4 2 3 3 2

Таблица 6 – Примеры превентивных технологий, используемых на предприятиях кожевенной промышленности, снижающие количество загрязнений (Рекомендация ХЕЛКОМ № 16/7 от 13.03.1995) Примеры превентивных Потенциальные Технологический Эффект технологий загрязнители процесс общие принципы отлаженного общее водоповсе мокрые процессы снижается водопотребпроизводства, современное требление ление оборудование для кожевенной промышленности, вторичное использование замораживание шкур хлорид натрия хранение шкур отсутствие хлорида натрия удаление волос высокие значения обезволашивание снижение БПК и ХПК ХПК и БПК сульфидное обезволашивание сульфиды обезволашивание снижение сульфидов обезволашивание с малым гидроксид кальция обезволашивание снижение взвешенных количеством извести веществ (известь) обеззоливание без аммония аммонийный азот обеззоливание отсутствие аммонийного азота, снижение величины БПК обезжиривание в водных расрастворители обезжиривание отсутствие растворитетворителях лей повышение степени использо- соединения хрома хромовое дубление снижение содержание вания хрома (III) (III) хрома (III) в стоках регенерация и рециркуляция соединения хрома хромовое дубление снижение содержание хрома (III) (III) хрома (III) в стоках замена хрома (III) полная или соединения хрома хромовое дубление снижение содержание частичная (III) хрома (III) в стоках и твердых отходах влажное белое преддубление соединения хрома хромовое дубление тверснижение содержание (III) дыми отходами хрома (III) в стоках

73

ПРАВИЛА ОХРАНЫ ТРУДА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Правила предназначены для студентов, выполняющих исследовательскую работу. Общие требования безопасности

Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ только после прохождения инструктажа по охране труда на рабочих местах лаборатории. Запись о проведении инструктажа производится в журнале с обязательной подписью студентов и преподавателя, проводившего инструктаж. Студент должен знать о расположении в лаборатории средств пожаротушения, распределительного электрощита, мест включения (отключения) вентиляции и электрооборудования, медицинской аптечки и средств индивидуальной защиты (очки, перчатки, фартук). При выполнении анализов возможно проявление следующих опасных и вредных производственных факторов: электрический ток, токсичные газы, агрессивные жидкости (растворы), ядовитые вещества, кислоты и щелочи, открытое пламя, острые кромки. Студенты несут ответственность за нарушение правил охраны труда. Требования безопасности до начала работы

К выполнению лабораторных работ допускаются студенты, предварительно подготовленные к работе и ознакомленные с ее содержанием. До начала работы необходимо убрать с рабочего места посторонние предметы и не используемые в данной работе приборы и реактивы. Проверить свободу доступа к распределительному щиту, средствам пожаротушения, наличие и исправность индивидуальных средств защиты. Не загромождать рабочее место ненужными предметами (сумками, папками, пакетами и т.п.). Требования безопасности во время работы

Выполнять следует только ту работу, которая предусмотрена заданием преподавателя. Во время выполнения работы необходимо соблюдать следующие основные правила. 1. Любые работы в лаборатории следует выполнять точно, аккуратно, без спешки. 2. Не оставлять без присмотра работающие установки, включенные электронагревательные и электроизмерительные приборы. 3. Не пользоваться реактивами без этикеток или с неясными надписями на них. 4. Набирать кислоты, щелочи и ядовитые жидкости только пипеткой с грушей. 5. Перегонку и нагревание легколетучих соединений проводить в круглодонных колбах на нагревательных приборах с закрытой спиралью или через асбестовую сетку. Пробирку нагревать на огне. 6. Во избежание попадания брызг кипящих жидкостей нельзя наклоняться над сосудом. 7. Растворы кислот, щелочей, ядовитых жидкостей сливать только в специальную посуду, которая находится в вытяжном шкафу. 74

8. После употребления реактива банку или склянку немедленно закрыть пробкой и поставить на место этикеткой наружу. Требования безопасности в аварийных ситуациях

О любых неисправностях оборудования или отклонениях от нормального хода анализа немедленно сообщить преподавателю. При воспламенении летучих жидкостей необходимо засыпать их песком. При несчастном случае (любой травме) оказать пострадавшему помощь и сообщить преподавателю. Требования безопасности по окончании работы

Выключить электропитание всех приборов. Навести порядок на рабочем месте. Использованные растворы и другие вещества слить или разместить в установленном месте (по указанию преподавателя). Тщательно вымыть руки.

75

СОДЕРЖАНИЕ 1. Общие положения

3

2. Требования к выполнению работы

9

2.1. Составная часть исследовательской работы

9

3. Экспериментальная часть

11

3.1. Характеристика исходной пробы сточной воды

11

3.1.1. Источник образования сточной воды

11

3.1.2. Определение физических показателей качества воды

11

3.1.3. Определение химических показателей качества воды

18

3.1.4. Определение специфических загрязнений

27

3.1.5. Определение бактериологических показателей

40

3.1.6. Определение уровня токсического загрязнения (УТЗ)

43

3.2. Мероприятия по очистке сточных вод

47

3.2.1. Схема очистки исследуемой сточной воды

48

3.2.2. Характеристика методов очистки сточных вод, используемых в схеме

49

3.3. Обеззараживание воды

50

3.4. Характеристика очищенной воды

51

3.4.1. Оценка уровня токсического загрязнения с использованием тест-

51

объектов Заключение

57

Список использованной литературы

57

4. Ситуационная задача (case-study). Оценка влияния техногенного воздействия от группы водопользователей на качество воды р.Уды

58

Список рекомендуемой литературы

68

Приложения

69

76

Дмитрий Валерьевич Шалбуев

ПРАКТИКУМ ПО ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА СТОЧНЫХ ВОД НА КОЖЕВЕННО-МЕХОВЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Учебное пособие

Подписано в печать 06.06.2006 г. Формат 60х84 1/8. Усл.п.л. 8,83. Печать операт., бум. писч. Тираж 100 экз. заказ № 101. Издательство ВСГТУ. 670013. г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40в.

77