Работа 3 Биогенные вещества

Биогенными элементами называют химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и выполняющие определенные функции (O, C, H, N, P, S). В группу биогенных элементов кроме вышеперечисленных часто включают железо, поскольку оно необходимо живым организмам, а его содержание в некоторых случаях достигает нескольких мг/л воды.

Азот – важнейший элемент питания, необходимый для нормального развития растений. Он входит в состав белков, нуклеиновых кислот, гемоглобина. Соединения азота играют большую роль в процессах фотосинтеза, обмене веществ, образования новых клеток. Вместе с тем в современную эпоху заметно усилился процесс обогащения окружающей среды соединениями азота. О значительном загрязнении соединениями азота свидетельствует повышение уровня концентрации нитратов в природных водах в 2 – 4 раза и более. Негативным фактором в этом процессе является повышение концентрации аммонийного и нитратного азота до токсичных уровней.

Железо – непременный компонент поверхностных вод. Кроме растворенного ионного железа в природных водах присутствуют гидроксокомплексы, коллоидные неорганические и органические формы. В природных водах многие соединения железа малоустойчивы, поскольку подвергаются гидролизу с последующим осаждением гидроксидов. Избыточное количество железа приводит к заболеванию кровеносной системы и циррозу печени. Предельно допустимая концентрация ионов железа в воде составляет 0,5 мг/л.

Поступление в организм избыточного количества нитратов (более 10 мг/кг массы тела) вызывает развитие метгемоглобинемии и, как следствие, недостаточное обеспечение организма кислородом. Нарушаются многие обменные процессы в организме, снижается иммунитет, нарушается деятельность эндокринных органов и т. д.

Допустимая суточная доза потребления человеком нитратов в России принята равной 300 – 325 мг (т. е. 5 мг на кг его массы). Реальная суточная нагрузка, по экспертным оценкам, колеблется от 150 до 360 мг. Она значительно меняется в зависимости от характера питания и содержания нитратов в воде и достигает в ряде случаев 500 – 600 мг/сут на человека.

Цель работы: определить содержание ионов аммония (NH₄⁺), нитрит-ионов (NO₂^-), нитрат-ионов (NO₃^-) и ионов железа (Fe³⁺) в исследуемой воде.

Материалы, реактивы, оборудование: штатив с пробирками; мерные колбы на 25 мл, 50 мл, 100 мл; пипетки на 1 мл, 5 мл, 10 мл с делениями; стакан на 150 мл; предметное стекло; исследуемая вода; раствор сегнетовой соли КNaC₄H₄O₆4H₂O; реактив Несслера KHgI₄; безаммиачная вода; стандартные растворы хлорида аммония NH₄Cl (прил. 2); крахмальная бумага; 2 н. раствор уксусной кислоты СН₃СООН; 0,1 н. раствор иодида калия KI; 10%-ый раствор реактива Грисса; гидроксид аммония, суспензия для коагуляции; активированный уголь; стандартные растворы нитрита натрия NaNO₂ (прил. 2); 0,1 М раствор гексацианоферрата (III) калия К₃[Fe(СN)₆]; 50%-ый раствор роданида аммония NH₄CNS или роданида калия KCNS; кристаллический персульфат аммония (NH₄)₂S₂O₈; раствор соляной кислоты HCl (пл. 1,19 г/см³); стандартные растворы железа (прил. 2); 10%-ый раствор аммиака. фотоколориметр; электроплитка.