GOSPODARKA ODPADAMI Ćwiczenie nr 5 Oznaczanie metodą kolumnową wskaźników zanieczyszczeń wymywanych z odpadów I. WPROWADZENIE: Nieodpowiednie składowanie odpadków na wysypiskach stwarza możliwość wymywania przez wody opadowe szkodliwych substancji zawartych w odpadach, które mogą zanieczyszczać wody podziemne i powierzchniowe. Metodę stosuje się do przewidywania skutków działań na środowisko wodne, występujących przy składaniu odpadów. Stosując badania w kolumnach można uzyskać duże przybliżenie do warunków naturalnych w jakich będzie miała miejsce infiltracja opadów atmosferycznych. Zasada metody polega na wymywaniu badanej próby odpadów w warunkach imitowanych opadów atmosferycznych i oznaczaniu w uzyskanych wyciągach wodnych wskaźników zanieczyszczeń. Wskaźnik zanieczyszczeń w przybliżeniu na 1kg próby odpadów oblicza się wg wzoru: X i Vi Ci [mg/kg] m V i objętość uzyskanego odcieku, dm 3 C i zawartość zanieczyszczeń obliczona w mg/dm 3, i stopień wymywania, m odważka badanej próby, kg Sumaryczny wskaźnik zanieczyszczeń oblicza się wg wzoru: 3 X i i 1,2,3 X [mg/kg] Wyniki zawartości zanieczyszczeń w wyciągach wodnych należy porównać z wielkościami dopuszczalnymi wg norm.
II. WYKONANIE OZNACZENIA: 1. Przez kolumnę wypełnioną badanymi odpadami przepuścić 1 dm 3 wody destylowanej, otrzymując w ten sposób odciek potrzebny do wykonania oznaczeń. 2. W uzyskanych odciekach należy przeprowadzić oznaczenia wskaźników zawartości zanieczyszczeń: a) BZT 5 (wg pkt. 1), b) ChZT (metodą nadmanganianową) (wg pkt. 2), c) zawartość jonów chlorkowych Cl - (wg pkt 3) stosując metodykę typową dla ścieków wg Polskich Norm.
1. Oznaczenie biochemicznego zapotrzebowania tlenu BZT 5 WYKONANIE: Do dwóch kolb miarowych o pojemności 500 cm 3 odmierzyć za pomocą pipety lub cylindra miarowego dokładnie wymieszaną próbkę wody badanej (odcieku) w ilości: Rozcieńczenie: Ilość odcieku: Kolbka nr 1: 1 : 250 2,0 [cm 3 ] Kolbka nr 2: 1 : 100 5,0 [cm 3 ] Następnie kolbki uzupełnić wodą do rozcieńczeń do objętości 500 cm 3 (do kreski). Przygotowanymi próbkami napełnić do pełna za pomocą lewarka po dwie buteleczki tlenowe (poj. ok. 100 cm 3 ) przepłukane uprzednio tymi próbkami. Dodatkowo napełnić dwie buteleczki w całości używaną wodą do rozcieńczeń. PRÓBKI: 0 tylko woda do rozcieńczeń ozn. tlenu w 1 dobie i po 5 dobach, 1 odciek + woda do rozcieńczeń (rozcieńczenie 1:250) ozn. tlenu w 1 dobie i po 5 dobach, 2 odciek + woda do rozcieńczeń (rozcieńczenie 1:100) ozn. tlenu w 1 dobie i po 5 dobach. W jednej z dwóch butelek tlenowych danego rozcieńczenia oraz wody do rozcieńczeń oznaczyć tlen rozpuszczony w pierwszej dobie (wg poniższej instrukcji). Pozostałe 3 buteleczki umieścić w ciemnym miejscu w temp. 20 o C na okres 5 dni. Po upływie tego czasu oznaczyć zawartość pozostałego tlenu (wg poniższej instrukcji). Oznaczanie tlenu rozpuszczonego metodą Winklera Do przygotowanych 3 buteleczek tlenowych dodać wprowadzając pod powierzchnię cieczy po 1 cm 3 siarczanu manganawego i po 1 cm 3 alkalicznego r-ru jodku potasowego. Zatkać butelki korkami wypychając nadmiar cieczy, tak aby przy korku nie powstał pęcherzyk powietrza. Zawartość każdej butelki wymieszać przez odwracanie (co najmniej 15 razy) i pozostawić w ciemności do opadnięcia osadu na dno (ok. 10 min). Następnie pod włączonym dygestorium w okularach ochronnych dodać po 1 cm 3 stężonego kwasu siarkowego wprowadzając pipetę pod powierzchnię cieczy. Wymieszać dokładnie przez odwracanie do całkowitego rozpuszczenia osadu. Odmierzyć z poszczególnych butelek po 100 cm 3 r-ru do kolbek stożkowych i miareczkować 0.025 n roztworem tiosiarczanu sodowego. W momencie pojawienia się jasnosłomkowego zabarwienia dodać 1 cm 3 skrobi i dalej miareczkować tę samą
próbkę aż do zupełnego odbarwienia próbki. Odczytywać z biurety całkowitą ilość tiosiarczanu sodowego jaka została zużyta przed i po dodaniu skrobi. OBLICZENIA WYNIKÓW STĘŻENIA TLENU: Zawartość tlenu rozpuszczonego obliczyć wg wzoru: 0.2 a 1000 X [mg/dm 3 ] O 100 2 a - całkowita ilość 0.025 n r-ru tiosiarczanu sodowego zużyta do zmiareczkowania jednej próbki przed i po dodaniu skrobi, [cm 3 ] 0.2 - ilość tlenu odpowiadająca 1 cm 3 ściśle 0.025 n tiosiarczanu sodowemu, [mg] Za wynik należy przyjąć średnią arytmetyczną wyników trzech równolegle wykonanych oznaczeń różniących się między sobą nie więcej niż 10 % wyniku najmniejszego. OBLICZANIE WARTOŚCI BZT 5 : dla próbek nierozcieńczonych: BZT 5 = (a b) [ mg/dm 3 O 2 ] dla próbek rozcieńczonych: (c d) x m 500 BZT 5 = [ (a b) - ------------------- ] ------ [ mgo 2 /dm 3 ] 500 V a - stężenie tlenu w badanej próbce przed inkubacją (1 doba), [mg/dm 3 ] b - stężenie tlenu w badanej próbce po inkubacji ( 5 dobie), [mg/dm 3 ] c - stężenie tlenu w wodzie użytej do rozcieńczenia przed inkubacją, [mg/dm 3 ] d - stężenie tlenu w wodzie użytej do rozcieńczenia po inkubacji, [mg/dm 3 ] m - ilość wody do rozcieńczeń, zawarta w 500 cm 3 próbki rozcieńczonej, [cm 3 ] V ilość próbki odcieku zawarta w 500 cm 3 próbki rozcieńczonej, [cm 3 ]
2. Oznaczanie utlenialności: WYKONANIE: Do kolb stożkowych o poj. ok. 300 ml odmierzyć odpowiednio 2,0 ml, 5,0 ml i 10 ml badanej wody i dopełnić do 100 ml wodą destylowaną. Jednocześnie przygotować tzw. ślepą próbę do kolby stożkowej odmierzyć 100 ml wody destylowanej. Do każdej kolbki dodać po 10 ml roztworu kwasu siarkowego (1 + 3) oraz (odmierzając za pomocą biurety!!!) po 10 ml roztworu KMnO 4. Zawartość każdej kolbki wymieszać. Następnie kolbki wstawić do wrzącej łaźni wodnej na 30 min. W przypadku, gdy próbki po wyjęciu z łaźni są bezbarwne - wykonać ponownie rozcieńczenia. Do próbek zabarwionych dodać 10 ml roztworu szczawianu - roztwory powinny się odbarwić i natychmiast miareczkować roztworem KMnO 4 do wystąpienia słabo różowego zabarwienia utrzymującego się przez kilka minut. Gdy ilość nadmanganianu zużytego na miareczkowanie przekracza 8 ml - analizę powtórzyć również wykonując rozcieńczenie. Jeżeli próbka rozcieńczona x10 (tzn. 10 ml badanej próbki i 90 ml wody destylowanej) odbarwi się w łaźni trzeba wykonać rozcieńczenia pośrednie np. rozcieńczenie x40: wykonać rozcieńczenie x10, pobrać z tego 25 ml i uzupełnić do 100 ml wodą destylowaną - w efekcie otrzymujemy rozcieńczenie x10 x4 = x40. OBLICZENIA WYNIKÓW: X 0,1 ( a b) 1000, V b c V 1 100 X - wartość utlenialności, [mg O2/dm 3 ] a - ilość roztworu KMnO 4 zużyta na zmiareczkowanie badanej wody (próbki), [ml] b - ilość roztworu KMnO 4 zużyta na zmiareczkowanie wody destylowanej użytej do rozcieńczenia, [ml] (b = 0 gdy nie stosujemy rozcieńczeń), c - ilość roztworu KMnO 4 zużyta na zmiareczkowanie ślepej próby, [ml] V - objętość badanej próbki wody, [ml] V1 - objętość wody destylowanej użytej do rozcieńczenia, [ml].
3. Oznaczanie chlorków metodą Mohra WYKONANIE: Odmierzyć cylindrem miarowym po 100 cm 3 wody badanej do trzech kolbek stożkowych o poj. ok. 300 cm 3. Następnie dodać po 1 cm 3 (około 5 kropel) K 2 CrO 4 i miareczkować kolejno mianowanym roztworem AgNO 3 do zmiany zabarwienia na żółto-brunatnawe. Jeżeli po obliczeniu wyników okaże się, że ilość chlorków przekroczyła 300 mg/dm 3 należy ćwiczenie powtórzyć rozcieńczając próbki (odmierzyć odpowiednią ilość wody badanej i uzupełnić do 100 cm 3 wodą destylowaną) dalej postępować jak wyżej. OBLICZENIE WYNIKÓW: Zawartość jonów chlorkowych w wodzie badanej obliczyć wg. wzoru: X ( a 0,3) 1000 [mg/dm 3 Cl - ] V a - ilość mianowanego r - ru AgNO 3, [cm 3 ] V - objętość próbki wody użyta do oznaczenia (w przypadku stosowania rozcieńczenia objętość wody badanej użytej do rozcieńczenia, [cm 3 ] 0,3 - ilość mianowanego r -ru AgNO 3 zużyta na wytworzenie Ag 2 CrO 4 w objętości 100 cm 3 wody destylowanej, [cm 3 ] Za wynik należy przyjąć średnią arytmetyczną wyników trzech równolegle wykonanych oznaczeń różniących się między sobą nie więcej niż 10% wyniku najmniejszego.