Амирханова Н.А., Белоногов В.В., Беляева Л.С. и др. Лабораторные работы по экологии: Учебное пособие
Подождите немного. Документ загружается.
165
3. Содержимое всех пробирок перемешивают стеклянной палочкой,
пробирки закрывают пробками и ставят в термостат, где выдерживают при
температуре 37
о
С в течение 55 мин.
4. После окончания периода инкубации для остановки фермента-
тивной реакции в каждую пробирку добавляют по капле концентрированной
серной кислоты. Затем пробирки центрифугируют и сливают надосадочную
жидкость.
5. Экстракцию формазона из клеток активного ила проводят двумя
порциями органического растворителя по 5 мл каждая до полного
обесцвечивания хлопьев ила.
6. После каждой экстракции пробирки центрифугируют и окрашенный
раствор сливают в мерную колбу на 10 мл. Собранные растворы доводят до
метки.
7. Растворы колориметрируют на ФЭКе с синим светофильтром в
кювете с толщиной слоя раствора 0,5 см. Количество образованного в
каждой пробирке формазона за вычетом холостой пробы подсчитывают по
калибровочной кривой.
8. Величина ДАИ определяется количеством мг формазона,
образующегося в литре смеси активного ила и исследуемых растворов, и
находится из выражения ДАИ = а·100 мг/л, где а - количество формазона,
определенного из калибровочного графика.
9. Степень токсичности исследуемых растворов I рассчитывают по
формуле
I =
% 100
ДАИ
ДАИДАИ
2.3 .контр.проб
оп
2.3 .контр.проб
⋅
−
.
Если ДАИ
оп.
≥ ДАИ
контр.проб.
, то исследуемый раствор не токсичен и
органические и другие компоненты в нем подвергаются биологическому
окислению.
Результаты опыта заносятся в табл. 6.2.
Таблица 6.2
Номер
варианта
Компоненты растворов
ДАИ
контр.проб. 2.3
ДАИ
оп.
I
вещество концентрация
Опыт 6.2
Важным параметром, характеризующим интенсивность процессов
жизнедеятельности микроорганизмов, может служить значение
окислительно-восстановительного потенциала, измеренного на
индифферентном электроде в системе активного ила.
Биологические процессы в живых объектах, таких как активный ил,
включают ряд последовательно и параллельно протекающих реакций с
166
переносом электронов, и при их анализе оказалось полезным привлечение
понятия медиаторов потенциала. Под медиаторами потенциала понимают
окислительно-восстановительные пары (Fe
3+
/Fe
2+
и другие), присутствующие
в малых концентрациях в данной системе, соотношение форм которых
определяет потенциал сложной биологической системы.
В большинстве случаев для водных экологических систем,
контактирующих с атмосферой, значения указанного потенциала изменя-
ются в пределах от 50 до 750 mV. В средах, изолированных от атмосферы,
таких как стоячие воды, данные отклонения понижаются от -400 mV.
Однако организмы, развивающиеся при потенциалах меньше, чем -350 mV и
выше 650 mV, встречаются чрезвычайно редко.
Контролирование значений потенциала в процессе биохимического
окисления примесей активным илом может дать информацию об их влиянии
на жизнедеятельность водных организмов.
Проведение опыта
1. Составы сточных вод. Содержание в мг/л следующих компонентов:
1) Cu
2+
- 10; 2) Cu
2+
- 20; 3) Cu
2+
- 30; 4) Fe
3+
- 10; 5) Zn
2+
- 5; 6) фенол –
500; 7) хлорамин – 3; 8) хлорамин – 30; 9) Cu
2+
- 10; фенол – 500; 10) Cu
2+
-
10; хлорамин – 30.
2. Измерьте электродный потенциал (см. описание опыта в разделе
«Электрохимия»):
Система: (–) Al | Al
3+
║иссл. раствор | Cu (+).
3. Внесите данные опыта в табл. 6.3.
Таблица 6.3
Состав
раствора
Концентрация,
мг/л
Время процесса
окисления
ЭДС Электродный
потенциал, mV
1 2 3 4 5
4. По опытным данным постройте график зависимости Е от времени и
сделайте вывод о степени токсичности сточных вод.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Предмет экологической биотехнологии.
2. Биоочистка сточных вод.
3. От каких факторов зависит эффективность биологической очистки?
4. Что означает термин «активный ил»?
5. Какие задачи решает биохимическая очистка? Аэробные методы
биохимической очистки.
167
6. Анаэробные методы очистки сточных вод. В чем преимущества и
недостатки?
7. Характеристика и устройство основных сооружений станции
очистки сточных вод.
8. Требования, предъявляемые к сточным водам, направляемым на
биологическую очистку.
168
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица П 1
ПДК некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе
ПДК, мг·м
3
Вещество Максимально-
разовая
Среднесуточная
1 2 3
Азота диоксид
Азотная кислота
0,085
0,4
0,085
0,4
Аммиак
Анилин
Ацетон
Бензол
Бензин (нефтяной,
малосернистый
в пересчете на С)
Бутан
Бутилацетат
Винилацетат
Гексахлорциклогексан
Дивинил
Диметиланилин
Дихлорэтан
Изопропилбензол
Капролактам (пары, аэрозоль)
Карбофос
Ксилол
Масляная кислота
Метанол
Метафос
Метилацетат
Метилмеркаптан
Мышьяк
(неорганические соединения,
кроме H
3
As, в пересчете на As)
Нафталин
Нитробензол
Нитрохлорбензол (пара- и орто-)
Пиридин
Пропиловый спирт
Пыль нетоксичная
0,2
0,05
0,35
1,5
5
200
0,1
0,15
0,03
3
0,0055
3
0,14
0,06
0,015
0,2
0,015
1
0,008
0,07
9 · 10
–6
-
0,003
0,008
-
0,08
0,3
0,5
0,2
0,03
0,35
0,8
1,5
-
0,1
0,15
0,03
1
0,0055
1
0,14
0,06
-
0,2
0,01
0,5
-
0,07
-
0,003
0,003
0,008
0,004
0,08
0,3
0,15
169
Продолжение табл. П 1
1 2 3
Ртуть металлическая
Сажа (копоть)
Свинец и его соединения
(кроме Pb(C
2
H
5
)
4
, в пересчете на
Pb)
Свинца сульфид
Серная кислота
Диоксид серы
Сероводород
Сероуглерод
Синильная кислота
Соляная кислота
Стирол
Толуол
Триэтиламин
Углерода оксид
Углерода тетрахлорид
Уксусная кислота
Уксусный ангидрид
Фенол
Формальдегид
Фосфора (V) оксид
Фториды (в пересчете на F)
Фтора газообразные соединения
(HF и SiF
4
)
Фурфулол
Хлор
Хлорбензол
Хлорофос
Циклогексан
Этанол
Этилбензол
Этилен
-
0,15
-
-
0,3
0,5
0,008
0,03
-
0,2
0,003
0,6
0,14
3
4
0,2
0,1
0,01
0,035
0,15
0,02
0,02
0,05
0,1
0,1
0,04
1,4
5
0,02
0,3
0,0003
0,05
0,0007
0,0017
0,1
0,05
0,008
0,005
0,01
0,2
0,003
0,6
0,14
1
2
0,06
0,03
0,01
0,012
0,05
0,005
0,005
0,05
0,03
0,1
0,02
1,4
5
0,02
0,03
170
Таблица П 2
ПДК вредных веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого
и культурно-бытового водопользования, мг
·л¯
1
Вещества ЛПВ ПДК
1 2 3
Алюминий С. –т 0,5
Алюминия оксихлорид Орг. 1.5
Аммиак (по азоту) С.-т 2
Анилин «-«-« 0,1
Ацетон Общ. 2.2
Ацетофенон С.-т 0.1
Бензапирен «-«-« 0.000005
Бензин Орг. 0.1
Бензол С.-т 0.5
Бериллий «-«-« 0.0002
Бор «-«-« 0.5
Бром «-«-« 0,2
Висмут «-«-« 0.1
Гексахлорбензол «-«-« 0.05
Диметиламин «-«-« 0.1
Дифторхлорметан (фреон) «-«-« 10
Диэтиловый эфир Орг. 0,3
Железо «-«-« 0.3
Изопрен «-«-« 0.005
Кадмий С.-т 0,001
Карбофос Орг. 0,05
Керосин:
Окисленный Орг. 0.01
Осветительный (ГОСТ 4753 – 68) «-«-« 0.05
Технический «-«-« 0,001
Кислота:
Бензойная Общ. 0,6
Дифенилуксусная «-«-« 0.5
Масляная «-«-« 0.7
Муравьиная «-«-« 3,5
Уксусная «-«-« 1.2
171
Продолжение табл. П 2
1 2 3
Кислоты жирные синтетические
С
5
–С
20
«-«-« 0.1
Марганец Орг. 0.1
Медь «-«-« 1
Метанол С.-т 3
Молибден «-«-« 0.25
Мочевина Общ. 1
Нафталин Орг. 0,01
Нефть:
Многосернистая «-«-« 0,1
Прочая «-«-« 0,3
Нитраты по:
NO
3
¯ С.-т 45
NO
2
¯ «-«-« 3,3
Полиэтиленамин «-«-« 0,1
Тиоцианаты «-«-« 0,1
Ртуть «-«-« 0,0005
Свинец «-«-« 0,03
Сероуглерод Орг. 1
Скипидар «-«-« 0,2
Сульфиды Общ. Отсутствие
Тетраэтилсвинец С.-т «-«-«
Трибутилфосфат Орг. 0,01
Формальдегид С.-т 0,05
Фосфор элементарный «-«-« 0,0001
Цианиды в расчете на циан С.-т 0,1
Цинк Общ. 1
Этилен Орг. 0,5
Этиленгликоль С.-т 1
Этилендиамин Орг. 0,2
172
Таблица П 3
ПДК пестицидов в почве, мг·кг¯
1
воздушно-сухой почвы.
Пестицид ПДК Пестицид ПДК
Агелон
Агрекс
Атразин
Бузудин
Бетанад
Гамма-ГХЦГ (линдан)
ГХЦГ
Гептахлор
Гетерофос
Глифосат
2,4 D (кислота)
2,4 D (дихлорофенол)
2,4 D (аминная соль)
2,4 D (бутиловый эфир)
2,4 D (кротиловый эфир)
2,4 D (октиловый эфир)
Иодофенфос
0,15
1,0
0,5
0,1
0,25
0,1
0,1
0,05
0,05
0,5
0,1
0,05
0,25
0,15
0,15
0,15
0,5
Карбофос
Линурон
Метатион
Метафос
Монурон
Политриазин
Полихлоркамфен
Полихлорпинен
Пропанид
Ронит
Севин
Семерон
Симазин
Фосфамид
Фталосов
Хлорофос
2,0
1,0
1,0
0,1
0,3
0,1
0,5
0,5
1,5
0,8
0,05
0,1
0,2
0,3
0,1
0,5
Таблица П 4
ОДК (ПДК) тяжелых металлов в почве, мг·кг¯
1
Металл ОДК (ПДК) Форма элемента
Мышьяк 2,0 Валовое содержание
Ртуть 2,1 То же
Свинец 32,0 «-«-«
Свинец + ртуть 20,1 + 1,0 «-«-«
Хром (VI) 0,05 «-«-«
Марганец 1500 «-«-«
Ванадий 150 «-«-«
Марганец + ванадий 1000+100 «-«-«
Сурьма 4,5 «-«-«
Медь 3,0 Подвижные соединения
Никель 4,0 То же
Цинк 23,0 «-«-«
Кобальт 5,0 «-«-«
Хром 6,0 «-«-«
173
Таблица П 5
ПДК химических элементов в пищевых продуктах, мг·кг¯
1
продукта
Виды продуктов
Элемент
рыбные мясные молочные
хлеб,
зерно
овощи фрукты соки
Алюминий 30,0 10,0 1,0 20,0 30,0 20,0 10,0
Железо 30,0 50,0 3,0 50,0 50,0 50,0 15,0
Йод 2,0 1,0 0,3 1,0 1,0 1,0 1,0
Кадмий 0.1 0,05 0,01 0,022 0,03 0,03 0,002
Медь 10,0 5,0 0,5 5,0 10,0 10,0 5,0
Мышьяк 1,0 0,5 0,05 0,2 0,2 0,2 0,2
Никель 0,5 0,5 0,1 0,5 0,5 0,5 0,3
Олово 200,0 200,0 100,0 — 200,0 100,0 100,0
Ртуть 0,5 0,03 0,005 0,01 0,02 0,01 0,005
Свинец 1,0 0,5 0,05 0,2 0,5 0,4 0,4
Селен 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Сурьма 0,5 0,1 0,05 0,1 0,3 0,3 0,2
Фтор 10,0 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
Хром 0,3 0,2 0,1 0,2 0,2 0,1 0,1
Цинк 40,0 40,0 5,0 25,0 10,0 10,0 10,0
174
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная
1. Защита атмосферы от промышленных загрязнений: Справ.изд.: в 2-х
ч./Перев. с англ.; Под ред. Калверта С., Инглунда Г.М.-М.:Металлургия,
1988; Ч. 1.-760 с., Ч. 2. - 712 с.
2.
Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология.-М.: Высш.шк.,1988. -
272 с.
3. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод.-М.:
Химия, 1984. – 448 с.
4.
Соловьев Г.С., Осетров Н.Ф. Лабораторный практикум по курсу
"Химия окружающей среды и экология".-М.: МХТИ им.Д.И.Менделеева,
1988.-68 с.
5.
Нечаев А.П. Органическая химия.-М.: Высш.шк., 1988.-319 с.
6.
Родионов А.И., Клушин Б.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты
окружающей среды. Учебник для вузов.-М.:Химия, 1989.-512 с.
7.
Диогенов Г.Г., Леонов С.Б. Экономические очерки о химических
элементах. - М.: Знание, 1989.-48 с.
8. Реймерс М.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. – М.:
Мысль,1990.-640 с.
9. Опаловский А.А. Планета Земля глазами химика.-М.:Наука, 1990.-
224 с.
10.
Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая
химическая технология.-М.: Высш.шк., 1990.-520 с.
11. Экологическая биотехнология /Пер. с англ.; Под ред.
К.Ф. Форстера, Д.Л. Дж. Вейза.-Л.:Химия, 1990.-384 с.
12.
Хуберт Р. Перенос энергии в биологических структурах /Перев. с
англ. - М.: Знание, 1990.-48 с.
13. Оуэн Д.Р. Что такое экология? - М.: Лесная промышленность, 1990.
14.
Форстер К.Ф., Вейз Д. Л. Дж. Экологическая биотехнология.-
Л.:Химия, 1990.
15.
Давыдова С.А. О токсичности ионов металлов. - М.: Знание, 1991. -
32 с.
16.
Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Ханов Ф.М. Экологическая азбука
школьника.- Уфа: РИО, 1992. - 192 с.
17. Концепция охраны окружающей среды и рационального исполь-
зования природных ресурсов Республики Башкортостан. - Уфа: ГП "Принт",
1993. - 241 с.
18. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природо-
пользование в России. М.: Фин. и стат., 1995. – 528 с.