Табиғи орта жағдайын бақылау «Мониторинг принциптері және типтері»

«Мониторинг принциптері және типтері» пәні бойынша «Экология» мамандығының күндізгі бөлімінде оқитын студенттер үшін зертханалық практикум

Павлодар

УДК 504.064.36(07)

Б 23
С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университетінің ғылыми ғалымдар кеңесімен ұсынылған

С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университетінің экология кафедрасының б.ғ.докторы, профессор Ұ.Қаманұлы.

принциптері және типтері» пәні бойынша «Экология»

мамандығының күндізгі бөлімінде оқитын студенттер

үшін зертханалық практикум. – Павлодар, 2007 . – 97 б.

УДК 504.064.36(07)

ББК 20.1я 7

© Буркитбаева У.Д., Калиева А.А., 2007

© С. Торайғыров атындағы Павлодар

мемлекеттік университеті, 2007

Әдістемелік нұсқаудың мақсаты – студенттерді табиғи ортаның және тамақ өнімдерінің сапасына баға берудегі әртүрлі бақылау әдістерімен таныстыру.

Зертханалық жұмыстарды орныдауға арналған әдістемелік нұсқау күндізгі және сырттай оқу бөлімдері бойынша негізінен биологиялық мамандықтарға оқитын студенттер үшін арналған және типтік бағдарламаға және пәннің жұмыс бағдарламасына сәйкес құрастырылған.

Зертханалық жұмысты орындауды төмендегідей қауіпсіздік техникасының ережелерін (ҚТЕ) сақтау қажет:

1. 
   химикаттарды және ерітінділерді сілеймелі қабаттарға,
   

2. 
   тағам (ішімдік) ретінде пайдаланбау;
   
3. 
   өткір иісті және ұсақ кристалды (шаң түзетін) химикаттармен де алмау;
   
4. 
   химикаттардың саңылаусыз оралымына және
   

1. 
   Су объектілерінің экологиялық жағдайын бағалау
   

Төменгі атмосфералық қысымда буландыру, мұздату, вакуумды қайнату жолымен негізгі компонентті кәдімгі жою мүмкіндігінің арқасында, су, анализдің қарапайым объектісі ретінде көрінеді. Бірақ құрамында элементтік позициясы жағынан су – элементтер арасындағы әсерге байланысты, бір-бірінен он мың есе айырмашылығы бар мәселе тудыратын, құрамына әртүрлі концентрациялы элементтер кіретін, өте күрделі жүйе. Мысалы, Ca, Mg, Na және K (0,001 – 0,01%) микроэлементтердің концентрациясы Ba, Zn және B микроэлементтердің концентрациясынан 100 есе үлкен болады; As, Cr, Pb, Cu, Mn – 1000 есе; V, Ni, Se, Hg және т. б. 10 000 – 100 000 есе, және де табиғаты әртүрлі сулар үшін элементтердің арақатынасы елеулі түрде ерекшеленуі мүмкін.

Ауыз су, содан кейін ақаба суларды алудың көздері тұщы (жер асты және жер беті) табиғи сулар болып табылады. Ауыз сулар алдын ала тазарту процесі кезінде, элементтік құрамы өзгермей, тотықтырылған өнімдермен элементарлы хлормен, озонмен немесе фторлы агенттерімен байытылуы мүмкін.

Ақаба сулардың құрамын сапалық деңгейде болжауға қиын, элементтік және заттық құрамы жағынан өте күрделі жүйені құрайды. Олар шаруашылық түрлерінің әрекетіне тәуелді, спецификалық қасиеттерге ие, табиғаты органикалық және бейорганикалық компоненттермен ластанады.

Табиғи сулардың негізгі қасиеттерінің бірі элементтердің көптүрлілігі болып табылады. Табиғи сулардағы элементтердің жағдайы – органикалық және бейорганикалық заттардың күрделі өзара әрекетінің нәтижесіне байланысты.

Табиғи, ауыз су, ақаба суларының бірден бір анализ мәселесі іріктеу техникасына, консервациясына, үлгілердің сақталуына және тасымалдануына ерекше талаптар қойылатын құрамның динамикалық сипаты болып табылады.

2. 
   Су сапасының мониторингі
   

• 
  жер үсті суларының ластану деңгейін физикалық, химиялық, гидрологиялық және гидробиологиялық көрсеткіштері бойынша бақылау;
  
• 
  арнайы міндеттерді шешу үшін арналған бақылау;
  

1. 
   су нысандарында немесе олардың бөліктерінде алдын-ала бақылау және зерттеу жүргізу;
   
2. 
   алдын-ала таңдалып алынған пункттердегі су объектілеріне жүйелі түрде бақылау жүргізу, яғни:су сапасы туралы мәліметтерді жекелеген бөліктерден жүйелі алу және белгілі бір мезгіл немесе кеңістікте алынған мәлімет; шаруашылық ұйымдарды, сонымен қатар, қызығушылығы бар мекемелерді жүйелі ақпараттармен және су көздеріндегі немесе суаттардағы су сапасы, гидрохимиялық режимнің өзгеріс болжамымен таныстырып, су ластануының тез өзгерісі туралы төтенше ақпараттармен қамтамасыз ету.
   

• 
  өзін-өзі тазарту процессінің негізгі заңдылықтарын бекіту;
  
• 
  су түбінде жиналған ластаушы заттардың су сапасына тигізетін
  

• 
  суаттардағы химиялық заттардың балансын құрастыру;
  
• 
  коллекторлы –дренажды сулар арқылы химиялық заттардың
  

Су сапасын бақылау құрал-жабдықты база және бақылау жүргізу үшін участок таңдаудан басталады. Су сапасын бақылаудың мақсаты- біріншілік мәліметтердің аса жоғары стандартын қамтамасыз ету. Бақылаудың жақсы сапасын қамтамасыз ету үшін суды жинау немесе су үлгісін алу бойынша жұмыстарды дұрыс ұйымдастыру қажет.

Гидроэкожүйелер сапасының мониторингі мақсатқа сай басқарудың бұрынғы Жалпы мемлекеттік жүйеде, адам үшін, сонымен қатар биота үшін қауіп тудыратын суды тұтыну орындарындағы бақылау пунктерінде жүргізіледі.

Бақылаудың негізін кешенділік, жүйелілік, гидрологиялық жағдайлардың сипаттарымен келісе оларды жүргізу мерзімін анықтау құрайды.

Су ресурстарының сапасына кешенді баға стандарттық әдістемелік ұсыныстар негізінде беріледі.

«Қазақстан республикасының жер үсті суларын қорғау ережелері» құжатының 2.2 пунктіне сәйкес, елді мекендерінің шегінде орналасқан суаттардағы су сапасын бағалауда тұрмыстық-мәдени мақсатындағы суаттар үшін бекітілген шекті–рауалы концентрацияны (ары қарай ШРК) қолдану керек.

Су объектілерінің сапасын бағалауда үнемі қолданылатын көрсеткіштер категориясына су ластануының гидрохимиялық гидробиологиялық индексі жатады.

статистикалық жіктемесіне сәйкес су объектілерінің жағдайларына әртүрлі әсер етуіне байланысты судың сапасы көрсеткіштердің 7 тобы бойынша анықталады (1.1 кесте), одан кейін судың жіктемелік класын анықтайды.

Су ластануының класы	Сипаттама	Су ластануының индексі
1	өте таза
2	таза	> 0,3 – 1
3	Қалыпты ластанған	> 1- 2,5
4	ластанған	> 2,5 – 4
5	лас	4 – 6
6	өте лас	> 6 – 10
7	Шамадан тыс лас	>10

Әр жекелеген ингредиент бойынша шекті-рауалы концентрация (ары қарай ШРК) бекітумен ластаушы заттардың концентрациясын салыстыруға негізделген бағалаудың қолданыстағы жүйесі заттардың біріккен әсерінің эффектілігін ескермейді.

3. 
   Су объектілерінің ластануын нормалау
   

Экологиялық стандарт қоршаған ортаға шекті рауалы нормаларын белгілейді. Егер де осы экологиялық регламенттер негізінде есептелген және құқықтық статус алған антропогендік жүктеме шамасы белгіленген мөлшерден асатын болса, адам денсаулығына қауіп төнуі, ал өсімдіктер мен жануарлар әлемін құртатын әсер орын алуы мүмкін. Осы нормалар сақталған жағдайда экожүйелердің тозуы болмайды, биологиялық алуантүрлілік пен халықтың экологиялық қауіпсіздігі сақталады.

Қоршаған табиғи орта сапасының барлық нормативтері үш түрге бөлінеді: санитарлық-гигиеналық, экологиялық (өндірістік-шаруашылық) және қосалқы.

Санитарлық-гигиеналық нормаларға – адамды қоршаған ортаның санитарлық-гигиеналық жағдайларының және сапасының көрсеткіштері. Санитарлық-гигиеналық нормативтерге зиянды заттардың (химиялық, биологиялық) шекті рауалы концентациясы немесе шекті рауалы мөлшері, физикалық әсерлер, санитарлық қорғау аймағы, радияциялық әсерлердің шекті рауалы деңгейі жатады.

Екінші нормативтер тобына экологиялық норматив –экологиялық регламенттер негізінде есептелген және құқықтық статус алған антропогендік жүктеме шамалары жатады.

Қосалқы нормалар мен ережелердің негізгі мақсаты қолданылатын терминдерді, ұйымдастыру құрылымдарының және экологиялық қатынасты заң тәртібімен реттеу бірлігінде беріледі. Қоршаған табиғи ортаны сипаттайтын сапа нормативтерін топтастыру үлгісі 1.2 кестеде берілген.
1.2 Кесте - Қоршаған табиғи ортаны сипаттайтын сапа нормативтерін топтастыру

Қоршаған табиғи ортаның сапалық нормативтері
Санитарлық-гигиеналық	Экологиялық	Қосалқы
Зиянды химиялық заттардың ШРК Физикалық әсердің ШМК Биологиялық заттардың ШМК Радиацияның ШРД Тағам өнімдеріндегі химиялық заттардың ШРК Санитарлық сақтау белдемінің нормативтері	Шығарынды мен төгіндінің нормативтері Шу мен вибрацияның нормативтері Биологиялық ластанудың нормативтері Радиация нормативтері Шаруашылықта химиялық заттарды қолдану нормативтері Құрылыстық, қала құрылысының ережелері	Терминология нормативтері Ұйымдастырушылық нормативтер Заңдылық нормативтер

Қазақстан республикасының «Қоршаған табиғи ортаны қорғау» заңына сәйкес, осы нормативтер тобына зиянды заттардың шекті рауалы концентрациялары нормативтерін, радиация, шу, вибрация, магнит өрістері әсерінің шекті рауалы деңгейлері (ШРД) нормативтерін, зиянды заттардың тағамдық өнімдердегі шекті рауалы қалдық мөлшерлер (көкөністегі нитрат, ауыз судағы тұздар) нормативтерін жатқызады.

Зиянды заттар үшін биосфераның әр компонентіне арнайы белгіленген ШРК-ның шамалары бар.

Сулы орта немесе су объектілері:

- ШРК_с – шаруашылық ауыз су мен мәдени-тұрмыстық

жағдайға қолданатын су қоймаларындағы заттардың шекті рауалы концентрациясы, мг/л. Бұл концентрация адамның бүкіл ғұмыры ішінде оның мүшелеріне тікелей немесе жанама әсерін тигізбеуі, сонымен қатар келесі ұрпақтардың денсаулығына және қолданатын судың гигиеналық жағдайын да төментетпеуі қажет;

• 
  ШРК _б.с- балық шаруашылығында қолданылатын суаттардың
  

Судың интегралдық көрсеткіштері:

ОБҚ/ОХҚ қатынастарына қарай отырып, заттардың биохимиялық тотығуының тиімділігін айтады.

Су обьектілеріндегі судың құрамы мен қасиеті өзен жармасындағы немесе ақпайтын су қоймаларындағы су алатын нүктеден радиусы 1 км-дей жердегі нормативтерге сәйкес болц тиіс.

Заттардың ШРК-ның шамасы әртүрлі болады, ол суды қолдану категориясының түріне байланысты келеді. Мысалы шаруашылық- ауыз су және мәдени-тұрмыстық жағдайға қолданылатын су обьектілерінің суында хлорорганикалық қосылыстың –гексахлоранның мөлшері 0,1 мг/л шамасында болуға рұқсат беріледі, ал балық шаруашылығына тұтынатын суларына бұл зат мүлдем болмауы тиіс.

Бір заттар организмнің ішіне түскенде ғана қолайсыз әсер тигізсе, екіншілері сырттай байланысқанның өзінде зиянды әсерін тигізеді, осыған байланысты іс-жүзінде әртүрлі шектеулер қолданылады. Мысалы, санитарлық шектеулерге сәйкес бір заттың суда болуы шомылу мен жуынуды шектейді, ал санитарлық-гтгтеналық шектеу басқа заттардың болуына қарай оны ішуге және тамақ пісіруге лимиттейді. Сондықтан, ШРК-мен қатар су обьектілеріне басқа шектеу нормативі – зияндылықты лимиттеу көрсеткіші (ЗЛК) қолданылады. Ол суды сандық жағынан емес, тек судың сапасына қойылатын талаптарды сипаттайды. ЗЛК үш түрге бөлінеді:

1. 
   санитарлық-токсикологиялық (заттардың адам организмін
   

2. 
   жалпы санитарлық (заттардың су обьектісінің жалпы санитарлық жағдайына, сондай-ақ өздігінен жүретін процестердің жылдамдығына тигізетін әсерін сипаттайды);
   
3. 
   органолептикалық (заттардың судың органолептикалық
   

Ауыз суға және шипалылығын пайдалануға бағытталған сулар негізгі 11 көрсеткіштермен нормаланады. Қазіргі кезде 1200-дей улы заттарға ШРК белгіленген. Балық шаруашылығына қоладанылатын су негізгі 8 көрсеткіштермен нормаланады. 1000 заттарға ШРК белгіленген.

Су сапасына қойылатын талап оны қолдану мақсатына байланысты болады (1.3 кесте).

1.3 Кесте – Суды тұтыну категириясы бойынша су нысандарындағы судың қасиеттеріне қойылатын гигиеналық талаптар

мұнда С-қауіптілік классы;

ШРК-шекті-рауалы концентрация.

Бақылау створы – су нысандарының көлденең ағысы, онда судың құрамы мен қасиеттері нормативті сапаға сәйкес болуы тиіс.

3. 
   Су сапасының негізгі көрсеткіштері
   

Физикалық көрсеткіштерге жатады:

1. 
   өлшенген заттардың құрамы (құм, тұнба, планктонның
   

2. 
   шартты бірліктерде түстің (бояудың) бағалануы;
   
3. 
   дәмі және иісі баллмен бағаланады (органолептикалық).
   

Судың кермектілігін (қаттылығын) еріген кальцийдің және магнийдің тұздары көрсетеді. Кермектілікті карбонатты (СаСО₃, MgCO₃) және карбонатсыз (CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl₂, Ca(NO₃)₂, Mg(NO₃)₂) деп ажыратады.

Еріген газдар: O₂, CO₂, H₂S және т. б.

Оттегі судағы фотосинтездің нәтижесінде пайда болады және ауадан келіп түсуімен анықталады. Оттегінің еруі судың температурасына байланысты: температура төмен болған сайын, оттегі аз болады.

СО₂ суда еріген түрінде де, көмірқышқыл түрінде де кездеседі. Көмірқышқыл газының негізгі көздері заттар ыдырауының биохимиялық процестері болып табылады.

Н₂S шығу тегі жағынан органикалық (өнімнің ыдырауы) және бейорганикалық (минералды тұздардың ыдырауы) болады. Судағы күкіртсутектің болуынан жағымсыз иіс және металдың коррозиясы пайда болады. Су организмдерінің тіршілігі үшін қажетті биогенді заттар, зат алмасу процесінің (азот пен фосфордың қосылысы) нәтижесінде пайда болады.

Микроэлементтер – судың құрамында 1 мг/л болатын элементтер. Адам үшін ең маңызды элементтер йод пен фтор болып табылады. Судың қышқылдылығы әдетте табиғи сулар үшін 6,5 – 8,5 дейін сутектік көрсеткішпен (рН) анықталады. Суаттағы су рН-ның өзгеруі, әдетте, жаңбырмен шайылып, суатқа ағып түсетін ауаның қышқылды қоспалармен (азот және күкірт оксидтерімен, т.б.) ластануының нәтижесі болып табылады. Сонымен бірге рН-тың өзгеруі тазарту және нейтрализациялау жолдарын өтпеген, суаттардың өндірістік ақаба суларымен ластануынан пайда болады. Табиғи сулардың қышқылдылығы, сонымен қатар, суат орналасқан орнымен, топырақ сипатымен, су түбінің өзгешелігімен анықталады.

Суда еріген оттегі экологиялық маңызға ие. Гидробионттардың тыныс алуын қамтамасыз ету үшін оттегі жеткілікті болу қажет. Өлі организмдердің ыдырауына, органикалық және басқа қосылыстардың тотықтыру процестеріне қатысатындықтан, суаттардың өздігінен тазалануына қажетті. Ауамен әсерлескенде, оның еру жолымен және су өсімдіктерінің фотосинтезі , физико-химиялық, биохимиялық процестердің нәтижесінде оттегінің суға түсу жолдары байқалады.

Табиғи сулардың сапасы, едәуір деңгейде, еріген минералды тұздар концентрациясының еруімен анықталады. Әдетте табиғи суларда кездесетін минералды тұздардың екі үлкен класын бөледі.

Жалпы тұз құрамына тұздардың 1-ші класы негізгі үлесін қосады. Табиғи сулардың жалпы тұз құрамына шамалы үлес қосқанымен, тұздардың 2-ші класын, судың сапасын бағалаған уақытта есепке алу керек, себебі, олардың әрқайсысына ШРК-ң мәні қойылған. Суда еріген минералды тұздардың концентрациясын аналитикалық химияның әдісімен анықтайды. Судың минералды құрамының негізгі компоненттерімен оларға бекітілген шекті-рауалы концентрация 1.4 кестеде берілген.

Судың минералды құрамының өзгеруі ең алдымен, қарапайым бір клеткалы организмдердің тіршілік етуіне әсерін тигізеді. Себебі, еріген тұздар тірі клетка элементтері үшін құрылыс материалы болып табылады және клетканың қоршаған ортамен зат алмасуын анықтайды. Тұздардың жоғары концентрациясы, суатты қоршаған топырақтың минералды құрамына ауыр зардабын тигізеді және ауылшаруашылық дала егістерін суландыру уақытында, топырақтың жер асты суларын сіңіру процесінде тұздануына әкеліп соғады. Судағы табиғи тұздылық тепе-теңдігінің бұзылуына әкеліп соғатын, табиғи сулардың минералды тұздармен антропогенді байытылу көздері болып табылады:

1. 
   қыстыгүні қала көшелері мен жолдардан тұзы бар еріген қар
   

2. 
   дала алқаптарын минералды тыңайтқыштармен өңдегеннен
   

3. 
   өндіріс кәсіпорындарынан шығатын тұздық, тазартылмаған
   

Тұздардың жоғары концентрациясы ауыз судың дәмін бұзады, ал ШРК-нан асып түсетін тұздардың концентрациясынан ауыз су және шаруашылық қажеттіліктері үшін пайдаланылатын су жарамсыз болып келеді.

5. 
   Су үлгілерін дайындау және іріктеу
   

Су үлгісінің орнын және іріктеу жағдайын әр кезде зерттеудің нақтылы ережелермен анықтайды, бірақ үлгіні іріктеудің негізгі ережелері жалпы түрде болады:

• 
  анализ үшін алынған судың үлгісі іріктеудің орнын және
  

• 
  үлгінің іріктемесі, сақталуы және тасымалдануы, оның
  

• 
  үлгінің көлемі әдістемеге сәйкес аналитикалық процедураны
  

Су үлгілері бір реттік және сериялы болуы мүмкін. Бір реттік іріктеуді әдетте су анализінен алғашқы сапалық мәлімет алу керек болғанда қолданады.

Үлгілер түрге байланысты жай және аралас болып келеді. Жай үлгі бар қажеттіліктің су көлемінің анализі үшін бір реттік іріктеу жолымен қамтамасыз етіледі және алынған мәлімет тап осы уақыттағы, тап осы нүктенің құрамына жауап береді.

Аралас үлгіні әртүрлі нүктелерде немесе уақыттың әртүрлі аралығында алынған, су құрамының орташа көрсеткішін көрсететін жай үлгілерді араластыру жолымен алады. Егер үлгіні ашық су ағынынан алса, ол кәдімгі: үлгіні іріктеу үшін жақсы жер болып табылатын толқыны қатты, тасқынды учаскілер сияқты жағдайды сақтау қажет.

Ақаба сулардың үлгісін іріктеу барысында келесі шарттарды ұстану қажет:

- іріктеудің жылдамдығы 0,5 м/с аспау керек;

- үлгі іріктегіш саңлауының диаметрі 9 – 12 мм болу керек;

- жоғары турбуленттілік (болмаса, жасанды түрде жасау).

Ауыз су үлгісін іріктеу барысында толық ашылған краннан суды алдын ала 15 мин ішінде жіберу қажет. Ыдысты тығынмен жаппай тұрып, көлемі 5 – 10 см³ ауа қалатындай етіп, судың беткі қабатын төгеді. Үлгіні іріктеу және сақтау үшін әртүрлі типті ыдыстарды қолданады. Үлгіні іріктеу және сақтау үшін ыдыс таңдау кезінде, анықтайтын компоненттердің ерекшеліктерін есепке алу керек. Көрсетілген мақсаттар үшін шыны, полиэтилен, тефлоннан жасалған ыдыстарды кең қолданады.

Негізінен полиэтиленді және тегіс шынылы тығындарды қолданған жөн, бірақ қыртысты және резеңкелі тығындарды да пайдалануға болады. Резеңкелі тығындарды Na₂CO₃ 1% ерітіндісінде, қыртысты тығындарды дистилденген суда қайнатады, содан кейін сумен, HCl –дың бір пайыздық ерітіндісімен және бірнеше рет дистилденген суда шаяды. Үлгіні іріктемей тұрып, суға 3 реттен кем емес алдын ала жуылған ыдысты шаяды. Іріктеліп жатқан үлгіге механикалық қоспалардың түспеуін қадағалау қажет. Үлгінің көлемі 0,5 л. болу керек.

Анализді іріктеу күнінде жүргізу мүмкіндігі болмаса, ауыз су үлгісін сол кезде ғана консервациялайды.

Бөтелкелер саңлаусыз жабық болуға тиісті. Қажеттілік туғанда, тығындардың үстінен парафин және канифолидің қоспасын (80 – 90 пайыздық парафин және 10 – 20 пайыздық канифоли) ерітіп құюға болады. Егер су ұзақ сақталатын болса, онда 1л суға 2 мл хлороформ қосып консервациялайды.

Ақаба суларын консервациялау қиын, өйткені консервантты енгізу кезінде анализді қиындата түсетін жанама процестерге әкеп соғуы мүмкін. Кейбір жағдайда ақаба суының үлгісін 3 – 4⁰С суытып, сақтаудың барысында, ондағы биохимиялық процестерді баяулатуға болады. Бұл табиғи сулар үшін де қолайлы. Үлгілерді бірнеше сағат ішінде анализдеу қажет немесе тоңазытқышта сақтау қажет.

Су сапасының органолептикалық бағалануы – суды бақылаудың алғашқы міндетті санитарлы-химиялық процедураларының бірі.

Судың иісі, суға табиғи жолмен немесе ақаба суларымен түскен, иіс аңқығыш ұщқыш заттарға негізделген. Барлық дерлік органикалық заттардың иісі болады және ол суға беріледі. Әдетте, иісті бөлме (20⁰С) және жоғары (60⁰С) судың температурасында анықтайды.

Иісті субъективті өзіндік сезінулерге байланысты екі топқа бөледі:

1. 
   Табиғи шығу тегі (тірі және өлі организмдер, топырақтың
   

2. 
   техногенді жасанды шығу тегі. Әдетте ондай иістер суды
   

250-500 мл тығыны бар колба немесе тығыны бар нөмірленген пробиркалар, штатив (иісті мойны кең колбада анықтау қолайлы);

1. 
   колбаның 1/3 бөлігіне су құйып, тығынмен жабыңыз;
   
2. 
   колбаның құрамын шайқаңыз;
   
3. 
   колбаны абайлап ашыңыз да, байқап дем тартыңыз, бірде
   

Иістің қарқындылығын 1.5-кестеге сәйкес бес баллдық жүйе бойынша, шығу тегі бойынша иістің қасиетін 1.6-кестеде анықтаңыз

Иістің қарқындылығы	Иіс білінуінің сипаты	Балл

1.6 Кесте - Иістің қасиетін анықтау

Табиғи шығу тегі	Жасанды шығу тегі
Анық емес (немесе жоқ)	Анық емес (немесе жоқ)
Топырақты	Мұнай өнімді
Шіріген	Хлорлы
Көгерген	Сіркелі
Жертезекті	Фенолды
Шөптесін	Күкіртсутекті
Басқа (қандай екенін көрсетіңіз)	Басқа (қандай екенін көрсетіңіз)

Судың иісін, ауада бөгде иісі жоқ жерде зерттеу қажет. Иістің интенсивтілігін және қасиетін бірнеше зерттеушілер анықтаса дұрыс болар еді.

Иісті анықтау барысында 1,7 және 1,8 кестелерді нұсқау етіп қолданыңыз.
1.7 Кесте - Иістің қарқындылығы

Иістің қарқындылығы	Иіс білінуінің сипаты	Балл
Жоқ	Иіс сезілмейді	0
Өте әлсіз	Иісі сәл ғана білінеді	1
Әлсіз	Егер көңіл аударса, иіс білінеді	2
Айқын	Иіс оңай білінеді	3
Анық	Иісі көңіл аудартады, ішуге келмейді	4
Өте қатты	Иісі соншама қатты, ішуге мүлдем келмейді	5

1.8 Кесте - Иістің сипаты

Бақылау нәтижесі бойынша 1.5 және 1.9 кестелерді толтырыңыз

Пробирканың (колбаның) №	Баллмен бағалау	Иіс
1
2
3
және т.с.

1) калибрленген термометр;

2) үлгіні іріктегіш (судың тереңдігін өлшеу үшін).

Жұмыс барысы:

Термометрді үштен бір бөлігіндей ғана етіп, 5 минутқа суға

батырыңыз;

- термометрді судан алмай, көрсеткішін санап шығарыңыз(минималды бөлудің жартысына дейінгі дәлдікпен);

- жылулық ластануды зерттегенде, бір-бірінен 100 м қашықтықта суаттағы бірнеше орындардың су температурасын анықтаңыз. Температуралардың айырмашылығын есептеңіз.
Тапсырма В Судың түстілігі

Түстілік – темір қосылыстардың кешенді және гуминді заттардың болуымен негізделген табиғи сулардың кәдімгі қасиеті. Судың түсі суат түбінің құрылымына және қасиетіне, су өсімдіктерінің сипаты және суатқа жақын келген топырақтарға, бассейндегі шалшық және жертезектерге, т. б. тәуелді болуы мүмкін.

Пробиркалардың биіктігі 10-12 см-дей су түсінің сипатын сапалы түрде анықтауға болады. Судың түсін немесе түстілігін анықтау, ақаба сулардың анализі немесе табиғи сулардың бояу сапалығының бағалануы бойынша ғана өзекті. Ауыз судың түсі болмайтынын білеміз.

Су бағанасының сәйкес биіктігі аспауы тиіс: шаруашылық-ауыз су суаттарының сулары үшін тағайындалады– 20 см; мәдени-тұрмыстық – 10 см.

Құрал жабдықтар:

1) Биіктігі 15-20 см шыны пробирка;

2) ақ қағаздың бір беті (фон ретінде)

Жұмыстың барысы:

- пробирканы 10-12 см-ге дейін сумен толтырыңыз;

- жеткілікті жарықпен (күндізгі, жасанды) ақ фонда пробирканы қарап, судың түстілігін анықтаңыз.

Төменде келтірілген 1.10 кесте бойынша сіздің жағдайыңызға сәйкес түстің астын сызыңыз немесе бос жолды толтырыңыз.

Кесте 1.10 - Судың түстілігі

Судың түстілігі

Әлсіз-сары

Ашық-сары

Сары

Интенсивті-сары

Қоңырлау

Қызыл-қоңыр

Басқа (қандай екенін көрсетіңіз)

Судың лайлылығы шығу тегі әртүрлі ерімейтін немесе коллоидты бөлшектердің, судағы өлшенген ұсақ дисперсті қоспаларға негізделген. Судың лайлылығы кейде басқа сипаттарымен негізделеді:

- Тұнбаның болуы, ол едәуір көзге көрінетін, үлкен, өте үлкен немесе болмауы да мүмкін (мм);

- ірі дисперсті қоспалардың немесе өлшенген заттар санының болуы (1л суға қоспа массасының 1мг өлшенеді);

- мөлдірлілік су бағанасының биіктігін өлшегендей болады, одан қараған кезде, ақ қағаздағы стандартты мөрлі шрифт көріну керек.

Биіктігі 10-12 см лайөлшегіш пробиркадағы бағанның лайлану дәрежесі бойынша, лайлылықты анықтау үшін визуальді әдісті қолданады. Пробирканың лайлылығын келесі сапа бойынша анықтайды: мөлдір; әлсіз опалесцирентті (минералдың атауы – қараңғы фонда жақсы бақыланатын, бүйір жарық барысында коллоидты ерітінділердің жарықтану құбылысы); опалесцирентті; әлсіз лайлы, лайлы, өте лайлы. Көрсетілген кәдімгі әдісті біз лабораториялық, дала жағдайлары үшін ұсынамыз.

1) пробиркалар;

2) модельді ерітінділер.

Жұмыс барысы:

- Биіктігі 4 см стандартты шрифтің үстінен, суы жақсы араластырылып құйылған цилиндрді қою қажет;

- шрифті әлі оқуға болатын, бағанның биіктігін тауып, цилиндрге суды құйып немесе одан төгіп, шрифтті су бағанының үстінен қарайды;

- зерттеуді жарығы түзу түспейтін, жақсы жарықтанған жерде жүргізеді;

- өлшеуді 2-3 рет қайталап, нәтижесінде орташа мәнді алады. Бақылау нәтижесі бойынша 1.11 кестені толтырыңыз.
Кесте 1.11 – Су үлгісінің лайлану дәрежесі

Лайлану дәрежесі	Пробирканың нөмірі
Лайлылығы жоқ
Әлсіз опалесцирентті
Опалесцирентті
Әлсіз лайлы
Өте лайлы

Табиғи ауыз суының ластануына күмәндық тумаған жағдайда судың дәмін бағалау жүргізіледі. 4 дәмді ажыратады: тұзды, қышқыл, ащы, тәтті. Қалған дәм сезінулерін татымдар деп есептейді (хлорлы, тұзды және т. б.). Санитарлы жағынан күдік туғызатын көздер және ашық суаттардан басқа, дәм және татымды шикі (қайнатылмаған су) суда анықтайды.

Дәм және татымның интенсивтілігін бесбаллдық шкала бойынша бағалайды. Зерттелген судың дәмін және татымын анықтағанда, стақаннан суды ұртып, ауызда жұтпай 3-5 секунд ұстайды.

Құрал-жабдықтар және реактивтер:

1) қасық, 200 мл стақандар – 5 дана;

2) тұз;

3) қышы;

5) лимон;

6) қайнатылған су.

Жұмыс барысы:

1 нұсқа:

- пробиркадан 10-15 мл сұйықтықты алып, бірнеше секунд аузыңызда ұстаңыз да, оның дәмін және татымын анықтаңыз. Сұйықтықты жұтпаңыз. Су дәмі мен татымның қарқындылығын анықтап, 1.12- кестені толтырыңыз.

1) бес стақанға 100 мл қайнатылған судан құйыңыз;

2) суда ерітіңіз:

- 1-стақанда 1 қасық қантты (үлгі № 1);

- 2-стақанда 1 қасық тұзды (үлгі № 2);

- 3-стақанда 1 қасық қышыны (үлгі № 3)

- 4- стақанда 1 қасық лимон шырынын (үлгі № 4);

- 5-стақанда тек қайнатылған су (үлгі № 5).

2) әр стақаннан кейін қасықты құрғақ сүртіп, сұйықтықты жақсылап араластырыңыз;

3) әр стақаннан 10-15 мл сұйықтықты ұртып, ауызда бірнеше секунд ұстап оның дәмін және татымын анықтаңыз. Бір ретте екі үлгіні ғана зерттеп, 5 минут үзіліс жасаңыз;

4) үлгі үшін сумен араластырып, әртүрлі концентрациялы ерітінділерді жасаңыз;

5) әр стақанға 2 есе, үстінен 100 мл су қосып, дайындаған ерітінділердің дәмі мен татымның интенсивтілігін анықтаңыз. Дәм және татымды бағалау үшін 1.13 кестені қолданыңыз.

1.13 Кесте - Дәм және татымның қарқындылығы

Дәм және татымның қарқындылығы	Дәм және татымның пайда болуының сипаты	Дәм және татымның қарқындылығын бағалау
Жоқ	Сезілмейді	0
Өте әлсіз	Бірден сезілмейді, бірақ ұқыпты дәл бағалауда анықталады	1
Әлсіз	Егер көңіл аударса, білінеді	2
Көрінетін	Оңай білінеді, және жақсы сипатталмайды	3
Анық	Көңіл аударарлық, ішуге келмейді	4
Өте қатты	Өте қатты, су ішуге жарамсыз келеді	5

Үлгі (ерітінді)	Дәм және татымдар
1
2
3
4
5

Карбонат – және гидрокарбонат – аниондарын анықтау химия тұрғысынан алғанда, ең қызықты құбылыстардың бірі болып табылады. Анықтау титриметриялық болып келеді және индикатор түрінде метилоранж пен фенолфталеиннің барысында аниондардың сутек иондарымен реакциясына негізделген. Осы екі индикаторды қолданып, эквиваленттің екі нүктесін бақылауға мүмкіндік беріледі: бірінші нүктеде рН 8,0-8,2 фенолфталеиннің барысында карбонат – аниондардың, екінші нүктеде рН 4,1-4,5 – гидрокарбонат – аниондардың титрленуі толығымен аяқталады. Судың үлкен және жалпы сілтілігін, қышқылдың (гидроксо – карбонат – және гидрокарбонат – аниондар), тұтынуын қамтамасыз етіп, титрлеудің нәтижесінде зерттелген ерітіндіде негізгі иондардың концентрациясын анықтауға болады. Себебі, олар гидроксо – карбонат – және гидрокарбонат аниондарының құрамынан стехиометриялық тәуелділікте болады. Титрлеу үшін концентрациясы – 0,05 г-экв/л немесе 0,1 г-экв/л дәл мәні белгілі тұз қышқылының титрленген ерітінділері қолданылады.

Карбонат аниондарды анықтау мына реакцияға негізделген
Н⁺ + СО₃^2- = НСО₃^-
рН көрсеткіші 8,0-8,2 суларда ғана, аналитикалық тұрғыда анықталатын концентрацияларда карбонат аниондарын анықтау барысында, зерттелген суда гидроксо – аниондарының болуы бейтарап реакцияны береді
Н⁺ + ОН^- = Н₂О
Гидрокарбонат– аниондарын анықтау мына реакцияға негізделген

Н⁺ + НСО₃^- = СО₂ + Н₂О

1) метилоранж индикаторының сулы ерітіндісі (0,1пайыз);

2) фенолфталеин индикаторының ерітіндісі;

3) титрленген (0,05 г-экв/л) тұз қышқылының ерітіндісі;

4) алмұрт тәрізді рәзеңкемен жалғастыратын түтік және 2 мл немесе 5 мл тамызғыш;

5) тамызғыш (капельница);

6) 10 мл белгісі бар ыдыс.

Жұмыс барысы:

А. Карбонат– анионын титрлеу

- тамызғышпен 3-4 тамшы фенолфталеин ерітіндісін қосу. * Ерітіндінің түсі әлсіз немесе мүлдем болмаған жағдайда, үлгіде карбонат– иондары жоқ деп есептеледі;

- біртіндеп ұштығы бар өлшеуіш шприц немесе өлшеуіш тамызғыш арқылы 0,05 н тұз қышқылының ерітіндісімен әлсіз-қызғылт түске дейін титрлейді және фенолфталеин бойынша титрлегенде, кеткен, тұз қышқылының ерітіндісінің көлемін анықтаңыз;

- карбонат- аниондардың массалық концентрациясын төмендегі (2) формула бойынша шығарады

V_к – титрлеуге кеткен тұз қышқылы ерітіндісінің көлемі, мл.

Ерітіндіні карбонат анионын титрлегеннен кейін келесі гидрокарбонат- анионынның массалық концентрациясын анықтау үшін қалдырыңыз.

Б. Гидрокарбонат- анионын титрлеу

- Колбаға 10 мл белгіге дейін суды құйыңыз;

- 1-2 тамшы метилоранж ерітіндісін қосыңыз;

тұз қышқылының 0,05 н ерітіндісін сары түстен қызғылт түске дейін титрлейді және метилоранж бойынша титрлеуге кеткен тұз қышқылы ерітіндісінің көлемін анықтаңыз;

- гидрокарбонат- анионның массалық концентрациясын келесі (3) формула бойынша есептейді
С_гк = V_гк • 305 (3)
мұндағы С_гк – гидрокарбонат- анионның массалық концентрациясы, мг/л;

V_гк – титрлеуге кеткен ерітіндінің көлемі, мл.

1. 
   карбонаттың қаттылығын келесі (4) формула бойынша есептеңіз
   

Қ_к = С_к • 0,0333 + С_гк • 0,0164 , (4)

С_гк – гидрокарбонат- анионның массалық концентрациясы, мг/л;

0,0333 және 0, 0164 – осы аниондардың кері эквивалентті массалық өлшемдеріне тең коэффиценттер.
Тапсырма Б Судағы сульфаттарды анықтау

Жұмыстың мақсаты: сульфаттарды судың кәдімгі компоненттері ретінде қарастырып, оларға сандық әдісті қолданып анықтау.

Сульфат анионның массалық концентрациясын анықтау әдісі, реакция бойынша барий сульфаты ерімейтін суспензиясының пайда болуымен, барий катиондармен сульфат аниондарының реакциясына негізделген

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄ ↓
Сульфат иондардың концентрациясы, барий сульфаты суспензиясының саны бойынша бағаланады және ол турбидиметриялық әдіспен анықталады. Турбидиметриялық әдістің ұсынылған қарапайым нұсқалардың бірі, тұнықтылығы бойынша суспензия баған биіктігінің өзгеруіне негізделген және 30 мг/л артық емес сульфат аниондардың концентрациясы барысында қолданылады.

Анализді тұнық суда орындайды (қажеттілік туған жағдайда суды фильтрлейді). Суда, ауыз су шаруашылық суаттарда сульфаттардың ШРК-сы 500 мг/л құрайды, зиянның шекті көрсеткіші – органолептикалық.

1) Барий нитратының (қаныққан) ерітіндісі;

2) тұз қышқылының (20 пайыздық) ерітіндісі;

3) лайөлшегіш, алмұрт тәрізді рәзеңкемен (медициналық шприцпен) жалғастыратын түтік және 2 мл немесе 5 мл тамызғыш;

4) тамызғыш (капельница);

5) түбінде нүктелі суреті бар лайөлшегіш рәзеңкелі фиксатор-сақинасы бар пробиркалар;

6) тығын (лайөлшегіш пробиркаға арналған).

Анализге дайындық:

Лайөлшегіш экранды тірегішке 45⁰ жуық бұрыш жасап орнатады. Жұмысты сиретілген жарықта (200-500 лк) жүргізеді.

Лайөлшегіштің әр саңлауына резеңке сақина кигізілген лайөлшегіш пробирканы, оның төменгі бөлігі 1 см қашықтыққа жуық лайөлшегіштің ойығына шыққандай етіп орналастыру қажет (пробирканың түбі экраннан 2 см-ге жуық қажетті қашықтықта орналасады).

Анализді орындау:

1) түбінде суреті бар 2 пробирканы лайөлшегіштің саңлауына орнатыңыз;

2) пробирканың біреуіне 100 мм (20-30 мл) биіктікке дейін суды құйыңыз;

3) пробирканың құрамына тамызғышпен тұз қышқылы ерітіндісінің 2 тамшысын және барий нитраты ерітіндісінің 14-15 тамшысын қосыңыз; Абай болыңыз: барий нитраты уытты!

4) құрамын араластыру үшін, пробирканы тығынмен дұрыстап жауып, шайқаңыз;

5) ақ тұнба (суспензия) түзілу үшін ерітіндісі бар пробирканы 5-7 мин қалдырыңыз;

6) құрамын араластыру үшін, жабық пробирканы тағы шайқаңыз;

7) бірінші пробирканың түбінде нүктесі көрінгенше, тамызғышпен пайда болған суспензияны екінші (бос) пробиркаға ауыстырады. Бірінші пробиркадағы суспензия бағанның биіктігін өлшеңіз (һ₁ мм). Бақылауды суретте көрсетілгендей 45⁰ бұрышта орнатылған, жарықты айналмалы лайөлшегіш экранға бағыттап, жүргізеді;

8) суреті көрінбейінше, суспензияны ауыстыруды жалғастыра бересіз;

9) екінші пробиркадағы суспензия бағанның биіктігін өлшеңіз (һ₂ мм);

10) суспензия бағанның биіктігін орташа арифметикалық өлшеумен мына (5) формула бойынша есептеңіз

h1 + h2 (5)