Главная > Филология > Качественное определение свинца в биологическом материале. Исследование качества воды

Качественное определение свинца в биологическом материале. Исследование качества воды

В судебно-химическом и химико-токсикологическом анализе при исследовании биологического материала (органов трупов, биологических жидкостей, растений, пищевых продуктов и др.) на наличие «металлических» ядов применяется метод минерализации. Эти яды в виде солей, оксидов и других соединений в большинстве случаев, поступают в организм перорально, всасываются в кровь и вызывают отравления. «Металлические» яды будут находиться в организме в виде соединений с белками, пептидами, аминокислотами и некоторыми другими веществами, выполняющими важную роль в жизненных процессах. Связи металлов с большинством указанных веществ являются прочными (ковалентными). Поэтому для исследования биологического материала на наличие «металлических» ядов необходимо разрушить органические вещества, с которыми связаны металлы, и перевести их в ионное состояние. Выбор метода минерализации органических веществ зависит от свойств исследуемых элементов, количества биологического материала, поступившего на анализ.

Минерализация – это окисление (сжигание) органического вещества (объекта) для высвобождения металлов из их комплексов с белками и другими соединениями. Наиболее широко распространённые методы минерализации можно разделить на 2 большие группы:

Общие методы (методы «мокрой» минерализации) применяются при общем исследовании на группу «металлических ядов», пригодны для изолирования всех катионов металлов. Кроме ртути. Для минерализации используют смеси кислот-окислителей: серной и азотной, серной, азотной и хлорной.

Частные методы (методы «сухого озоления») – метод простого сжигания, метод сплавления со смесью нитратов и карбонатов щелочных металлов. К числу частных методов относится и метод частичной минерализации (деструкции), служащий для изолирования соединений неорганической ртути из биологических материалов.

1.1. Разрушение биологического материала азотной и серной кислотами

Вколбу Кьельдаля вместимостью 500-800 мл вносят 100 г измельченного биологического материала, прибавляют 75 мл смеси, состоящей из равных объемов концентрированных азотной и серной кислот и воды очищенной. Колбу с содержимым в вертикальном положении закрепляют в штативе так, чтобы дно ее находилось над асбестовой сеткой на расстоянии 1-2 см. Над колбой Кьельдаля в штативе закрепляют делительную воронку, в которой содержится кислота азотная концентрированная, разбавленная равным объемом воды. Далее начинают осторожно нагревать колбу. В течение 30-40 мин происходит деструкция, разрушение форменных элементов биологического материала. По окончании деструкции получается полупрозрачная жидкость, окрашенная в желтый или бурый цвет.

Затем колбу Кьельдаля с содержимым опускают на асбестовую сетку и усиливают нагрев - начинается стадия глубокого жидкофазного окисления. Для разрушения органических веществ, находящихся в колбе, из капельной воронки по капле прибавляют концентрированную азотную кислоту, разбавленную равным объемом воды. Минерализация считается законченной тогда, когда прозрачная жидкость (минерализат) при нагревании без добавления азотной кислоты в течение 30 мин перестает темнеть, а над жидкостью будут выделяться белые пары ангидрида серной кислоты.

Полученный минерализат подвергают денитрации: охлаждают, прибавляют 10-15 мл воды очищенной и нагревают до 110-130°С, а затем осторожно по каплям, избегая избытка, прибавляют раствор формальдегида. При этом отмечают обильное выделение бурых, иногда оранжевых, паров. После окончания выделения этих паров жидкость еще нагревают в течение 5-10 мин, а затем 1-2 капли охлажденной жидкости (минерализата) наносят на предметное стекло или на фарфоровую пластину и прибавляют каплю раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте. Эффект реакции - характерное синее окрашивание.

Отрицательная реакция минерализата с дифениламином на азотную, азотистую кислоты, а также на окислы азота указывает на окончание процесса денитрации. При положительной реакции минерализата с дифениламином денитрацию проводят повторно.

Метод минерализации биологического материала концентрированными азотной и серной кислотами имеет ряд достоинств. Минерализация этим методом происходит быстрее, получается относительно небольшой объем минерализата, чем с использованием других методов. Однако минерализация смесью серной и азотной кислотой непригодна для изолирования ртути из биологического материала, так как значительное количество ее улетучивается при нагревании биологического материала на стадии глубокого жидкофазного окисления.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Рыжковская средняя школа»

Кардымовского района Смоленской области

Конкурс обучающихся общеобразовательных организаций

и организаций дополнительного образования Смоленской области

на лучший экологический проект «Живем на Смоленщине»

Экологический проект

«Комплексный анализ содержания соединений тяжелых металлов

в окружающей среде и их влияние на организмы»

Бирюкова Алина Александровна

Класс: 9

Ф.И.О. руководителя работы:

Баранова Ольга Алексеевна

д. Титково

2017 год

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………………….………3

Глава I . Тяжелые металлы ……………………………………………………………….…….. 5

Глава II . Источники поступления соединений тяжелых металлов в окружающую среду и живые организмы …………….……………………………………………………………..…7

2.1. Поступление соединений тяжелых металлов в почву ………………………..………..8

2.2. Поступление соединений тяжелых металлов в водоемы………………………………9

2.3. Поступление соединений тяжелых металлов в атмосферу ………………………….…9

2.4. Поступление соединений тяжелых металлов в живые организмы ……………………10

Глава III . Определение нахождения соединений тяжелых металлов в окружающей среде и их воздействие на живые организмы…………………………………………………….12

3.1. Соединения тяжелых металлов в почве …………………………………………………13

3.1.1. Методика определения нахождения соединений тяжелых металлов в почве…...13

3.1.2. Результаты анализа содержания соединений тяжелых металлов в почве……..…14

3.2. Соединения тяжелых металлов в природных водах………………………….………...14

3.2.1. Методика определения нахождения соединений тяжелых металлов в природных водах ………………………………………………………………………………………..14

3.2.2. Результаты анализа содержания соединений тяжелых металлов в природных водах…………………………………………………………………………………………....14

3.3.Соединения тяжелых металлов в атмосфере……………………………………………15

3.3.1. Методика определения нахождения соединений тяжелых металлов в атмосфере ………………………………………………………………………………………………..15

3.3.2. Результаты анализа содержания соединений тяжелых металлов в атмосфере……………………………………………………………………………………………...16

3.4. Соединения тяжелых металлов и живые организмы……………………………………17

3.4.1. Методика определения воздействия соединений тяжелых металлов на организмы ………………………………………………………………………………………………...17

3.4.2. Результаты определения воздействия соединений тяжелых металлов на живые организмы …………………………………………………………………………………18

Заключение ……………………………………………………...………………………………..20

Список литературы…………………………………………………………………………..…..21

Приложение ……………………………………………………………..……………………….22

Введение

Окружающая среда является местом обитания живых организмов, которые находятся в контакте с ней всю свою жизнь. Организмы получают из окружающей среды все самое необходимое для нормальной жизнедеятельности: кислород для дыхания, воду, питательные вещества, микроэлементы и многое другое. Среди химических элементов, поступающих в организмы, особое место занимают тяжелые металлы в форме ионов.

Установлено, что ионы тяжелых металлов в норме присутствуют в окружающей среде вследствие поступления их из природных соединений, но естественное содержание их крайне мало. В последнее же время воздействие человека на окружающую среду возрастает, и теперь источником соединений тяжелых металлов выступает еще и деятельность человека (металлургическое производство, автотранспорт, удобрения), причем ионов тяжелых металлов антропогенного происхождения в окружающей среде с каждым годом становится все больше. Следовательно, и в организмы эти ионы будут поступать в большем количестве.

Работает ли здесь правило «чем больше, тем лучше»? Все знают, что в живых организмах присутствуют металлы, в том числе и тяжелые: например, железо в составе гемоглобина, цинк в составе инсулина и многих ферментов, медь нужна для формирования нервной ткани и в процессах кроветворения, а молибден активизирует процессы связывания атмосферного азота клубеньковыми бактериями. Но эти и многие другие химические элементы – тяжелые металлы требуются живым организмам для нормальной жизнедеятельности в довольно малых количествах, тогда как некоторые из тяжелых металлов даже в микроколичествах оказывают отравляющее воздействие, являясь сильнейшими металлами-токсикантами (ртуть, свинец, кадмий).

Действительно ли деятельность человека – мощный источник поступления соединений тяжелых металлов в окружающую среду, а сами тяжелые металлы негативно воздействуют на живые организмы? Изучению данных вопросов и посвящена работа.

В начале работы была выдвинута гипотеза: соединения тяжелых металлов присутствуют в окружающей среде района исследования (сельская местность), содержание соединений тяжелых металлов тем выше, чем ближе территория отбора проб к автомобильной дороге; соединения тяжелых металлов оказывают угнетающее воздействие на живые организмы.

Цель: изучение содержания соединений тяжелых металлов в окружающей среде (в воздухе, в почве, в воде) и их воздействие на живые организмы.

Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи :

Изучить научную литературу по данной проблеме.

Изучить методы определения соединений тяжелых металлов в окружающей среде.

Провести качественный анализ проб почвы, снега, воды, биологического материала (лишайников) на содержание соединений тяжелых металлов.

Определить воздействие соединений тяжелых металлов на живые организмы.

Оценить степень загрязнения окружающей среды соединениями тяжелых металлов в районе исследования.

Объект исследования : загрязнение соединениями тяжелых металлов окружающей среды и живых организмов.

Предмет исследования : почва, снег, вода, живые организмы (лишайники, кресс салат).

Методы исследования:

Теоретический метод

Морфометрический метод

Экспериментальный метод

Органолептический метод

Математический метод

Место проведения исследования: деревня Титково Кардымовского района.

Сроки проведения исследования: февраль-март 2017 года.

Глава I . Тяжелые металлы

Тяжёлые металлы - группа химических элементов со свойствами металлов и значительным атомным весом, больше 40. Известно около сорока различных определений термина тяжелые металлы, и невозможно указать на одно из них, как наиболее принятое. Соответственно, список тяжелых металлов согласно разным определениям будет включать разные элементы.

Термин «тяжелые металлы» чаще всего рассматривается не с химической, а с медицинской и природоохранной точек зрения. Таким образом, при включении в эту категории учитываются не только химические и физические свойства элемента, но и его биологическая активность и токсичность, а также объем использования в хозяйственной деятельности.

В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. По классификации Н.Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см 3 . Таким образом, к тяжелым металлам относятся Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg .

Многие тяжёлые металлы , такие как , , , , участвуют в биологических процессах и в определенных количествах являются необходимыми для функционирования растений, животных и человека . С другой стороны, тяжёлые металлы и их соединения могут оказывать вредное воздействие на живые организмы. Притом негативное влияние тяжелых металлов на живые организмы и здоровье человека проявляется не только в прямом воздействии высоких концентраций, но и в отдаленных последствиях, связанных с их кумулятивным эффектом. Соединения тяжелых металлов вызывают ряд заболеваний и общее угнетение процессов жизнедеятельности. Не имеющие полезной роли в биологических процессах металлы, такие как и , определяются как токсичные металлы . В частности свинец, который отнесен к классу высокоопасных веществ наряду с мышьяком, кадмием, ртутью, селеном, цинком, фтором и бензапреном (ГОСТ 3778-98). Некоторые элементы, такие как или , обычно имеющие токсичное влияние на живые организмы, могут быть полезны для некоторых видов.

Глава II . Источники поступления соединений тяжелых металлов

в окружающую среду и живые организмы

Среди загрязнителей биосферы, представляющих наибольший интерес для различных служб контроля ее качества, металлы (в первую очередь тяжелые, то есть имеющие атомный вес больше 40) относятся к числу важнейших. В значительной мере это связано с биологической активностью многих из них.

Источники поступления тяжелых металлов делятся на природные (выветривание горных пород и минералов, эрозийные процессы, вулканическая деятельность) и техногенные (добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание топлива, движение транспорта, деятельность сельского хозяйства). Часть техногенных выбросов, поступающих в природную среду в виде тонких аэрозолей, переносится на значительные расстояния и вызывает глобальное загрязнение. Другая часть поступает в бессточные водоемы, где тяжелые металлы накапливаются и становятся источником вторичного загрязнения, т.е. образования опасных загрязнений в ходе физико-химических процессов, идущих непосредственно в среде (например, образование из нетоксичных веществ ядовитого газа фосгена). Тяжелые металлы накапливаются в почве, особенно в верхних гумусовых горизонтах, и медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции - выдувании почв.

Период полуудаления или удаления половины от начальной концентрации составляет продолжительное время: для цинка - от 70 до 510 лет, для кадмия - от 13 до 110 лет, для меди - от 310 до 1500 лет и для свинца - от 740 до 5900 лет. В гумусовой части почвы происходит первичная трансформация попавших в нее соединений .

Тяжелые металлы обладают высокой способностью к многообразным химическим, физико-химическим и биологическим реакциям. Многие из них имеют переменную валентность и участвуют в окислительно-восстановительных процессах. Тяжелые металлы и их соединения, как и другие химические соединения, способны перемещаться и перераспределяться в средах жизни, т.е. мигрировать. Миграция соединений тяжелых металлов происходит в значительной степени в виде органо-минеральной составляющей.

К возможным источникам загрязнения биосферы тяжелыми металлами техногенного происхождения относят предприятия черной и цветной металлургии (аэрозольные выбросы, загрязняющие атмосферу, промышленные стоки, загрязняющие поверхностные воды), машиностроения (гальванические ванны меднения, никелирования, хромирования, кадмирования), заводы по переработке аккумуляторных батарей, автомобильный транспорт.

Кроме антропогенных источников загрязнения среды обитания тяжелыми металлами существуют и другие, естественные, например вулканические извержения: кадмий обнаружили сравнительно недавно в продуктах извержения вулкана Этна на острове Сицилия в Средиземном море. Увеличение концентрации металлов-токсикантов в поверхностных водах некоторых озер может происходить в результате кислотных дождей, приводящих к растворению минералов и пород, омываемых этими озерами. Все эти источники загрязнения вызывают в биосфере или ее составляющих (воздухе, воде, почвах, живых организмах) увеличение содержания металлов-загрязнителей по сравнению с естественным, так называемым фоновым уровнем .

2.1. Поступление соединений тяжелых металлов в почву

Почва является основной средой, в которую попадают тяжёлые металлы, в том числе из атмосферы с выбросами промышленных предприятий, а свинец - выхлопными газами автомобилей. Из атмосферы в почву тяжелые металлы попадают чаще всего в форме оксидов, где постепенно растворяются, переходя в гидроксиды, карбонаты или в форму обменных катионов. Почва с лужит источником вторичного загрязнения приземного воздуха и вод, попадающих из неё в Мировой океан. Из почвы тяжёлые металлы усваиваются растениями, которые затем попадают в пищу более высокоорганизованным животным.

Продолжительность пребывания загрязняющих компонентов в почве гораздо выше, чем в других частях биосферы, что приводит к изменению состава и свойств почвы как динамической системы и в конечном итоге вызывает нарушение равновесия экологических процессов.

В естественных нормальных условиях все процессы, происходящие в почвах, находятся в равновесии. Изменение состава и свойств почвы может быть вызвано природными явлениями, но наиболее часто в нарушении равновесно состоянию почвы повинен человек:

атмосферный перенос загрязняющих веществ в виде аэрозолей и пыли (тяжелые металлы);

неземное загрязнение – отвалы крупнотоннажных производств и выбросы топливно-энергетических комплексов;

растительный опад. Токсичные элементы в любом состоянии поглощаются листьями или оседают на листовой поверхности. Затем, при опадании листьев, эти соединения попадают в почву .

Определение тяжелых металлов в первую очередь проводят в почвах, расположенных в зонах экологического бедствия, на сельскохозяйственных угодьях, прилегающих к загрязнителям почв тяжелыми металлами, и на полях, предназначенных для выращивания экологически чистой продукции.

Если почвы загрязнены тяжелыми металлами и радионуклидами, то очистить их практически невозможно. Пока известен единственный путь: засеять такие почвы быстрорастущими культурами, дающими большую фитомассу. Такие культуры, извлекающие тяжелые металлы, после созревания подлежат уничтожению. На восстановление загрязненных почв требуются десятки лет.

2.2. Поступление соединений тяжелых металлов в водоемы

Ионы металлов являются непременными компонентами природных водоемов. В зависимости от условий среды (pH, окислительно-восстановительный потенциал) они существуют в разных степенях окисления и входят в состав разнообразных неорганических и металлорганических соединений. Многие металлы образуют довольно прочные комплексы с органикой; эти комплексы являются одной из важнейших форм миграции элементов в природных водах.

Тяжелые металлы как микроэлементы постоянно встречаются в естественных водоемах и органах гидробионтов. В зависимости от геохимических условий отмечаются широкие колебания их уровня .

В то же время тяжелые металлы и их соли - широко распространенные промышленные загрязнители. В водоемы они поступают как из естественных источников (горных пород, поверхностных слоев почвы и подземных вод), так и со сточными водами многих промышленных предприятий и атмосферными осадками, которые загрязняются дымовыми выбросами. Например, естественными источниками поступления свинца в поверхностные воды являются процессы растворения эндогенных (галенит) и экзогенных (англезит, церуссит и др.) минералов. Значительное повышение содержания свинца в окружающей среде (в т.ч. и в поверхностных водах) связано со сжиганием углей, применением тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в моторном топливе, с выносом в водные объекты со сточными водами рудообогатительных фабрик, некоторых металлургических заводов, химических производств, шахт и т.д.

2.3. Поступление соединений тяжелых металлов в атмосферу

Автомобильный транспорт, который работает на жидком топливе (бензине, дизельном топливе и керосине), теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и теплоэлектростанции (ТЭС) представляют собой один из основных источников загрязнения воздуха. В выхлопных выбросах автомобилей содержатся тяжёлые металлы, в том числе свинец. Более высокие концентрации свинца в атмосферном воздухе городов с крупными промышленными предприятиями.

Поступление тяжелых металлов в атмосферу, % от суммы

Источник

Тяжелый металл

Сd

Общий природный источник

26,3

29,0

4,5

81,0

Антропогенный источник

73,7

71,0

95,5

19,0

2.4. Поступление соединений тяжелых металлов в живые организмы

Растительная пища является основным источником поступления тяжелых металлов в организм человека и животных. По данным с ней поступают 40–80 % тяжелых металлов, и только 20–40 %. - с воздухом и водой. Химический состав растений, как известно, отражает элементный состав почв. Поэтому избыточное накопление тяжелых металлов растениями обусловлено, прежде всего, их высокими концентрациями в почвах. Несмотря на существенную изменчивость различных растений к накоплению тяжелых металлов, биоаккумуляция элементов имеет определенную тенденцию, позволяющую упорядочить их в несколько групп:

1) Cd,Cs, Rb - элементы интенсивного поглощения;

2) Zn, Mo, Cu, Pb, Co, As –средней степени поглощения;

3) Mn, Ni, Cr –слабого поглощения;

4) Se, Fe, Ba, Te - элементы труднодоступные растениям. Другой путь поступления тяжелых металлов в растения - некорневое поглощение из воздушных потоков.

Поступление элементов в растения через листья происходит, главным образом, путем неметаболического проникновения через кутикулу. Тяжелые металлы, поглощенные листьями, могут переносится в другие органы и ткани и включаться в обмен веществ. Свинец и кадмий относятся к высокотоксичным металлам. В придорожных растениях количество свинца резко повышено, оно в 10–100 раз выше по сравнению с растениями, растущими вдали от дорог. Большое количество кадмия обнаруживается в растения, произрастающих поблизости от автодорог. Так, например, в хвое ели обыкновенной, растущей поблизости от автодорог количество кадмия возрастает в 11–17 раз.

Поступление тяжелых металлов в растения может происходить непосредственно из воздуха с оседающей на листья и хвою пылью и транслокации из почвы: доля тяжелых металлов в составе пыли на поверхности листьев вблизи источника составляет в среднем 30% от общего содержания в них тяжелых металлов. В понижениях и с наветренной стороны эта доля может доходить до 60 %. По мере удаления от источника роль атмосферного загрязнения заметно уменьшается .

Глава III . Определение нахождения соединений тяжелых металлов в окружающей среде и их воздействие на живые организмы

Методика определения содержания ионов тяжелых металлов сводится к анализу талой воды, воды из водоема или водных вытяжек с помощью качественных реактивов.

Качественное определение ионов свинца Р b 2+

Йодид калия дает в растворе с ионами свинца характерный осадок йодида свинца желтого цвета

Ход исследования :

В опытные пробирки отливается по 1 мл воды, талой воды или водной вытяжки из каждой пробы и добавляется по 1 мл раствора КI и 1 мл 6% HNO 3. Пробирки с содержимым оставляют на сутки. При наличии ионов свинца выпадает желтый осадок при содержании свинца 60 мкг в пробе. При меньшей концентрации содержимое пробирки окрашивается в желтый цвет :

Р b 2+ + I - = Р b I 2

Качественное определение ионов железа

Общее железо

Роданид аммония NH 4 SCN или калия KSCN образуют в кислой среде с Fe 3+ роданиды железа, окрашенные в кроваво-красный цвет. В зависимости от концентрации роданид-иона могут образовываться комплексы различного состава:

Fe 3+ + SCN - = 2+

Fe 3+ + 2 SCN - = +

Fe 3+ + 3 SCN - = Fe ( SCN ) 3

К 1 мл исследуемой воды прибавить 2-3 капли раствора соляной кислоты и 2- 3 капли раствора реактива.

При содержании железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком содержании – красное.

Предельно допустимая концентрация общего железа в воде водоемов и питьевой воде 0,3 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический.

Железо (II)

Гексацианоферрат (III) калия K 3 [ Fe ( CN ) 6 ] , в кислой среде (рН ~ 3) образует с катионом Fe 2+ осадок турнбулевой сини темно-синего цвета:

3Fe 2+ + 2 3- = Fe 3 2

К 1 мл исследуемой воды добавить 2-3 капли раствора серной кислоты и 2-3 капли раствора реактива.

Железо (III)

Гексацианоферрат (II) калия K 4 [ Fe ( CN ) 6 ] в слабокислой среде с катионом Fe 3+ образует темно-синий осадок берлинской лазури:

4Fe 3+ + 3 4- = Fe 4 3

К 1 мл исследуемой воды прибавить 1-2 капли раствора соляной кислоты и 2 капли раствора реактива .

Для качественного определения ионов свинца и железа использовались следующие оборудование, реактивы и материалы.

Оборудование: весы учебные, разновесы, линейка, штатив с муфтой и лапкой, бюретка с краном, мерная пипетка на 2 мл, химические стаканы на 100 мл и 50 мл, мерный цилиндр на 100 мл, колбы круглые плоскодонные на 250 мл, резиновые пробки, воронки конические, фильтровальная бумага, штатив для пробирок, пробирки, ножницы, шпатель, палочки стеклянные, трубочки стеклянные, чашки Петри.

Реактивы: азотная кислота концентрированная (HNO 3 ), раствор йодида калия (KI ), 6%-ный раствор азотной кислоты (HNO 3 ), пероксид водорода (Н 2 О 2 ), роданид калия (раствор) (KSCN ), серная кислота (раствор) (H 2 SO 4 ), гексацианоферрат (III ) калия ( K 3 [ Fe ( CN ) 6 ]), гексацианоферрат (II ) калия ( K 4 [ Fe ( CN ) 6 ), соляная кислота (раствор) (НС l ), прокипяченная вода.

Материалы: семена кресс-салата, талломы лишайников ксантории настенной (золотянки) и пармелии бороздчатой.

3.1. Соединения тяжелых металлов в почве

3.1.1. Методика определения нахождения соединений тяжелых металлов в почве

Отобрали образцы почв (приблизительно по 100 г) в двух пунктах: возле автомобильной дороги в непосредственной близости (Приложение, рис. 1), в хвойной лесополосе вдали от дороги (Приложение, рис.2), где произрастают в основном сосны и ели, а также встречаются отдельные лиственные породы.

Подсушили почву в течение 5 дней.

Взвесили на предварительно уравновешенных весах по 10 г каждого образца почвы.

Перенесли навески в круглые плоскодонные колбы с обозначениями (образец почвы, взятой возле дороги – «п дор»; образец почвы, взятой в лесополосе – «п лес»). Налили в каждую колбу по 50 мл прокипяченной воды, добавили по 1 капле концентрированной азотной кислоты HNO 3 , взболтали в течение 5 минут. Оставили на сутки (Приложение, рис.3).

Почвенные вытяжки отфильтровали в химические стаканы с обозначениями, используя для каждой вытяжки свой фильтр (Приложение, рис. 4).

Полученные фильтраты использовали для проведения качественного определения содержания ионов свинца и железа в почве по ранее описанной методике.

3.1.2. Результаты анализа содержания соединений тяжелых

металлов в почве

Анализ проб на содержание ионов свинца в почве дал следующие результаты. В пробирке с водной вытяжкой из почвы, взятой возле дороги, явный осадок не выпал, но содержимое пробирки окрасилось в насыщенный золотисто-коричневый цвет, что говорит о довольно значительном содержании ионов свинца в данном образце почвы. В пробирке с водной вытяжкой почвы, взятой в лесополосе ни осадка, ни явного изменения цвета не отмечено (почвенная вытяжка изначально имела слабое бледно-желтое окрашивание, что можно объяснить красящим свойством содержащейся в лесной почве органики) (Приложение, рис.5, 6).

Анализ проб на содержание ионов железа в почве не дал видимых изменений: при добавлении реактивов изменение окрашивания и выпадение осадков не происходило.

3.2. Соединения тяжелых металлов в природных водах

3.2.1. Методика определения нахождения соединений тяжелых металлов в природных водах

1. Провели отбор пробы воды из водоема в чистую емкость (Приложение, рис. 7).

2. Профильтровали образец воды, взятой из озера, в химический стакан, чтобы очистить пробу от механических примесей.

3. Полученный фильтрат использовали для проведения качественного определения содержания ионов свинца и железа в воде озера по ранее описанной методике.

3.2.2. Результаты анализа содержания соединений

тяжелых металлов в природных водах

Анализ проб на содержание ионов свинца в воде дал следующий результат: явного осадка не выпало, но содержимое пробирки окрасилось в едва различимый бледно-желтый цвет (Приложение, рис.8).

Анализ проб на содержание ионов железа в воде не дал видимых результатов: при добавлении реактивов изменение окрашивания и выпадение осадков не происходило.

3.3. Соединения тяжелых металлов в атмосфере

3.3.1. Методика определения нахождения соединений тяжелых металлов в атмосфере

Снежный покров

Снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим он обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором загрязнения не только самих атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха. При образовании снежного покрова из-за процессов сухого и влажного выпадения примесей концентрация загрязняющих веществ в снегу оказывается на 2-3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе. Поэтому анализ проб снега дает результаты с высокой степенью надёжности. При отборе проб с нег нужно брать по всей глубине его отложения в отведенные для этого емкости .

Взяли посуду для взятия проб снега, сделали обозначения. Пробы снега брали в 3- местах: на обочине автомобильной дороги (Приложение, рис.9), во дворе возле дома (Приложение, рис. 10), в лесополосе (Приложение, рис.11).

Заполнили емкости снегом.

Доставили снег в учебный кабинет.

После того, как снег растаял, профильтровали талую воду с целью удаления механических примесей из образцов (Приложение, рис. 12).

Полученные фильтраты от трех образцов использовали для проведения качественного определения содержания ионов свинца и железа в снегу (а, значит, и в атмосфере) по ранее описанной методике (Приложение, рис. 13, 14).

Лишайники

Чувствительность лишайников к атмосферному загрязнению отмечена давно. Лишайники способны аккумулировать из окружающей среды элементы в количествах, намного превосходящих их физиологические потребности. Отсутствие специальных органов водо- и газообмена и крайне низкая способность к авторегуляции приводят к высокой степени соответствия химического состава лишайников и окружающей их среды. Это качество определило широкое использование лишайников как аккумулятивных биоиндикаторов загрязнения среды тяжелыми металлами. Установлено, что Co, Ni, Mo, Au присутствуют в лишайниках в тех же концентрациях, что и в высших растениях, а содержание Zn, Cd, Sn, Pb намного выше .

Для качественного определения содержания ионов тяжелых металлов пользовались методикой:

Сбор лишайников производили с березы повислой (Betula pendula ) и ивы козьей (Salix caprea ) на высоте от 0,5 до 1 метра.

Образцы лишайников по возможности брались без коры, в случае невозможности отделения таллома от коры срезались вместе с ней.

Для анализа были собраны талломы лишайников ксантории настенной и пармелии бороздчатой, также проведена визуальная оценка состояния талломов во время сбора.

Отбор образцов производили в двух местах: на деревьях возле автомобильной дороги (Приложение, рис. 15, 16) и на деревьях, произрастающих в лесополосе (Приложение, рис.17).

Лишайники одного вида, собранные с одного дерева, помещались в общий пакет с обозначениями (Приложение, рис.18).

В кабинете взвесили на весах по 25 г талломов лишайников каждого вида из каждой пробы, измельчили их.

В круглые плоскодонные колбы поместили по две навески талломов лишайников обоих видов (ксантория + пармелия для каждого места отбора пробы), прилили по 50 мл прокипяченной воды в каждую колбу, добавили по 1 капле концентрированной азотной кислоты, взболтали в течение 5 минут, оставили на сутки (Приложение, рис.3).

Затем профильтровали водную вытяжку, использовали полученные фильтраты для проведения качественного определения содержания ионов свинца и железа в талломах лишайников (а, значит, и в атмосфере) по ранее описанной методике.

3.3.2. Результаты анализа содержания соединений

тяжелых металлов в атмосфере

Снежный покров

Анализ проб на содержание ионов свинца в снеге дал следующие результаты. В пробирке с фильтратом талой воды из снега, взятого на обочине дороги (проба №3), явный осадок не выпал, но содержимое пробирки окрасилось в яркий золотистый цвет, что говорит о значительном содержании ионов свинца в данном образце снега. В пробирке с фильтратом талой воды из снега, взятого в лесополосе вдали от дороги (проба №2), осадок не выпал, содержимое пробирки приобрело слабое бледно-желтое окрашивание. В пробирке с фильтратом талой воды из снега, взятого на заднем дворе возле дома (проба №1), осадок не выпал, содержимое пробирки окрасилось в бледно-желтый цвет (Приложение, рис. 8).

Анализ проб на содержание ионов железа в снеге не дал видимых результатов: при добавлении реактивов изменение окрашивания и выпадение осадков не происходило.

Лишайники

При визуальной оценке состояния талломов лишайников ксантории настенной и пармелии бороздчатой было отмечено некоторое угнетение общего состояния слоевищ лишайников, произрастающих на деревьях возле дороги: слоевища небольших размеров, несколько утолщенные, слабо прослеживается их листоватый характер, слоевища прочно прикреплены к коре деревьев (Приложение, рис.19). Все это свидетельствует о наличии в атмосфере района исследования (придорожная зона) веществ, негативно воздействующих на живые организмы – лишайники.

Анализ проб на содержание ионов свинца в талломах лишайников дал следующие результаты. В пробирке с водной вытяжкой из талломов лишайников, собранных с деревьев возле автомобильной дороги, осадок не выпал, но содержимое пробирки окрасилось в слабо различимый бледно-желтый цвет, что говорит о содержащихся в атмосфере ионах свинца и об их накоплении в талломах лишайников. В пробирке с водной вытяжкой из талломов лишайников, собранных с деревьев в лесополосе вдали от автомобильной дороги, осадок не выпал, изменение цвета отмечено не было (Приложение, рис. 6).

Анализ проб на содержание ионов железа в талломах лишайников не дал видимых результатов: при добавлении реактивов изменение окрашивания и выпадение осадков не происходило.

Общий вывод: анализируя результаты, полученные во всех вариантах опытов (содержание ионов свинца в почве, воде, снеге и лишайниках), делаем заключение, что ионы свинца содержатся в окружающей среде. Притом содержание ионов свинца тем больше, чем ближе территория взятия пробы к местам с высокой активностью деятельности человека (в нашем случае – автомобильная дорога), что, прежде всего, объясняется поступлением ионов свинца в окружающую среду в составе выхлопных газов автотранспорта. Отрицательный результат проб на содержание ионов железа во всех вариантах опытов, скорее всего, связан не с полным отсутствием железа в окружающей среде, а с его очень малым содержанием, которое невозможно определить методами, нами используемыми, и имеющимися в лаборатории реактивами.

3.4. Соединения тяжелых металлов и живые организмы

3.4.1. Методика определения воздействия соединений тяжелых металлов на организмы

В качестве тест-организма мы использовали кресс-салат (Приложение, рис. 20).

Кресс-салат – однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью.

Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям. Задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней.

Кресс-салат как биоиндикатор удобен еще и тем, что действие стрессов можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади рабочего места. Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс- салата прорастают уже на второй – третий день .

Для определения воздействия ионов тяжелых металлов на живые организмы (кресс-салат) нами были взяты образцы талой воды, пробы которых уже были проанализированы на содержание ионов свинца и железа с использованием качественных реактивов.

На дно чашек Петри поместили круги, вырезанные из фильтровальной бумаги по размеру чашек Петри; чашки Петри пронумеровали.

В каждую чашку Петри прилили по 3 мл талой воды соответствующего образца (фильтровальная бумага была смочена полностью) (Приложение, рис. 21).

На фильтровальную бумагу поместили семена кресс-салата (по 20 штук в каждую чашку Петри), накрыли крышками (Приложение, рис. 22, 23).

Через 3 дня провели морфометрическую оценку проростков салата (измерили длины корешков) (Приложение, рис. 24, 25).

Данные занесли в таблицу, нашли среднее значение длин корней по каждому варианту, сделали выводы

3.4.2. Результаты определения воздействия соединений

тяжелых металлов на живые организмы

Морфометрические показатели проростков кресс-салата

(длина корешков в мм)

п/п

Проба №1 (снег со двора)

Проба №2 (снег из лесополосы)

Проба №3 (снег с автодороги)

СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ

44,74

56,24

22,4

Выводы: ионы свинца, содержащиеся в талой воде, оказывают угнетающее воздействие на процессы жизнедеятельности организмов, негативное воздействие тем больше, чем выше содержание ионов свинца в талой воде. Это следует из полученных результатов. В варианте опыта №3 (дорога) (Приложение, рис.26) явно отмечаются морфометрические изменения: резко уменьшается длина корней – на 20мм и более по средним показателям. Кроме этого всхожесть составила 90%. В вариантах опытов №1(двор) (Приложение, рис. 27) и №2 (лесополоса) (Приложение, рис. 28) всхожесть составила 95% и 85% соответственно. Такой количественный разброс по всхожести в вариантах №1 и №2 может быть связан с общей всхожестью посевного материала (фактор случайности) и относительно малой выборкой. Меньшее значение средней длины корней в варианте №1 в сравнении с вариантом №2 объясняется большим наличием в талой воде ионов свинца. Негативное воздействие ионов свинца на живые организмы в ходе опыта точно установлено.

Заключение

Окружающая среда – дом для живых организмов, она же обеспечивает организмы и всеми веществами, необходимыми для нормальной жизнедеятельности. В то же время живые организмы поглощают из среды обитания не только то, что им необходимо, происходит совместное поглощение целого комплекса веществ и элементов, где некоторые не только не полезны, но и оказывают угнетающее, отравляющее воздействие на организмы, среди таких веществ особое место занимают соединения тяжелых металлов. Но обычно естественный фон тяжелых металлов в окружающей среде бывает довольно низким, следовательно, и негативное воздействие их соединений на растения и животных незначительно.

В последнее же время окружающая среда испытывает очень сильное воздействие со стороны человека, который негативным образом влияет на ее состояние, приводит к сильному загрязнению.

В ходе нашего исследования было установлено, что степень антропогенного воздействия на окружающую среду в области загрязнения ее соединениями тяжелых металлов велико. Ионы тяжелого металла свинца присутствуют в окружающей среде района исследования, причем содержание их возрастает при приближении к территориям с высокой степенью антропогенного воздействия – вблизи автомобильных дорог района исследования. На удалении от автодорог концентрация ионов металлов уменьшается, но, тем не менее, содержание соединений тяжелых металлов будет выше естественного фона, потому что загрязнение распространяется на большие территории с движущимися воздушными массами, с потоками подземных и поверхностных вод, с осадками. Отрицательные пробы на присутствие ионов железа вовсе не означают его отсутствие; в сельской местности источников его поступления в окружающую среду практически нет, поэтому и содержание ионов железа крайне мало для установления его присутствия. Было также установлено, что ионы тяжелых металлов оказывают общее угнетающее воздействие на процессы роста и развития живых организмов при сравнительно низких концентрациях.

Практическая значимость работы заключается в том, что полученные результаты можно использовать: при проведении классных часов, внеклассных мероприятий и занятий, посвященных проблемам экологического состояния окружающей среды (в частности – района исследования); при разработке буклетов на тему «Окружающая среда и проблема ее загрязнения соединениями тяжелых металлов», для информирования населения (в том числе установка знака возле водоема «Ловля рыбы запрещена!»). Практические результаты исследовательской работы могут быть использованы при написании статьи в газету для освещения проблемы загрязнения окружающей среды.

Список литературы

Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие. М.: АГАР, 2006. 38 с.

Мансурова С.Е. «Следим за окружающей средой нашего города », М., «Владос», 2001 г.

Муравьев А.Г., Пугал Н.А., Лаврова В.Н. Экологический практикум: Учебное пособие с комплектом карт-инструкций / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьева. – 2-е изд., испр. – СПб.: Крисмас+, 2012. – 176 с.: ил.

Тяжелые металлы как фактор экологической опасности: Методические указания к самостоятельной работе по экологии для студентов 3 курса дневной формы обучения / Составитель: Ю.А.Холопов. – Самара: СамГАПС, 2003.

Приложение

Рис.1. Отбор пробы почвы с обочины дороги

Рис.2. Отбор пробы почвы в лесополосе

Рис.3. Получение водных вытяжек из почвы и из талломов лишайников

Рис.4. Получение фильтрата почвенной вытяжки

Рис.5. Фильтраты почвенных вытяжек

Рис.6. Результаты обнаружения ионов свинца в водных вытяжках из талломов лишайников и из почвы

Рис.7. Отбор пробы воды из озера

Рис.8. Результаты обнаружения ионов свинца в талой воде и воде из озера

Рис.9. Отбор образца снега с обочины дороги

Рис.10. Отбор образца снега во дворе возле дома

Рис.11. Отбор образца снега в лесополосе

Рис.12. Получение фильтрата талой воды

Рис.13. Отмеривание образца талой воды из бюретки в опытную пробирку

Рис.14. Отбор нужного количества реактива в мерную пипетку

Рис.15. Сбор лишайника пармелии бороздчатой возле дороги

Рис.16. Сбор лишайника ксантории настенной возле дороги

Рис. 17. Сбор лишайника пармелии бороздчатой в лесополосе

Рис.18. Собранные образцы талломов лишайников

Рис.19. Лишайники на стволе березы, произрастающей возле дороги

Рис.20. Тест-организм – кресс-салат

Рис.21. Подготовка к посеву семян

Рис.22. Посев семян кресс-салата

Рис.23. Семена кресс-салата в чашках Петри

Рис.24. Измерение длин корней проростков кресс-салата

Рис.25. Измерение длины корня проростка кресс-салата

Рис.26. Проростки кресс-салата

(опытный вариант – снег, взятый возле автодороги)

Рис.27. Проростки кресс-салата

(опытный вариант – снег, взятый во дворе дома)

Рис.28. Проростки кресс-салата

(опытный вариант – снег, взятый в лесополосе)

Урок – практикум

(проектная деятельность учащихся 9 класса на обобщающем уроке химии при изучении элементов - металлов)

«Изучение содержания ионов свинца в почве и растительных пробах села Слободчики и его воздействие на организм человека».

Подготовила и провела

учитель биологии, химии

Сивоха Наталья Геннадьевна

Цель урока:

Показать влияние тяжёлых металлов на здоровье человека на примере свинца и изучить экологическую обстановку села Слободчики путём определения ионов свинца в почве и растительных пробах.

Задачи урока:

Обобщить полученные знания о тяжёлых металлах. Более подробно познакомить учащихся со свинцом, его биологической ролью и токсическим воздействием на организм человека;

Расширить знания учащихся о взаимосвязи применения металла свинца и путей поступления его в организм человека;

Показать тесную взаимосвязь биологии, химии и экологии, как предметов дополняющих друг друга;

Воспитание бережного отношения к своему здоровью;

Привитие интереса к изучаемому предмету.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентации мини-проектов выполненных обучающимися, штатив с пробирками, стеклянная палочка, воронка с фильтром, химические стаканы на 50 мл, фильтровальная бумага, измерительный цилиндр, весы с гирями, фильтровальная бумага, ножницы, спиртовка или лабораторная плитка.

Реактивы: этиловый спирт, вода, 5% раствор сульфида натрия, иодид калия, пробы почвы, пробы растительности приготовленные учителем.

Почему группу элементов называют «тяжёлые металлы»? (все эти металлы имеют большую массу)
Какие элементы относятся к тяжёлым металлам? (железо, свинец, кобальт, марганец, никель, ртуть, цинк, кадмий, олово, медь, марганец)
Какое воздействие на организм человека оказывают тяжёлые металлы?

В Древнем Риме, знатные люди пользовались водопроводом, изготовленным из свинцовых труб. Расплавленным свинцом заливали места стыков каменных блоков и труб водопровода (недаром в английском языке слово plumber означает «водопроводчик»). Кроме этого, рабы пользовались дешевой деревянной посудой и пили воду прямо из колодцев, а рабовладельцы – из дорогих свинцовых сосудов. Продолжительность жизни богатых римлян была намного меньше, чем рабов. Учёные высказали предположение, что причиной ранней смерти было свинцовое отравление от воды, используемой для приготовления пищи. Однако эта история имеет продолжение. В штате Виргиния (США) исследовали захоронения тех лет. Оказалось, что на самом деле скелеты рабовладельцев содержат значительно больше свинца, чем кости рабов. Свинец был известен за 6-7 тыс. лет до н. э. народам Месопотамии, Египта и других стран древнего мира. Он служил для изготовления статуй, предметов домашнего обихода, табличек для письма. Алхимики называли свинец сатурном и обозначали его знаком этой планеты. Соединения свинца - "свинцовая зола" PbO, свинцовые белила 2PbCO3 Pb (OH)2 применялись в Древней Греции и Риме как составные части лекарств и красок. Когда было изобретено огнестрельное оружие, свинец начали применять как материал для пуль. Ядовитость свинца отметили ещё в 1 в. н. э. греческий врач Диоскорид и Плиний Старший.

Объём современного производства свинца составляет более 2,5 млн. тонн в год. В результате производственной деятельности в природные воды ежегодно попадает более 500-600 тыс. тонн свинца, а через атмосферу на поверхность Земли оседает около 400 тыс. тонн. До 90% от общего количества выброса свинца принадлежит к продуктам сгорания бензина с примесью свинцовых соединений. Основная его часть попадает в воздух с выхлопными газами автотранспорта, меньшая – при сжигании каменного угля. Из около почвенного слоя воздуха происходит оседание свинца в почву и поступление его в воду. Содержание свинца в дождевой и снеговой воде колеблется от 1,6 мкг/л в районах удалённых от промышленных центров, до 250-350 мкг/л в крупных городах. Через корневую систему он транспортируется в наземную часть растений. В 23 м от дороги с напряжённостью движения до 69 тыс. автомобилей в день растения фасоли накапливали до 93 мг свинца на 1 кг сухого веса, а в 53 м – 83 мг. Кукуруза, растущая в 23 м от дороги, накапливала в 2 раза больше свинца, чем 53 м. Где сеть дорог очень густая, в ботве кормовой свеклы обнаружено 70 мг свинца на 1 кг сухого вещества, а в собранном сене – 90 мг. С растительной пищей свинец попадает в организм животных. Содержание свинца в различных продуктах (в мкг); свиное мясо – 15, хлеб и овощи – 20, фрукты – 15. С растительной и животной пищей свинец попадает в организм человека, оседая до 80% в скелете, а также во внутренних органах. Человек, представляющий одно из последних звеньев пищевой цепи, испытывает на себе наибольшую опасность нейротоксического воздействия тяжёлых металлов.

Определение ионов свинца в растительных пробах.

Цель работы: определить наличие ионов в растительных пробах.

Приборы: два химических стакана по 50 мл, измерительный цилиндр, весы с гирями, стеклянная палочка, воронка, фильтровальная бумага, ножницы, спиртовка или лабораторная плитка.

Реактивы: этиловый спирт, вода, 5% раствор сульфида натрия

Методика исследования.

1. Взвесить по 100 гр. растений, желательно одного вида, для более точногорезультата (подорожник), на разной удалённости друг от друга.

2. Тщательно измельчить, к каждой пробе добавить по 50 мл. смеси этилового спирта и воды, перемешать, чтобы соединения свинца перешли в раствор.

3. Отфильтровать и упарить до 10 мл. Полученный раствор добавлять по каплям в свежеприготовленный 5%-ный раствор сульфида натрия.

4. При наличии в экстракте ионов свинца, появится чёрный осадок.

Определение ионов свинца в почве.

Цель работы: определить наличие ионов свинца в почве.

Приборы: два химических стакана по 50 мл, измерительный цилиндр, весы с гирями, стеклянная палочка, воронка, фильтровальная бумага.

Реактивы: иодид калия, вода.

Методика исследования:

1.Взвесить 2 г почвы, высыпать ее в химический стакан. Затем, залив 4 мл воды, хорошо размешать стеклянной палочкой.

2.Полученную смесь профильтровать.

3. К фильтрату добавить 1 мл 5% иодида калия. При взаимодействии иона свинца с иодидом калия образуется желтый осадок.

РЬ +2 + 2 I - = Р bI 2 (желтый осадок)

4.Опустить край полоски фильтровальной бумаги размером 1 см в полученный раствор. Когда вещество поднимется до середины бумаги, её вынуть и положить сушить. На высохшей фильтровальной бумаге ясно обозначится след осадка. Со временем (через 3-5 дней) жёлтая окраска иодида свинца проявится ярче.

Дата создания: 2013/12/30

В настоящее время вопрос об очистке воды и качестве бытовых фильтров волнует многих людей.

Исследование качества питьевой воды

Для исследования были взяты образцы воды водопроводной и прошедшей очистку с помощью бытовых фильтров Аквафор (кувшин), Аквафор (кран), Барьер (кувшин). Изучались показатели: водородный показатель рН, содержание ионов цинка (II), меди (II), железа (III), жёсткость воды.

Водородный показатель рН

В пробирку наливается 5 мл исследуемой воды, рН определяется с помощью универсального индикатора, по шкале оценивается величина рН:

Розово-оранжевая - рН=5;
Светло-желтая - pH=6;
Светло-зелёная - рН=7;
Зеленовато-голубая - рН=8.

Отфильтрованная вода имеет слабокислую реакцию среды, а среда воды нефильтрованной близка к нейтральной.

Определение ионов железа

К 10 мл исследуемой воды прибавляли 1-2 капли HCl (1:2) и 0,2 мл (4 капли) 50%-го раствора роданида калия KNCS. Перемешивается и проводятся наблюдения за развитием окраски. Этот метод чувствителен, можно определить до 0,02 мг/л ионов железа.

Fe3+ + 3NCS- = Fe(NCS)3

Отсутствие окраски - менее 0,05;
Едва заметное желтовато-розовое - от 0,05 до 0,1;
Слабое желтовато-розовое - от 0,1 до 0,5;
Желтовато-розовое - от 0,5 до 1,0;
Желтовато-красное - от 1,0 до 2,5;
Ярко-красное более 2,5.

Наибольшая концентрация ионов железа (III) - в нефильтрованной воде.

Определение иона свинца (качественное)

Иодид калия дает в растворе с ионами свинца характерный осадок PbI2. К испытуемому раствору прибавляется немного KI, после чего, добавив CH3COOH, нагревается содержимое пробирки до полного растворения первоначально выпавшего мало характерного желтого осадка PbI2. Охлаждается полученный раствор под краном, при этом PbI2 выпадает снова, но уже в виде красивых золотистых кристаллов Pb2+ +2I- = PbI2. Вода, прошедшая очистку и нефильтрованная, не содержат ионы свинца (II).

Определение иона меди (качественное)

В фарфоровую чашку помещается 5 мл исследуемой воды, выпаривается досуха, затем прибавляется 1 капля концентрированного (25%) раствора аммиака. Появление интенсивного синего цвета свидетельствует о наличии ионов меди. 2Сu2+ +4NH4ОН = 22+ +4H2O

Определение жёсткости воды

В коническую колбу на 250 мл вносится 100 мл исследуемой воды, прибавляется 5 мл аммиачного буферного раствора и на кончике шпателя вносится индикатор (эриохром черный). Затем следует раствор перемешать и медленно титровать 0,05 н раствором трилона Б до изменения окраски индикатора от вишневой до синей.

Приготовление индикатора эриохрома черного (сухого): для этого 0, 25 г индикатора смешивают с 50 г сухого хлорида натрия, предварительно тщательно растертого в ступке.

Приготовление буферного раствора: 10 г хлористого аммония (NH4Cl) растворяют в дистиллированной воде, добавляют 50см3 25 %-ного раствора аммиака и доводят до 500 см3 дистиллированной водой.

Приготовление 0,05 н раствора трилона Б: 9, 31 г трилона Б растворяют в дистиллированной воде и доводят до 1 дм3. Раствор устойчив в течение нескольких месяцев.

Расчет общей жесткость производят по формуле:

Ж мг-экв/л = (Vмл*N г-экв/л*1000мг-экв/г экв) / V1мл,

где: V - объем раствора трилона "Б", пошедшего на титрование, мл.

N - нормальность раствора трилона "Б" г-экв/л.

V1- объем исследуемого раствора, взятого для титрования, мл.

При оценке жёсткости воды её характеризуют следующим образом:

очень мягкая - до 1,5 мг-экв/л;
мягкая - от 1,5 до 4 мг-экв/л;
средней жёсткости - от 4 до 8 мг-экв/л;
жесткая - от 8 до 12 мг-экв/л;
очень жесткая - более 12 мг-экв/л.

Водопроводная вода является жёсткой, вода, прошедшая очистку на фильтре Барьер, обладает средней жёсткостью, вода прошедшая очистку на фильтре Аквафор (кувшин и кран), мягкая и средней жёсткости.

Может ли вода приносить вред здоровью? В водопроводной воде могут содержаться очень опасные и даже ядовитые вещества, что водоочистные станции изношены, что вода, перед тем, как попасть в дом, должна проделать большой путь по старым водопроводным трубам, где она загрязняется солями тяжёлых металлов и неорганическим железом (ржавчиной). Потребность в чистой воде постоянно увеличивается, а исходная вода, попадающая на очистные станции, год от года становится все грязнее. После очистки вода становится пригодной для питья, но пахнет хлоркой. Концентрация хлора не являются опасными для здорового человека, но для некоторых категорий больных людей присутствие хлора даже в небольших концентрациях очень ухудшает самочувствие. Всё это неблагоприятно сказывается на здоровье человека. Фильтры для очистки воды в домашних условиях применять необходимо. Качество очищенной в домашних условиях воды лучше, чем качество воды из-под крана. С помощью бытовых фильтров можно очистить воду, которая содержит не только механические частицы (песок, ржавчина и т.п.), но и различные органические и неорганические соединения, опасные для здоровья. Вода, прошедшая очистку через фильтр становится менее жёсткой.

Фильтры полностью удаляют из воды хлор, который убивает бактерии и играет роль «консерванта». Но употреблять очищенную воду надо как можно быстрее после фильтрации, ведь в воде, лишенной «консерванта», бактерии начинают размножаться в приятной для них чистой и теплой среде (воде) особенно быстро.

Итак, что такое вода? Вопрос далеко не простой… Однозначно можно сказать лишь то, что вода - самое уникальное вещество на земле, от которого зависит состояние здоровья.

Определения рН исследуемой воды: