Księgarnia Warszawa

Niniejszy podręcznik akademicki jest przeznaczony dla studentów Międzywydziałowego Studium Ochrony Środowiska SGGW w Warszawie, specjalizacji "technologie w ochronie środowiska" oraz "ochrona i rekultywacja ekosystemów wodnych". Może być również wykorzystywany przez studentów Wydziału Inżynierii i Kształtowania Środowiska do przedmiotu "chemia sanitarna" oraz na innych uczelniach rolniczych i technicznych. Podręcznik może być też przydatny studentom podczas realizacji prac inżynierskich i magisterskich związanych z inżynierią i ochroną środowiska, a także osobom zatrudnionym w placówkach naukowych oraz usługowych, zajmujących się fizyczno-chemicznymi badaniami wody i ścieków. Podręcznik zawiera zbiór metod i badania wody do picia i potrzeb gospodarczych oraz metod badań ścieków. Opis wykonywania oznaczeń poprzedzony jest krótkim wstępem, wystarczającym do prawidłowego wykonania oznaczenia oraz interpretacji wyniku.

Wstęp ... 9 I. ZASADY PRACY W LABORATORIUM (RULES OF LABORATORY WORK) ... 11 1. Przepisy porządkowe (Order Regulations) ... 11 2. Bezpieczeństwo i higiena pracy w laboratorium (Laboratory Work – Safety and Hygiene) ... 12 2.1. Przepisy ogólne (General Regulations) ... 12 2.2. Pożary (Fires) ... 13 2.3. Oparzenia termiczne (Thermal Burns) ... 14 2.4. Wybuchy (Explosions) ... 14 2.5. Zatrucia i oparzenia chemiczne (Poisoning and Chemical Burns) ... 14 2.6. Pierwsza pomoc przy zatruciu (First Aid in Case of Poisoning) ... 15 2.7. Wypadki spowodowane przez prąd (Electric Shock Accidents) ... 16 2.8. Skaleczenia (Injuries) ... 16 II. RODZAJE I CHARAKTERYSTYKA WÓD NATURALNYCH (TYPES AND PROFILES OF NATURAL WATERS) ... 17 1. Rodzaje wód (Types of Water) ... 17 2. Ogólna charakterystyka jakości wód (General Profi le of Water Quality) ... 18 III. BADANIA FIZYCZNO-CHEMICZNE WODY I ŚCIEKÓW (PHYSICO-CHEMICAL INVESTIGATIONS OF WATER AND WASTE WATER) ... 21 1. Cel i zakres badania wody i ścieków (Aim and Scope of Water and Waste Water Investigation) ... 21 2. Pobieranie próbek wody i ścieków do badań fi zyczno-chemicznych (Sample Collection of Water and Waste Water for Physico-Chemical Investigations) ... 22 3. Wskaźniki charakteryzujące fi zyczne właściwości wody i ścieków (Physical Parameters of Water and Waste Water) ... 24 3.1. Barwa (Colour) ... 24 Zasada oznaczania barwy rzeczywistej z użyciem spektrofotometru ... 25 Oznaczanie barwy specyficznej ... 26 3.2. Mętność (Turbidity) ... 26 Zasada oznaczania mętności przy użyciu mętnościomierza laboratoryjnego model 2100N IS Hach ... 27 3.3. Przezroczystość (Transparenty) ... 28 Zasada oznaczania przezroczystości metodą Snellena ... 29 Przeliczenie przezroczystości na mętność ... 29 3.4. Przewodnictwo elektrolityczne (Conductivity) ... 29 Zasada oznaczania przewodnictwa właściwego wody ... 31 3.5. Smak (Taste) ... 31 3.6. Temperatura (Temperature) ... 32 Zasada oznaczania ... 32 3.7. Zapach (Smell) ... 33 Oznaczanie zapachu „na zimno” ... 35 Oznaczanie zapachu „na gorąco” ... 35 4. Wskaźniki charakteryzujące chemiczne właściwości wody i ścieków (Chemical Parameters of Water and Waste Water) ... 35 4.1. Wskaźniki ogólne (General Parameters) ... 36 4.1.1. Sucha pozostałość, pozostałość po prażeniu (Solid Residue, Residue after Ignition) ... 36 Oznaczanie suchej pozostałości ... 37 Oznaczanie pozostałości po prażeniu ... 38 Oznaczanie straty przy prażeniu ... 38 Oznaczanie substancji rozpuszczonych ... 39 Oznaczanie mineralnych (nielotnych) związków rozpuszczonych ... 40 Oznaczanie lotnych substancji rozpuszczonych ... 41 4.1.2. Zawiesiny (Suspended Solids) ... 41 Oznaczanie zawiesiny ogólnej ... 41 Oznaczanie zawiesin mineralnych (nielotnych) ... 43 Oznaczanie zawiesin lotnych ... 43 Zawiesiny łatwo opadające i ciała pływające ... 43 4.2. Związki nieorganiczne i właściwości wody wynikające z ich obecności (Inorganic Compounds Affected on Water Properties) ... 44 4.2.1. Azot i jego związki (Nitrogen and its Compounds) ... 44 Oznaczanie azotu amonowego metodą bezpośredniej nessleryzacji ... 46 Oznaczanie azotu azotanowego(III) metodą dwuazowania przy użyciu spektrofotometru DR 2000 Hach ... 48 Oznaczanie azotu azotanowego(V) z salicylanem sodu ... 49 4.2.2. Ortofosforany (V) (Phosphate) ... 51 Oznaczanie ortofosforanów metodą z molibdenianem amonowym przy użyciu spektrofotometru DR 2000 Hach ... 52 4.2.3. Chlorki (Chloride) ... 53 Oznaczanie chlorków metodą Mohra ... 54 4.2.4. Krzem i jego związki (Silicon and Silicon Compounds) ... 56 Oznaczanie krzemu zjonizowanego metodą kolorymetryczną ... 56 4.2.5. Siarczany(VI) (Sulfate) ... 58 Oznaczanie siarczanów metodą turbidymetryczną ... 59 4.3. Jony metali (Metal Ions) ... 61 4.3.1. Cynk (Zinc) ... 61 Oznaczanie cynku metodą ditizonową ... 62 4.3.2. Kadm (Cadmium) ... 64 Oznaczanie kadmu metodą ditizonową ... 65 4.3.3. Mangan (Manganese) ... 68 Oznaczanie manganu metodą nadmaganianową ... 68 4.3.4. Miedź (Copper) ... 71 Oznaczanie miedzi metodą kolorymetryczną ... 71 4.3.5. Żelazo ogólne (Iron) ... 73 Oznaczanie żelaza metodą spektrometryczną ... 75 4.4. Odczyn (pH Power Hydrogen) ... 78 4.5. Zasadowość (Alkalinity) ... 82 Oznaczanie zasadowości ... 82 Obliczanie ilości wodorotlenków węglanów i wodorowęglanów na podstawie zasadowości F i zasadowości M ... 84 4.6. Twardość (Hardness) ... 85 Oznaczanie twardości ogólnej ... 88 Węglanowa i niewęglanowa twardość wody ... 90 4.7. Zasadowość alkaliczna (Sodium Alkalinity) ... 90 4.8. Kwasowość (Acidity) ... 91 Oznaczanie kwasowości ogólnej (z fenoloftaleiną) metodą miareczkową ... 92 Oznaczanie kwasowości mineralnej ... 93 4.9. Związki organiczne i właściwości wody i ścieków wynikające z ich obecności (Organic Compounds Affected on Water and Waste Water Properties) ... 93 4.9.1. Substancje humusowe (Humus Substances) ... 94 4.9.2. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) (Policyclic Aromatic Hydrocarbon) ... 96 4.9.3. Pestycydy (Pesticide) ... 98 4.9.4. Charakterystyka zanieczyszczeń fenolowych (Profile of Phenolic Impurities) ... 100 4.9.5. Substancje powierzchniowo czynne (Surfactants) ... 102 Metoda oznaczania anionowych syntetycznych substancji powierzchniowo czynnych metodą miareczkową ... 106 4.10. Wskaźniki analityczne charakteryzujące zawartość związków organicznych w wodzie i ściekach (Parameters Describing Organic Compounds Content in Water and Waste Water) ... 108 4.10.1. Biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (Biochemical Oxygen Demand) ... 108 Oznaczanie BZT przy użyciu systemu Oxi Top Control ... 111 4.10.2. Chemiczne zapotrzebowanie tlenu (Chemical Oxygen Demand) ... 111 Oznaczanie ChZT metodą dichromową ... 112 4.10.3. Ekstrakt eterowy (Ether Extract) ... 115 Oznaczanie całkowitej zawartości substancji organicznych ekstrahujących się eterem naftowym metodą wagową ... 116 4.10.4. Ogólny węgiel organiczny (OWO) (Total Organic Carbon) ... 117 Oznaczanie ogólnej zawartości węgla organicznego ... 118 4.10.5. Utlenialność (Permanganate Value) ... 119 Oznaczanie utlenialności w środowisku kwaśnym ... 120 Oznaczanie utlenialności w środowisku alkalicznym ... 123 4.10.6. Absorbancja UV (UV Absorbance) ... 124 Oznaczanie absorbancji UV ... 124 4.11. Gazy rozpuszczone i właściwości wody i ścieków wynikające z ich obecności (Dissolved Gases Affected on Water and Waste Water Properties) ... 126 4.11.1. Tlen rozpuszczony (Dissolved Oxygen) ... 128 Oznaczanie tlenu rozpuszczonego w wodzie metodą Winklera ... 131 4.11.2. Ditlenek węgla (Carbon Dioxide) ... 139 Oznaczanie wolnego ditlenku węgla ... 140 Oznaczanie agresywnego ditlenku węgla ... 142 Obliczanie zawartości agresywnego ditlenku węgla na podstawie zwykłej analizy sanitarnej wody ... 143 Obliczanie zawartości ditlenku węgla wolnego, agresywnego i przynależnego na podstawie danych wartości pH i zasadowości wody ... 144 Obliczanie zawartości agresywnego CO2 na podstawie wolnego CO2 i zasadowości ... 145 4.11.3. Chlor (Chlorine) ... 148 Oznaczanie chloru wolnego i chloru ogólnego metodą miareczkową z N,N-dietylo-1,4-fenylenodiaminą ... 152 IV. KONTROLA I INTERPRETACJA WYNIKÓW ANALIZ WODY (CONTROL AND INTERPRETATION OF WATER ANALYSES) ... 157 1. Bilans jonowy wody (Ion Balance of Water) ... 157 2. Kontrola wyników analizy wody (Control of Results Water Analysis) ... 158 3. Błędy pomiarów i statystyczna ocena wyników (Measurement Error and Statistical Estimation of Results) ... 160 4. Ocena jakości wody i ścieków (Water and Waste Water Quality Evaluation) ... 162 5. Ocena korozyjności wody w stosunku do żeliwa i stali (Evaluation of Water Corrosivity with Reference to Cast Iron and Steel) ... 165 5.1. Skład chemiczny wody i czynniki wpływające na korozję (Chemical Composition of Water and Factors Affected on Corrosion) ... 166 5.2. Indeksy i wskaźniki obliczeniowe do oceny korozyjności wody (Indexes and Parameters to Evaluate Corrosivity of Water) ... 168 6. Ocena agresywności wody w stosunku do betonu i żelbetu (Evaluation of Aggressivness of Water) ... 174 V. WYBRANE NORMY DOTYCZĄCE JAKOŚCI WODY I ŚCIEKÓW (SELECTED QUALITY STANDARTS FOR WATER AND WASTE WATER) ... 177 1. Ustawa o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków (Statute on Water and Sewage Network) ... 177 2. Wskaźniki jakości wody w klasach jakości wód powierzchniowych i podziemnych (Water Quality Indexes According to Surface and Ground Waters) ... 177 3. Wymagania, jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia (Requirements that Shuld be met by Surface Waters Used to Provide People with Drinking Water) ... 180 4. Normy dotyczące jakości wody przeznaczonej do picia (Quality Standards for Water for Drinking) ... 182 5. Warunki, jakim powinna odpowiadać woda w kąpieliskach (Condition to be met by Bath Water) ... 184 6. Wymagania stawiane wodzie do celów chłodniczych (Requirements for Cooling Water) ... 185 7. Wymagania stawiane wodzie wykorzystywanej w instalacjach klimatyzacyjnych (Requirements for Water Used in Air-Conditioning Systems) ... 187 8. Wymagania stawiane wodzie kotłowej i grzewczej (Requirements for Boiler and Heating Water) ... 188 9. Wymagania stawiane wodzie w innych gałęziach przemysłu (Requirements for Water in Other Industry Branches) ... 190 10. Wymagania jakościowe wody stosowanej dla celów medycznych (Quality Requirements for Water Used for Medical Purposes) ... 191 11. Wymagania dotyczące jakości odprowadzanych ścieków (Quality Requirements for Sewage Effluents) ... 192 Bibliografia ... 194

Kategorie: Chemia,