Задания части 1
Выберите один, наиболее правильный вариант. У кузнечика развитие1) непрямое2) с куколкой3) прямое4) с полным превращением
Выберите один, наиболее правильный вариант. Какие функции выполняет кровеносная система насекомых?1) переносит питательные вещества и вредные продукты жизнедеятельности2) осуществляет перенос газов3) доставляет к клеткам кислород4) участвует в обмене веществ и превращении энергии в клетке
Выберите один, наиболее правильный вариант. Неполное превращение свойственно1) бабочке Павлиний глаз2) жуку-пожарнику3) стрекозе-коромыслу4) мухе домашней
Выберите один, наиболее правильный вариант. К ароморфным изменениям у членистоногих относят появление1) органов зрения и осязания2) замкнутой кровеносной системы3) конечностей, состоящих из отделов4) нервной системы в виде цепочки
ЧЛЕНИСТОНОГИЕ1. Выберите три варианта. Какие признаки объединяют речного рака, паука-крестовика и майского жука в тип Членистоногие?1) одинаковое строение органов выделения2) хитиновый покров тела3) фасеточные глаза4) замкнутая кровеносная система5) деление тела на отделы6) брюшная нервная цепочка
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. По каким признакам ракообразных, паукообразных и насекомых объединяют в тип Членистоногие?1) хитиновый покров2) трахейное и лёгочное дыхание3) сегментированное тело, представленное отделами4) рычажные конечности5) кровеносная система замкнутого типа6) развитие с полным превращением
ЧЛЕНИСТОНОГИЕ — ПОЗВОНОЧНЫЕ1. Установите соответствие между характеристиками и классами животных, к которым их относят: 1) Насекомые, 2) Пресмыкающиеся. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.А) скелет наружныйБ) расположение сердца на брюшной стороне телаВ) наличие костного скелетаГ) нервная система узлового типаД) наличие туловищных или тазовых почекЕ) наличие разнообразных паразитических форм
2. Установите соответствие между особенностями систем кровообращения и видами животных, у которых имеются данные системы: 1) обыкновенная медведка, 2) атлантическая треска. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.А) кровеносная система незамкнутаяБ) сердце расположено на брюшной сторонеВ) кровь течёт по сосудам и полости телаГ) в сердце венозная кровьД) сердце двухкамерное
РАКИ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие особенности нервной системы имеет большинство организмов класса, один из представителей которого изображен на рисунке?
1) есть окологлоточное нервное кольцо
2) по брюшной стороне проходит цепочка из ганглиев
3) нервная система диффузного типа
4) нервная система узлового типа
5) полушария мозга лишены коры
6) нервная система трубчатого типа
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Для организма, изображенного на рисунке, характерны следующие признаки:
1) наличие членистых конечностей
2) нервная система лестничного типа
3) сердце на брюшной стороне тела
4) имеются две пары усиков
5) способен к размножению партеногенезом
6) промежуточный хозяин широкого лентеца
РАКИ — НАСЕКОМЫЕ1. Установите соответствие между признаком и классом типа Членистоногие: 1) Ракообразные, 2) Насекомые. Запишите цифры 1 и 2 в правильнном порядке.А) Головогрудь и брюшкоБ) Выделительная система — антенальные железыВ) Органы дыхания — трахеиГ) Органы дыхания — жабрыД) Три пары ходильных конечностейЕ) Голова, грудь и брюшко
2. Установите соответствие между классами животных и их признаками:1) ракообразные, 2) насекомые. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.А) органы дыхания – трахеиБ) органы дыхания – жабрыВ) три пары ходильных ногГ) пять пар ходильных ногД) развитие прямоеЕ) развитие с полным и неполным превращением
3. Установите соответствие между признаком животных и классами: 1) Насекомые, 2) Ракообразные. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.А) органы дыхания – трахеиБ) три пары конечностейВ) пять пар ходильных ногГ) органы дыхания – жабрыД) твердый хитиновый панцирьЕ) выделительная система – мальпигиевы сосуды
Установите соответствие между характеристиками классов и животными – представителями этих классов, представленными на рисунках. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) на грудных ножках располагаются жабры
Б) обитает в водной среде
В) выделительные органы – мальпигиевы сосуды
Г) имеет одну пару антенн
Д) тело разделено на голову, грудь и брюшко
Е) трахейное дыхание
РАКИ — ПАУКИУстановите соответствие между характеристиками и классами членистоногих, к которому его относят: 1) ракообразные, 2) паукообразные. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.А) наличие двух пар усиковБ) регулирование численности насекомыхВ) наличие четырех пар конечностейГ) перенос некоторыми видами опасных для человека заболеванийД) внешнее пищеварениеЕ) очищение водоемов от органических остатков
Установите соответствие между характеристиками и организмами. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) дыхание жаберное
Б) имеет две пары антенн
В) глаза простые
Г) имеет пять пар ходильных ног
Д) как правило, имеет паутинные железы
Е) ходильные ноги не имеют клешней на конце 
Установите соответствие между характеристиками и беспозвоночными животными, изображенными на рисунках. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) имеет развитые антенны
Б) имеет непарный глазок
В) является переносчиком вируса энцефалита
Г) паразитирует на млекопитающих животных
Д) входит в состав зоопланктона
РАКИ — ПАУКИ — НАСЕКОМЫЕ ПРИЗНАКИУстановите соответствие между характеристиками и классами членистоногих: 1) Ракообразные, 2) Паукообразные, 3) Насекомые. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.А) одна пара усиковБ) жаберное дыханиеВ) выделение с помощью зелёных желёзГ) две пары усиковД) дыхание с помощью лёгочных мешков и трахейЕ) разделение тела на голову, грудь и брюшко
РАКИ — ПАУКИ — НАСЕКОМЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ1. Установите соответствие между членистоногим животным и классом, к которому его относят: 1) Ракообразные, 2) Паукообразные, 3) Насекомые. Запишите цифры 1, 2 и 3 в правильном порядке.А) скорпионБ) паук-крестовикВ) наездник-яйцеедГ) камчатский крабД) черноморская креветкаЕ) постельный клоп
2. Установите соответствие между примерами и классами животных: 1) Паукообразные, 2) Насекомые, 3) Ракообразные. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.А) камчатский крабБ) постельный клопВ) божья коровкаГ) паук-крестовикД) черноморская креветкаЕ) обыкновенный богомол
ПАУКИВыберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Паук крестовик относится к классу Паукообразные, так как у него1) нет усиков2) сложные фасеточные глаза3) четыре пары ног4) наружный хитиновый скелет5) сердце находится на брюшной стороне тела6) тело состоит из двух отделов: головогруди и брюшка
ПАУКИ РИС
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие признаки характерны для животного, изображенного на рисунке?
1) замкнутая кровеносная система
2) разделение тела на голову, грудь и брюшко
3) брюшная нервная цепочка
4) четыре пары ног
5) одна пара усиков
6) дыхание с помощью легочных мешков и трахей
2. Все приведенные ниже характеристики, кроме двух, используются для описания животного, изображенного на рисунке. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) пять пар ходильных ног
2) наличие от двух до двенадцати простых глаз
3) наличие зеленой железы
4) тело состоит из головогруди и брюшка
5) наличие паутинной железы
3. Все приведённые ниже характеристики, кроме двух, используются для описания животного, изображённого на рисунке. Определите два термина, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) четыре пары ходильных ног
2) наличие двух пар сложных глаз
3) трахейное дыхание
4) тело состоит из головогруди и брюшка
5) наличие ядовитой железы
ПАУКИ — НАСЕКОМЫЕ ПРИЗНАКИ1. Установите соответствие между признаком животного и классом, для которого он характерен: 1) паукообразные, 2) насекомыеА) предварительное переваривание пищи вне организмаБ) разделение тела на головогрудь и брюшкоВ) глаза простые, от двух до восьми парГ) наличие одной пары усиков на головеД) наличие трех пар конечностей на грудиЕ) глаза фасеточные, сложного строения
2. Установите соответствие между признаком животного и классом, для которого он характерен: 1) паукообразные, 2) насекомыеА) наличие головогруди и брюшкаБ) одна пара усиковВ) четыре пары ходильных ногГ) глаза простые или отсутствуютД) дыхание только трахейное
3. Установите соответствие между признаками и животными, для которых они характерны: 1) паук, 2) насекомоеА) органы дыхания — только трахеиБ) развиты хелицерыВ) орган выделения – жировое телоГ) три пары ходильных ногД) тело разделено на три отделаЕ) четыре пары ходильных ног
4. Установите соответствие между особенностями строения членистоногих и классом, для которого они характерны: 1) паукообразные, 2) насекомые. Запишите цифпы 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.А) тело состоит из головы, груди, брюшкаБ) имеются усикиВ)
ПАУКИ — НАСЕКОМЫЕ ПРИМЕРЫУстановите соответствие между животным и классом к которому его относят: 1) Паукообразные, 2) НасекомыеА) медоносная пчелаБ) скорпионВ) рыжий лесной муравейГ) малярийный комарД) таежный клещ
5. Установите соответствие между характеристиками и классами членистоногих: 1) Паукообразные, 2) Насекомые. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.А) органы дыхания – исключительно трахеиБ) прямое развитие у большинстваВ) наличие трех пар конечностейГ) кровь не переносит газыД) тело состоит из головогруди и брюшкаЕ) наличие одной пары усиков
ПАУКИ — НАСЕКОМЫЕ ОТЛИЧИЯВыберите три утверждения, относящиеся к отличию паукообразных от насекомых.1) Имеют внешний хитиновый скелет, который служит каркасом всему телу.2) Четыре пары простых глаз.3) Незамкнутая кровеносная система.4) Имеются мальпигиевы сосуды.5) Четыре пары ходильных ног.6) Тело состоит из брюшка и головогруди.
НАСЕКОМЫЕ1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие признаки характерны для насекомых?1) деление тела на головогрудь и брюшко2) деление тела на голову, грудь и брюшко3) трахейная система дыхания4) легочная система дыхания5) четыре пары ходильных конечностей6) шесть ходильных конечностей
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие особенности организации способствовали широкому распространению насекомых на планете?1) развитие вторичной полости тела2) наличие нервной системы узлового строения3) высокая плодовитость4) разнообразие ротовых аппаратов5) наличие жалящих органов6) наличие крыльев
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Для животного, изображённого на рисунке, характерны
1) дыхание при помощи лёгочных мешков
2) выделение при помощи мальпигиевых сосудов
3) грызущий тип ротового аппарата
4) развитие с неполным превращением
5) нервная система лестничного типа
6) замкнутая кровеносная система
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Если у животного в процессе эволюции сформировался орган, представленный на рисунке, то это животное
1) имеет простые светочувствительные глазки
2) выделяет продукты обмена с помощью мальпигиевых сосудов
3) имеет прямое эмбриональное развитие
4) имеет тело, разделённое на голову, грудь и брюшко
5) дышит атмосферным кислородом
6) питается исключительно мальками рыб
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Выберите насекомых, которые во взрослом состоянии имеют грызущий ротовой аппарат.А) капустная белянкаБ) сверчок полевойВ) рыжий тараканГ) ягодный клопД) стрекоза синяя стрелкаЕ) комнатная муха
Установите соответствие между особенностями насекомых и их отрядами: 1) Тараканы, 2) Перепончатокрылые. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.А) ротовой аппарат грызущего типаБ) метаморфоз не полныйВ) две пары прозрачных крыльевГ) ротовой аппарат лакающего типаД) метаморфоз полныйЕ) большинство представителей – общественные насекомые
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. К отряду Двукрылые относятся1) плавунцы2) мухи3) долгоносики4) комары5) усачи6) оводы
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Если у животного сердце имеет строение, изображенное на рисунке, то для этого животного характерны
1) наличие гемоглобина в эритроцитах
2) тазовые почки
3) нервная система трубчатого типа
4) незамкнутая кровеносная система
5) разветвленные трахейные трубочки
6) непрямое развитие
Проанализируйте таблицу «Отряды насекомых». Для каждой буквы выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) пчелы, осы, муравьи
2) неполное
3) лижущий
4) жужелица садовая, майский жук
5) сосущий
6) полное
7) саранча, кузнечики, медведки
Проанализируйте таблицу «Тип Членистоногие». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка:
1) две пары
2) пять пар
3) три пары
4) ноль пар
5) пучки трахей
6) легкие
7) легкие или жабры
ПОЛНОЕ ОТРЯДЫВсе приведенные ниже примеры, кроме двух, относятся к отрядам насекомых с полным превращением. Определите два примера, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.1) Жесткокрылые2) Полужесткокрылые3) Двукрылые4) Прямокрылые5) Чешуекрылые
ПОЛНОЕ — НЕПОЛНОЕ ОТРЯДЫУстановите соответствие между отрядами насекомых и типами их развития: 1) с неполным превращением, 2) с полным превращением. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.А) ЧешуекрылыеБ) ДвукрылыеВ) ЖесткокрылыеГ) ПрямокрылыеД) ПерепончатокрылыеЕ) Стрекозы
ПОЛНОЕ — НЕПОЛНОЕ ВИДЫ1. Установите соответствие между насекомым и типом его постэмбрионального развития: 1) с неполным превращением, 2) с полным превращениемА) азиатская саранчаБ) майский жукВ) капустная белянкаГ) комнатная мухаД) зеленый кузнечикЕ) медоносная пчела
2. Установите соответствие между видом животного и типом его постэмбрионального развития: 1) с полным превращением, 2) с неполным превращением. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.А) пустынная саранчаБ) хлебная жужелицаВ) обыкновенный богомолГ) пчела медоноснаяД) березовая пяденица
3. Установите соответствие между представителем класса насекомых и типом его развития: 1) с неполным превращением, 2) с полным превращением. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.А) саранчаБ) жук-оленьВ) тараканГ) кузнечикД) постельный клопЕ) бабочка-капустница
4. Установите соответствие между видами насекомых и типами их развития: 1) с полным превращением, 2) с неполным превращением. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.А) жужелицаБ) лесной клопВ) зеленый кузнечикГ) майский жукД) бабочка-крапивница
5. Установите соответствие между видами насекомых и типами их развития: 1) с полным превращением, 2) с неполным превращением. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.А) жук-плавунец Б)
перелетная саранча
В) медведкаГ) божья коровкаД) стрекоза коромыслоЕ) рыжий муравей
СОБИРАЕМ 6
А) жук-могильщик
Б) колорадский жукВ) клоп вредная черепашкаГ) бабочка репейница
ПОЛНОЕ — НЕПОЛНОЕ ПРИЗНАКИВыберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Укажите признаки, характерные для насекомых с неполным превращением:1) три стадии развития2) внешнее оплодотворение3) личинка похожа на кольчатого червя4) личинка cходна по внешнему строению со взрослым насекомым5) за стадией личинки следует стадия куколки6) личинка превращается во взрослое насекомое
НЕПОЛНОЕВыберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Укажите признаки, характерные для насекомых с неполным превращением:1) три стадии развития2) внешнее оплодотворение3) личинка похожа на кольчатого червя4) личинка cходна по внешнему строению со взрослым насекомым5) за стадией личинки следует стадия куколки6) личинка превращается во взрослое насекомое
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАЗВИТИЯУстановите последовательность процессов, происходящих при развитии комара-пискуна, начиная с процесса роения. Запишите соответствующую последовательность цифр.1) откладывание яиц2) оплодотворение3) окукливание4) четыре последовательные линьки5) выход имаго
Установите соответствие между характеристиками и органами дыхания членистоногих: 1) трахеи, 2) жабры, 3) лёгочные мешки. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.А) встречаются только у пауковБ) тонкие ветвистые трубочкиВ) углубление в теле с листовидными пластинкамиГ) пронизывают всё телоД) свойственны ракообразнымЕ) плёнчатые выросты на конечностях
Установите соответствие между характеристиками и объектами, обозначенными на рисунках выше цифрами 1, 2, 3, 4. Запишите цифры 1-4 в порядке, соответствующем буквам.
А) обитает в почве
Б) обладает замкнутой кровеносной системой
В) является паразитом человека
Г) дышит с помощью наружных ветвистых жабр
Д) не способен к самостоятельному движению
Е) ведёт хищный образ жизни
Растворенный в воде кислород — петин а.н. и др. анализ и оценка качества поверхностных вод
А.Н. Петин, М.Г. Лебедева, О.В. Крымская
Анализ и оценка качества поверхностных вод
Учебное пособие. – Белгород: Изд-во БелГУ, 2006. – 252 с.
Растворенный кислород находится в природной воде в виде молекул O2. На его содержание в воде влияют две группы противоположно направленных процессов: одни увеличивают концентрацию кислорода, другие уменьшают ее. К первой группе процессов, обогащающих воду кислородом, следует отнести:
· процесс абсорбции кислорода из атмосферы;
· выделение кислорода водной растительностью в процессе фотосинтеза;
· поступление в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно пересыщены кислородом.
Абсорбция кислорода из атмосферы происходит на поверхности водного объекта. Скорость этого процесса повышается с понижением температуры, с повышением давления и понижением минерализации. При каждом значении температуры существует равновесная концентрация кислорода, которую можно определить по специальным справочным таблицам, составленным для нормального атмосферного давления. Аэрация – обогащение глубинных слоев воды кислородом – происходит в результате перемешивания водных масс, в том числе ветрового, вертикальной температурной циркуляции и т.д.
Фотосинтетическое выделение кислорода происходит при ассимиляции диоксида углерода водной растительностью (прикрепленными, плавающими растениями и фитопланктоном). Процесс фотосинтеза протекает тем сильнее, чем выше температура воды, интенсивность солнечного освещения и больше биогенных (питательных) веществ (P, N и др.) в воде. Продуцирование кислорода происходит в поверхностном слое водоема, глубина которого зависит от прозрачности воды (для каждого водоема и сезона может быть различной, от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров).
К группе процессов, уменьшающих содержание кислорода в воде, относятся реакции потребления его на окисление органических веществ: биологическое (дыхание организмов), биохимическое (дыхание бактерий, расход кислорода при разложении органических веществ) и химическое (окисление Fe2 , Mn2 , NO2—, NH4 , CH4, H2S). Скорость потребления кислорода увеличивается с повышением температуры, количества бактерий и других водных организмов и веществ, подвергающихся химическому и биохимическому окислению. Кроме того, уменьшение содержания кислорода в воде может происходить вследствие выделения его в атмосферу из поверхностных слоев и только в том случае, если вода при данных температуре и давлении окажется пересыщенной кислородом.
В поверхностных водах содержание растворенного кислорода варьирует в широких пределах – от 0 до 14 мг/дм3 – и подвержено сезонным и суточным колебаниям. Суточные колебания зависят от интенсивности процессов его продуцирования и потребления и могут достигать |
Концентрация кислорода определяет величину окислительно-восстановительного потенциала и в значительной мере направление и скорость процессов химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений. Кислородный режим оказывает глубокое влияние на жизнь водоема. Минимальное содержание растворенного кислорода, обеспечивающее нормальное развитие рыб, составляет около 5 мг/дм3. Понижение его до 2 мг/дм3 вызывает массовую гибель (замор) рыбы. Неблагоприятно сказывается на состоянии водного населения и пересыщение воды кислородом в результате процессов фотосинтеза при недостаточно интенсивном перемешивании слоев воды.
В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого и санитарного водопользования содержание растворенного кислорода в пробе, отобранной до 12 часов дня, не должно быть ниже 4 мг/дм3 в любой период года; для водоемов рыбохозяйственного назначения концентрация растворенного в воде кислорода не должна быть ниже |
Определение кислорода в поверхностных водах включено в программы наблюдений с целью оценки условий обитания гидробионтов, в том числе рыб, а также как косвенная характеристика оценки качества поверхностных вод и регулирования процесса очистки стоков (табл. 15). Содержание растворенного кислорода существенно для аэробного дыхания и является индикатором биологической активности (т.е. фотосинтеза) в водоеме.
Таблица 15
Содержание кислорода в водоемах с различной степенью загрязненности
Уровень загрязненности воды и класс качества | Растворенный кислород | ||
лето, мг/дм3 | зима, мг/дм3 | % насыщения | |
Очень чистые, I | 9 | 14–13 | 95 |
Чистые, II | 8 | 12–11 | 80 |
Умеренно загрязненные, III | 7–6 | 10–9 | 70 |
Загрязненные, IV | 5–4 | 5–4 | 60 |
Грязные, V | 3–2 | 5–1 | 30 |
Очень грязные, VI | 0 | 0 | 0 |
Относительное содержание кислорода в воде, выраженное в процентах его нормального содержания, называется степенью насыщения кислородом.
Эта величина зависит от температуры воды, атмосферного давления и солености. Вычисляется по формуле:
где M – степень насыщения воды кислородом, %;
а – концентрация кислорода, мг/дм3;
Р – атмосферное давление в данной местности, Па;
N – нормальная концентрация кислорода при данной температуре, минерализации (солености) и общем давлении 101308 Па.
Растворенный кислород (РК) является весьма неустойчивым компонентом химического состава вод. При его определении особо тщательно следует проводить отбор проб: необходимо избегать контакта воды с воздухом до фиксации кислорода (связывания его в нерастворимое соединение).
В ходе анализа воды определяют концентрацию РК (в мг/л) и степень насыщения им воды (в %) по отношению к равновесному содержанию при данных температуре и атмосферном давлении.
Контроль содержания кислорода в воде – чрезвычайно важная проблема, в решении которой заинтересованы практически все отрасли народного хозяйства, включая черную и цветную металлургию, химическую промышленность, сельское хозяйство, медицину, биологию, рыбную и пищевую промышленность, службы охраны окружающей среды. Содержание РК определяют как в незагрязненных природных водах, так и в сточных водах после очистки. Процессы очистки сточных вод всегда сопровождаются контролем содержания кислорода. Определение РК является частью анализа при определении другого важнейшего показателя качества воды – биохимического потребления кислорода (БПК).
Определение концентрации РК в воде проводится методом йодометрического титрования – методом Винклера, широко используемым и общепринятым при санитарно-химическом и экологическом контроле. Метод определения концентрации РК основан на способности гидроксида марганца (II) окисляться в щелочной среде до гидроксида марганца (IV), количественно связывая при этом кислород. В кислой среде гидроксид марганца (IV) снова переходит в двухвалентное состояние, окисляя при этом эквивалентное связанному кислороду количество йода. Выделившийся йод оттитровывают раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала в качестве индикатора.
Определение РК проводится в несколько этапов. Сначала в анализируемую воду добавляют соль Мn(II), который в щелочной среде реагирует с растворенным кислородом с образованием нерастворимого дегидратированного гидроксида Мn(IV) по уравнению:
Таким образом производится фиксация, т.е. количественное связывание, кислорода в пробе. Фиксация РК, являющегося неустойчивым компонентом в составе воды, должна быть проведена сразу после отбора пробы.
Далее к пробе добавляют раствор сильной кислоты (как правило, соляной или серной) для растворения осадка, и раствор йодида калия, в результате чего протекает химическая реакция с образованием свободного йода по уравнению:
Затем свободный йод титруют раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала, который добавляют для лучшего определения момента окончания титрования. Реакции описываются уравнениями:
О завершении титрования судят по исчезновению синей окраски (обесцвечиванию) раствора в точке эквивалентности. Количество раствора тиосульфата натрия, израсходованное на титрование, пропорционально концентрации растворенного кислорода.
В сточных и загрязненных поверхностных водах могут присутствовать компоненты, искажающие результаты определения РК методом Винклера. К таким компонентам относятся следующие загрязняющие вещества.
1. Взвешенные и окрашенные вещества. Они могут помешать определению, адсорбируя йод на своей поверхности или химически взаимодействуя с ним. При наличии в анализируемой воде взвешенных веществ их отделяют отстаиванием (не фильтрованием!) либо осветлением при добавлении раствора алюмокалиевых квасцов и аммиака.
2. Биологически активные взвешенные вещества (например, активный ил биохимических очистных сооружений). Пробы сточных вод, содержащие плохо оседающие взвешенные вещества, которые могут вызвать снижение концентрации кислорода вследствие продолжающейся жизнедеятельности микроорганизмов, необходимо осветлять также прибавлением раствора алюмокалиевых квасцов при одновременном добавлении токсичного для микроорганизмов вещества (растворов сульфаминовой кислоты, хлорида ртути или сульфата меди) сразу после отбора пробы.
3. Восстановители, реагирующие с выделенным йодом в кислой среде (сульфиты, тиосульфаты, сульфиды). Для устранения влияния восстановителей используют метод Росса, основанный на добавках к пробам растворов гипохлорита натрия NаОС1, хлорной извести СаОС12 и роданида калия КNСS.
4. Окислители, выделяющие йод из йодида калия (активный хлор, нитриты, катионы железа (III) и др.). Влияние железа (III) устраняется добавлением раствора фторида калия.
Влияние нитритов, которые часто встречаются в природных и сточных водах, устраняют добавлением раствора сульфаниловой кислоты, обычно предусмотренного в измерительных комплектах.
Оборудование и реактивы
Батометр любого типа; груша резиновая или медицинский шприц; колба коническая вместимостью 250-300 мл; склянка кислородная калиброванная (100-200 мл) с пробкой; мешалка (стеклянные шарик, палочка и т.п.) известного объема; пипетки мерные на 1 мл и 10 мл; поддон, термометр с ценой деления не более 0,5 °С.
Раствор соли марганца; раствор концентрированной серной кислоты (1:2); раствор тиосульфата натрия (0,02 г-экв/л); раствор крахмала (0,5 %); раствор йодида калия щелочной.
Если в лаборатории имеются приборы для измерения содержания растворенного в воде кислорода (оксиметры), их с успехом можно использовать для выполнения анализов в полевых условиях.
О приготовлении растворов см. приложение 3.
Отбор пробы
Отбор проб на содержание РК имеет ряд особенностей.
Для отбора проб на РК в общем случае (ГОСТ 17.1.5.85) [43] используют батометр, к крану которого прикреплена резиновая трубка длиной 20-25 см. Для отбора проб воды из поверхностных горизонтов используют эмалированную либо стеклянную посуду. Если отбирается общая проба воды для анализов по разным компонентам, то проба для определения РК должна быть первой, взятой для дальнейшей обработки.
Водой из отобранной пробы ополаскивают 2-3 раза чистые калиброванные склянки из состава комплекта или (если требуется специальная подготовка проб, например, отстаивание) стеклянные бутыли.
Наполнение склянок осуществляют сифоном через резиновую трубку, опущенную до дна склянки. После наполнения кислородной склянки до горлышка ее наполнение продолжают до тех пор, пока не выльется около 100 мл воды, т.е. пока не вытеснится вода, соприкасавшаяся с находившимся в склянке воздухом, и еще один объем. Трубку вынимают из склянки, не прекращая тока воды из батометра. Аналогично проводят заполнение склянки из бутыли с анализируемой водой либо бутыли из батометра (в последнем случае резиновую трубку сифона погружают примерно до половины высоты водяного столба в бутыли). Сразу после заполнения склянки производят фиксацию кислорода, как описано ниже.
Отбор пробы для измерения концентрации РК непосредственно на водоеме выполняют следующим образом.
• Отберите пробу воды в склянку с мешалкой, заполняя водой
весь объем склянки.
• Закройте склянку пробкой. (Точное измерение температуры, атмосферного давления необходимы для расчета степени насыщения пробы кислородом.)
Примечание. В склянке не должно остаться пузырьков воздуха. Анализируйте пробу, по возможности, скорее.
Проведение анализа
Процесс определения РК проводится в кислородных калиброванных склянках из комплекта и включает:
– специальную обработку пробы для устранения мешающего влияния примесей (выполняется при необходимости, преимущественно при анализе сточных вод);
– фиксацию кислорода, проводимую немедленно после заполнения кислородной склянки;
– титрование, которое может быть проведено через некоторое время (но не более суток).
При выполнении анализа несколько раз повторяются следующие операции.
5. Содержимое склянки перемешивают помещенной внутрь склянки мешалкой, удерживая склянку рукой.
Определение растворенного кислорода в воде природных водоемов.
1. Введите в склянку разными пипетками 1 мл раствора соли марганца, затем 1 мл раствора йодида калия и 1-2 капли раствора сульфаминовой кислоты, после чего закройте склянку пробкой.
2. Перемешать содержимое склянки с помощью имеющейся внутри мешалки, держа склянку в руке. Дайте отстояться образующемуся осадку не менее 10 мин.
Примечание. Склянку с фиксированной пробкой можно хранить в затемненном месте не более 1 суток.
Титрование
3. Введите в склянку пипеткой 2 мл раствора серной кислоты, погружая пипетку до осадка (не взмучивать!) и постепенно поднимая ее вверх по мере опорожнения.
4. Склянку закройте пробкой и содержимое перемешайте до растворения осадка.
5. Содержимое склянки полностью перенесите в коническую колбу на 250 мл.
Примечание. Определение концентрации РК в воде можно выполнять путем титрования части пробы. При этом в колбу на 100 мл цилиндром переносят 50,0 мл пробы с растворенным осадком. Дальнейшие операции проводят как описано ниже для обработки полной пробы.
6. В бюретку (пипетку), закрепленную в штативе, из состава комплекта наберите 10 мл раствора тиосульфата и титруйте пробу до слабо желтой окраски. Затем добавьте пипеткой 1 мл раствора крахмала (раствор в колбе синеет) и продолжайте титрование до полного обесцвечивания раствора.
7. Определите общий объем раствора тиосульфата, израсходованный на титрование (как до, так и после добавления раствора крахмала).
Вычисление результатов анализа.
В случае титрования всего количества раствора в кислородной склянке массовую концентрацию РК в анализируемой пробе воды (Срк) в мг/л рассчитайте по формуле:
где 8 – эквивалентная масса атомарного кислорода;
Ст – концентрация титрованного стандартного раствора тиосульфата, г – экв/л;
Vт – общий объем раствора тиосульфата, израсходованного на титрование (до и после добавления раствора крахмала), мл;
V – внутренний объем калиброванной кислородной склянки с закрытой пробкой (определяется заранее для каждой склянки отдельно), мл;
Vi – суммарный объем растворов хлорида марганца и йодида калия, добавленных в склянку при фиксации РК, а также мешалки, мл (рассчитывается как Vi =1 1 0,5 = 2,5 мл);
1000 – коэффициент пересчета единиц измерения из г/л в мг/л.
Примечание. Принимается, что потери растворенного кислорода в фиксированной форме при сливе излишков жидкости из склянки и при выполнении других операций много меньше результата измерений (пренебрежимо малы).
В случае титрования части пробы(50,0 мл) в кислородной склянке массовую концентрацию РК в анализируемой пробе воды (Срк в мг/л) рассчитывают по формуле:
Пример расчета концентрации растворенного кислорода в воде.
При общем объеме раствора тиосульфата, израсходованного на титрование, равном 4,7 мл, концентрации раствора тиосульфата 0,02 г-экв/л и объеме кислородной склянки 102,5 мл содержание растворенного кислорода рассчитывается как:
Для определения степени насыщения воды кислородом по табл. 16 определите величину концентрации насыщенного раствора кислорода в воде (Сн, мг/л), исходя из температуры воды, зафиксированной в момент отбора пробы.
Таблица 16
Зависимость равновесной концентрации кислорода в воде от температуры (атмосферное давление – 760 мм рт.ст.)
Температура, °С | Равновесная концентрация растворенного кислорода (в мг/л) | |||||||||
0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | |
0 | 14,65 | 14,61 | 14,57 | 14,53 | 14,49 | 14,45 | 14,41 | 14,37 | 14,33 | 14,29 |
1 | 14,25 | 14,21 | 14,17 | 14,13 | 14,09 | 14,05 | 14,02 | 13,98 | 13,94 | 13,90 |
2 | 13,86 | 13,82 | 13,79 | 13,75 | 13,71 | 13,68 | 13,64 | 13,60 | 13,56 | 13,53 |
3 | 13,49 | 13,46 | 13,42 | 13,38 | 13,35 | 13,31 | 13,28 | 13,24 | 13,20 | 13,17 |
4 | 13,13 | 13,10 | 13,06 | 13,03 | 13,00 | 12,96 | 12,93 | 12,89 | 12,86 | 12,82 |
5 | 12,79 | 12,76 | 12,72 | 12,69 | 12,66 | 12,59 | 12,56 | 12,53 | 12,52 | 12,49 |
6 | 12,46 | 12,43 | 12,40 | 12,36 | 12,33 | 12,30 | 12,27 | 12,24 | 12,21 | 12,18 |
7 | 12,14 | 12,11 | 12,08 | 12,05 | 12,02 | 11,99 | 11,96 | 11,93 | 11,90 | 11,87 |
8 | 11,84 | 11,81 | 11,78 | 11,75 | 11,72 | 11,70 | 11,67 | 11,64 | 11,61 | 11,58 |
9 | 11,55 | 11,52 | 11,49 | 11,47 | 11,44 | 11,41 | 11,38 | 11,35 | 11,33 | 11,30 |
10 | 11,27 | 11,24 | 11,22 | 11,19 | 11,16 | 11,14 | 11,11 | 11,08 | 11,06 | 11,03 |
11 | 11,00 | 10,98 | 10,95 | 10,93 | 10,90 | 10,87 | 10,85 | 10,82 | 10,80 | 10,77 |
12 | 10,75 | 10,72 | 10,70 | 10,67 | 10,65 | 10,62 | 10,60 | 10,57 | 10,55 | 10,52 |
13 | 10,50 | 10,48 | 10,45 | 10,43 | 10,40 | 10,38 | 10,36 | 10,33 | 10,31 | 10,28 |
14 | 10,26 | 10,24 | 10,22 | 10,19 | 10,17 | 10,15 | 10,12 | 10,10 | 10,08 | 10,06 |
15 | 10,03 | 10,01 | 9,99 | 9,97 | 9,95 | 9,92 | 9,90 | 9,88 | 9,86 | 9,84 |
16 | 9,82 | 9,79 | 9,77 | 9,75 | 9,73 | 9,71 | 9,69 | 9,67 | 9,65 | 9,63 |
17 | 9,61 | 9,58 | 9,56 | 9,54 | 9,52 | 9,50 | 9,48 | 9,46 | 9,44 | 9,42 |
18 | 9,40 | 9,38 | 9,36 | 9,34 | 9,32 | 9,30 | 9,29 | 9,27 | 9,25 | 9,23 |
19 | 9,21 | 9,19 | 9,17 | 9,15 | 9,13 | 9,12 | 9,10 | 9,08 | 9,06 | 9,04 |
20 | 9,02 | 9,00 | 8,98 | 8,97 | 8,95 | 8,93 | 8,91 | 8,90 | 8,88 | 8,86 |
21 | 8,84 | 8,82 | 8,81 | 8,79 | 8,77 | 8,75 | 8,74 | 8,72 | 8,70 | 8,68 |
22 | 8,67 | 8,65 | 8,63 | 8,62 | 8,60 | 8,58 | 8,56 | 8,55 | 8,53 | 8,52 |
23 | 8,50 | 8,48 | 8,46 | 8,45 | 8,43 | 8,42 | 8,40 | 8,38 | 8,37 | 8,35 |
24 | 8,33 | 8,32 | 8,30 | 8,29 | 8,27 | 8,25 | 8,24 | 8,22 | 8,21 | 8,19 |
25 | 8,18 | 8,16 | 8,14 | 8,13 | 8,11 | 8,10 | 8,08 | 8,07 | 8,05 | 8,04 |
26 | 8,02 | 8,01 | 7,99 | 7,98 | 7,96 | 7,95 | 7,93 | 7,92 | 7,90 | 7,89 |
27 | 7,87 | 7,86 | 7,84 | 7,83 | 7,81 | 7,80 | 7,78 | 7,77 | 7,75 | 7,74 |
28 | 7,72 | 7,71 | 7,69 | 7,68 | 7,66 | 7,65 | 7,64 | 7,62 | 7,61 | 7,59 |
29 | 7,58 | 7,56 | 7,55 | 7,54 | 7,52 | 7,51 | 7,49 | 7,48 | 7,47 | 7,45 |
30 | 7,44 | 7,42 | 7,41 | 7,40 | 7,38 | 7,37 | 7,35 | 7,34 | 7,32 | 7,31 |
Далее рассчитайте степень насыщения воды кислородом (R) в % с учетом фактической величины атмосферного давления по формуле:
где 100 – коэффициент пересчета единиц измерения из мг/л в %;
760 – нормальное атмосферное давление, мм рт.ст.;
Сн – величина концентрации насыщенного раствора кислорода для условий отбора, определенная по табл.16.
Р – фактическая величина атмосферного давления в момент отбора пробы.
Примечание. При отсутствии данных об атмосферном давлении в момент отбора допускается его принимать равным нормальному.
Пример расчета степени насыщения воды кислородом.
При значениях СРК = 7,52 мг/л, Сн = 9,82 мг/л, Р = 735 мм рт. ст. и температуре воды в момент отбора 16°С степень насыщения составляет:
1.3.1. Биохимическое потребление кислорода (БПК)
1.3.2. Окисляемость, или химическое потребление кислорода (ХПК)
1.3.3. Бихроматная окисляемость (ускоренный метод определения)