Глава 2. Методы и материалы исследования

Описание изучаемых родников

Родник Ильи Муромца располагается в Центральном федеральном округе, Владимирской области, г. Муром, Карачаровский район. Тип родника: Нисходящий рассеянный. Территория источника чистая. Координаты: 55.542962 °N, 42.087781 °Е. Геолокация (рис. 1), Родник и его территория (2-

Рис 1. Локация родника Преподобного Ильи Муромца. Источник - Google карты

Рис 2. Территория родника Преподобного Ильи Муромца

 

Никольский родник расположен в Центральном федеральном округе, Владимирской области, г. Муром. Родник расположен в средней части склона правого коренного берега реки Клязьмы, тип источника - нисходящий. Родник оборудован трубой внутренним диаметром 10,5 см и длиной не менее 0,5 м. Вода падает с высоты 50 см в углубление, укрепленное деревом и металлическими конструкциями. Водосборная ниша сверху покрыта дощатым навесом.

Территория около родника относительно чистая, чуть ниже по склону - пятно переувлажненного грунта. Вода из родника просачивается в грунтовые воды и питает безымянный ручей, берущий начало ниже по склону. Координаты: 55.582200°N 42.061300°E.

Рис. 3. Геолокация Никольского родника и Рис. 4 Территория Никольского родника

 

, +

Рис. 5 Никольский родник

Оценка социальной значимости.

Социальная значимость родников определялась подсчетом количества людей, посещающих их для забора воды в будние дни и в выходные, в утренние (с 9 по 11) и вечерние часы (17-19). Также можно ознакомиться с комментариями о роднике, взятых с Яндекс отзывов в Приложении

Определение дебита.

Дебит родника я определила способом измерения объемным расходом воды. Определение расхода воды родника вычислили по формуле:

Q = V / T _ср.

Где V - объем взятого сосуда, л

t _ср – среднее время его наполнения, с

Набор воды в Никольском роднике в объеме 1,5 л произошел за 11,52 с, в роднике Святого Ильи Муромца - за 9, 56 в таком же объеме. По формуле:

Q = V: T_ср = 1,5: 11,52∼ 0,13 (л/с) - расход воды в Никольском роднике.

Q = V: T_ср = 1,5: 9,56 ∼0,16 (л/с) - расход воды в роднике Святого Ильи Муромца

Переведем данные в мл/с: 0,13 л/с = 130 мл/с и 0,16 = 160 мл/с

2.4 Физические и гидрохимические анализы воды.

Изучение показателей воды родника Ильи Муромца проводились в 2015 и 2021 годах, а родника Никольского в 2021 году.

 

Органолептические:

Из всех органолептических показателей вкус и запах оцениваются субъективно, в баллах, исходя из «показаний» рецепторов. Формально оценить их невозможно.

Чтобы определить наличие запаха, просто открывают бутылку, в которой доставлена проба, и поверхностно втягивают носом воздух в 3-5 см от ее горлышка. Затем воду (около 100 мл) переливают в широкогорлую колбу и нагревают на плите до нужной температуры, не закрывая. После этого воду взбалтывают вращательным движением и вновь оценивают запах.

Вкус распознают, сделав небольшой глоток воды (15-20 мл) и в течение нескольких секунд подержав ее во рту. После этого воду сплевывают.

Для определения прозрачности разработано три метода. Результаты оценки по ним признаются равно достоверными:

По кресту. Измеряют высоту водяного столба, через который различим крест. Он рисуется на белом фарфоровом диске черными линиями толщиной 1 мм, на концах каждой перекладины – сплошные круги диаметром 1 мм. Минимальная высота столба в лабораторных условиях – 3,5 м. Его низ подсвечивается мощной лампой (около 300 Вт).

Мутность воды может определяться субъективно – с помощью мутномерной пробирки. В нее наливают воду (высота столба 10-12 см) и оценивают наличие взвеси визуально, глядя на свет. Чтобы исключить ошибки, измерение проводят фотометрически. Здесь нужен специальный прибор, оценивающий степень ослабления светового потока, проходящего через воду (турбодиметрический метод), или степень светорассеяния в отраженном свете (нефелометрический).

Цветность воды оценивается в градусах платиново-кобальтовой шкалы, ее значение варьируется от 1-2 до сотни градусов. Предельно допустимое значение для питьевой воды – 35 градусов. Определение цветности проводится визуальным методом (метод сравнения с искусственными стандартами). В чистую пробирку до метки наливают исследуемую воду. Помещают пробирку над белой поверхностью (лист бумаги) и смотрят вертикально вниз через столбик жидкости. Методом сравнения подбирают пробирку из набора шкалы цвет раствора, в которой соответствует цвету исследуемой воды. Записывают номер пробирки, а затем по таблице определяют соответствующий ему градус цветности.

Гидрохимические.

Отобранные пробы проверяются на содержание различных химических элементов. Для этого проводится выпаривание анализируемой воды либо осаждение реагентами отдельных компонентов. Гидрохимические методы исследований позволяют выявлять повышенные концентрации щелочных и щелочноземельных металлов, а также свинца, никеля, меди, цинка, молибдена, кобальта, урана, радия, сурьмы, мышьяка, йода и брома.

Для анализа проб используют: 1) метод сухих остатков для определения широкого спектра элементов; 2) специализированную аппаратуру для выявления быстро меняющихся элементов (О2, Н2, Fе2+, Fе3+, СО2); 3) потенциометры для определения рН; 4) непосредственно в скважинах каротажные зонды для измерения Еh.

Величина рН имеет большое значение для химических и биологических процессов, происходящих в природных водах. Она влияет на процессы превращения различных форм биогенных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ. Определение рН в исследуемых водах проводится с помощью универсального иономера ЭВ-74, в основе работы которого лежит измерение электродвижущей силы цепей, составленных из индикаторного электрода и электрода сравнения.

Содержание основных макрокомпонентов поверхностных вод определяется методом титриметрического анализа.

Метод определения гидрокарбонатного иона (HCO3-) основан на взаимодействии бикарбонатов с соляной кислотой (HCl) с использованием индикатора метилоранжа. О величине щелочности судят по количеству израсходованной кислоты в ходе титрования.

Определение ионов кальция и магния (жесткость) проводится титрованием пробы воды трилоном Б с применением индикаторов хромогена черного и флуорексона. При определении величины общей жесткости исследуемую воду титруют раствором трилона Б с применением индикатора хромоген черный до перехода красно-фиолетовой окраски исследуемой воды в голубую. Обязательным условием при расчете общей жесткости является определение нормальности трилона Б.

При определении ионов кальция используется индикатор флуорексон, а переход зеленовато-розового флуоресцирующего цвета титруемого раствора в розовый свидетельствует о конце титрования. Титрование пробы производится раствором трилона Б. Содержание магния вычисляется арифметическим путем.

Определение содержания ионов хлора (Сl-) при анализе неокрашенных и окрашенных вод проводится аргентометрическим методом с использованием для титрования азотнокислого серебра, по использованному объему которого судят о содержании хлора. В качестве индикатора для определения конца титрования используется порошок хромовокислого калия (K2CrO4), в результате чего образуется осадок хромата серебра красного цвета.

Колориметрический метод позволяет установить концентрацию опред0еленного вещества в растворе по интенсивности окраски раствора.

Нитрит-ионы (NO2-) являются одной из форм соединений азота, необходимых для жизнедеятельности наземных и водных организмов. В основе метода лежит определение нитритов с применением реактива Грисса, окрашивающего исследуемую воду в розовый цвет разной интенсивности в зависимости от концентрации (NO2-). Содержание нитритов находят по калибровочной кривой.

Фосфат-ионы (PO4.-3). Метод их определения основан на взаимодействии фосфатов с молибдатом в кислой среде с образованием фосфорно-молибденовой гетерополикислоты H7[P(Mo207)6l28Н2О восстановлением ее аскорбиновой кислотой в присутствии сурьмяновиннокислого калия до фосфорно-молибденового комплекса, окрашенного в голубой цвет. Содержание фосфатов находят по графику. В случае разбавления исследуемой воды содержание фосфатов определяется по формуле, учитывающей степень разбавления воды.

Турбидиметрический метод определения сульфатов (SO4-) основан на измерении интенсивности помутнения растворов, содержащих сульфатные ионы, в присутствии смешанного реактива (смесь солей бария BaCl2, гликоля и этилового спирта) и соляной кислоты, используемой для создания кислой среды и удаления влияния гидрокарбонатов и карбонатов. Содержание сульфатов находят по калибровочному графику. В случае высокого содержания сульфатов исследуемую воду разбавляют дистиллированной водой и концентрацию определяют по формуле аналогично фосфат-ионам.

Перманганатная окисляемость (содержание легко окисляемого органического вещества) определяется методом Кубеля. Сущность этого метода заключается в том, что при титровании раствора перманганат, восстанавливаясь, обесцвечивается и после перехода точки эквивалентности малейший избыток окрашивает титруемый раствор в розовый цвет. Титрование перманганатом происходит в сернокислой среде при кипячении. Метод можно использовать для проб, окисляемость которых ниже 100 мг/л. Перманганатная окисляемость вычисляется по формуле с предварительным определением нормальности калия перманганата (KMnO4).

Сумма ионов (общая минерализация) определяется арифметически (полученная концентрация ионов суммируется) и выражается в мг/л (мг/дм3).

Рис. 6 МУП «Водоканал» г. Муром