Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №3

FeS₂ + 3,5O₂ + Н₂О = FeSO₄ + H₂SO₄ (Thiobacillus ferooxidans)

4FeSO₄ + O₂ + 2H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + H₂O (Thiobacillus ferooxidans)

FeS₂ + Fe₂(SO₄)₃ = 3FeSO₄ + 2S (химически)

S + 1,5O₂ + H₂O = H₂SO₄ (Thiobacillus thiooxidans)

Как видно, в результате этих процессов в гидросферу поступает и другой загрязняющий агент — серная кислота. Пирит — обычная примесь угольных месторождений, и попадает в реки вместе с шахтными водами. Так, по одной из оценок в реку Огайо (США) только в 1932 году поступило 3 млн. т H₂SO₄ (в пересчете на концентрированную).

В природных водах железо в основном присутствует в виде Fe³⁺. Имеет место также и комплексообразование — комплексообразователями выступают гуминовые кислоты, придающие природным водам желтоватую окраску.

Предельно-допустимая концентрация железа в воде водоемов и питьевой воде 0,3 мг/л, в водопроводной воде допускается содержание железа до 1 мг/л.

Свинец (РЬ²⁺)

В природную среду свинец попадает в основном из-за использования этилированного бензина, хотя официально его использование запрещено. Соединения свинца (особенно растворимые) являются очень токсичными. Связано это с тем, что ионы свинца РЬ²⁺ блокируют гидросульфидные группы в органических молекулах, в частности в молекулах белков и ферментов. Поэтому свинец и другие тяжелые металлы, аналогичные по действию, относят к категории "тиоловых" ядов. Другой механизм токсического действия свинца обусловлен способностью ионов РЬ²⁺ конкурировать с эссенциальными металлами, происходит их "вытеснение" из органических комплексов. По этому механизму протекает дезактивация участвующих в синтезе гема ферментов карбоангидразы и аминолевулинатдегидрогеназы в результате замены содержащегося в них иона Zn²⁺ на ион Pb²⁺. Но и этим не ограничиваются возможности токсического действия свинца. Ионы свинца активируют фермент гемокиназу разлагающий гемоглобин. Понятно, что в организме происходит дефицит гемоглобина и возникает анемия.

ПДК свинца по ГОСТ 18293-72 0,1 мг/л. Свинец, как и все металлы, консервируют добавлением к пробе 2–3 мл концентрированной азотной кислоты. В таком состоянии проба может храниться месяц.

Марганец

Марганец относится к эссенциальным элементам. Он обнаружен в простетических группах ферментов, ответственных за синтез полисахаридов входящих в состав хрящей. К важнейшим марганцосодержащим ферментам относятся пируваткарбоксилаза, супероксиддисмутаза, фосфаттрансфераза, ДНК-полимераза.

ПДК ионов Мn²⁺ в воде водоемов 0,1 мг/л.

Фенолы

Фенол и его производные — сильные яды. По некоторым данным механизм отравления таков: блокируются сульфгидрильные группировки жизненно важных ферментов, в результате нарушаются важнейшие окислительно-восстановительные реакции внутри клеток. ПДК фенолов в обычной воде 0,1 мг/л, в хлорированной воде — 0,001 мг/л. Такая разница обусловлена тем, что при хлорировании воды фенолы переходят в более токсичные хлорфенолы и даже в диоксины, которые являются тератогенами — т. е. могут вызывать уродства.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРИРОДНЫХ ВОД

Отбор и подготовка пробы к анализу

Для получения достоверных результатов анализ пробы необходимо проводить как можно скорее. В воде происходят реакции окисления-восстановления, осаждения, адсорбции. Могут изменяться pH, жесткость, цветность воды, из стекла могут выщелачиваться элементы, а некоторые наоборот могут адсорбироваться стенками сосудов.

В таблице приведены основные характеристики воды, сроки их сохранения и способы консервации.

Определение цветности

Реактивы:

Раствор 1. Для его приготовления в небольшом количестве дистиллированной воды растворяют 0,0875 г бихромата калия К₂Сr₂О₇ и 2,0000 г гептагидрата сульфата кобальта CoSO₄*7H₂O. Добавляют 1 мл концентрированной серной кислоты и в мерной колбе доводят объем раствора до 1 л дистиллированной водой.

Раствор 2. В мерную колбу помещают 1 мл концентрированной серной кислоты (р = 1,84) и доводят объем раствора до 1 литра.

Методика:

Сначала готовят шкалу цветности, путем смешивания растворов 1 и 2 в соотношениях указанных в таблице.

Цветность определяют, сравнивая окраску исходного раствора со шкалой.

Водородный показатель (pH)

Водородный показатель чаще всего определяют двумя способами:

a) С использованием электронного pH-метра

b) С применением методов визуальной колориметрии.

Жесткость (постоянная, dH)

Реактивы:

1) Сантинормальный(0,01 Н) раствор трилона Б (этилендиаминтетрауксусная кислота, динатриевая соль, дигидрат). Для этого в 700 мл бидистиллированной воды растворяют 1,86 г трилона Б и объем раствора доводят до 1 л.

2) Готовят буферный раствор с рН=9. Для этого в дистиллированной воде растворяют 20,0 г хлорида аммония NH₄CI, добавляют 100 мл 25 %-ного раствора аммиака и доводят объем раствора до отметки 1 л.