Chemisch wateronderzoek van de Dinkel bij het Singraven voor het N-profiel Scheikunde Inhoudsopgave: Pag. 2 Pag. 3 Pag. 3 Pag. 5 t/m 21 Pag. 5 Pag. 9 Pag. 10 Pag. 13 Pag. 14 Pag. 15 Pag. 17 Pag. 18 Pag. 19 Pag. 20 Pag. 22
1. Veiligheidsregels 2. Inleiding Benodigdheden wateronderzoek 3. De proeven 3.1 zuurstofbepaling 3.2 De zuurgraad (pH) 3.3 ammoniumgehalte 3.4 nitraatbepaling 3.5 nitrietbepaling 3.6 hardheidbepaling (dH) 3.7 fosfaatbepaling 3.8 sulfidegehalte 3.9 sulfaatgehalte 3.10 chloridegehalte 3.11 Verzameltabel resultaten wateronderzoek
1
Wateronderzoek Singraven, N-profiel scheikunde. 1. Veiligheidsregels De proeven die betrekking hebben op het water worden m.b.v. de milieukoffer uitgevoerd. Voordat je in een laboratorium te werk kunt gaan, zul je eerst moeten weten hoe je veilig practicumhandelingen kunt verrichten. 1a. Chemicaliën: In een laboratorium mogen chemicaliën slechts op 3 plaatsen voorkomen: a. in een afgesloten, van etiket voorziene voorraadfles, die steeds op dezelfde plaats behoort te worden teruggezet. b. in glaswerk dat voor het experiment gebruikt wordt. c. in afvalcontainers (of soms de gootsteen) na afloop van het experiment.
Op alle andere plaatsen (atmosfeer, tafelbladen, kleding, buiten gebruik zijnd glaswerk e.d.) zetten chemicaliën hun werking ongecontroleerd voort. Hier horen chemicaliën dus ook niet thuis. In het belang van ogen, luchtwegen, kleding, boeken van jezelf en anderen, dient men met alle stoffen - ook kleine hoeveelheden - zorgvuldig om te springen. Bedenk verder dat een geringe verontreiniging een chemisch experiment kan doen mislukken.
1b. Veilig werken: a. een witte labjas is verplicht. Deze moet ten alle tijde tijdens het practicum gesloten zijn. b. vul een reageerbuis nooit verder dan ongeveer een kwart. c. er mag niet gerookt of gegeten worden tijdens het practicum. d. weet bij elke stap wat je doet. e. loop niet weg tijdens het uitvoeren van een proef. f. filtreerpapier, pH-papier en dergelijke na gebruik meteen opruimen. g. gebruikt glaswerk zo spoedig mogelijk reinigen met water en/of borstel. h. de chemicaliën die in de milieukoffer worden gebruikt zijn bijna allemaal giftig en schadelijk voor het milieu. Ga er zorgvuldig mee om en was na het practicum altijd je handen!!! Afval van chemicaliën weggooien in de daarvoor bestemde containers.
2
2. Inleiding Om de kwaliteit en de verontreinigingsgraad van het water in het gebied dat je onderzoekt vast te stellen, kan je gebruik maken van eenvoudige metingen m.b.v. de milieukoffer. Je kunt hiermee de hardheid, pH, het zuurstofgehalte, de nitraat-, nitriet- , fosfaat-, chloride-, sulfide-, sulfaat- en ammoniumconcentratie bepalen in het water. Hoe je dit moet doen wordt in de hieronderstaande beschrijvingen duidelijk gemaakt. Wat voor conclusies je uit je resultaat kunt trekken kun je verder nalezen bij elk onderdeel apart. Onthoud echter wel dat dit momentopnames zijn. Er kunnen in de loop van een jaar veel verschillen optreden in de concentraties van de verschillende stoffen.
Zorg ervoor, als je met deze serie proeven begint 1 liter water in een donkere afgesloten fles meeneemt uit de Dinkel. De fles moet tot aan de rand toe gevuld zijn! Dit is van belang voor de bepaling van het zuurstofgehalte. Hieronder afbeeldingen van het te gebruiken glaswerk.
10 ml
5 ml
Maatcilinder. Flesje voor zuurstofbepaling. Aantoningsglaswerk voor fosfaat-, ammonium-, nitriet- en nitraatbepaling.
3
Benodigheden wateronderzoek -milieukoffer met bepalingen:temperatuur,zuurgraad,ammonium,nitraat,nitriet,zuurstof,hardheid en fosfaatgehalte. -indicator papier sulfide bepaling -test sticks voor sulfaatbepaling -testkit voor chloride bepaling -fles 1000ml met goed afsluitbare dop. ivm met inwerking van zuurstof helemaal vullen(bolle meniscus)en dan meteen goed afsluiten. -etiket om naam plek en temperatuur te noteren. -handdoek -laarzen -labjas -schrijfbenodigheden
4
3. De proeven. 3.1. Zuurstofbepaling. INLEIDING Als er niet genoeg zuurstof in oppervlaktewater zit gaan vissen en bepaalde micro-organismen dood. Met behulp van de hier beschreven proef kun je het zuurstofgehalte van het water uit de Dinkel bepalen. Het zuurstofgehalte zal nog afhangen van de stroomsnelheid en de diepte van het water. Met behulp van het hier beschreven experiment kun je het zuurstofgehalte van water uit de Dinkel bepalen. Dit geeft je inzicht in de huidige waterkwaliteit van de Dinkel. Voor het leven in het water is de aanwezige zuurstof van groot belang. Het zegt veel over het zelfreinigend vermogen van het water. De zuurstof (O2) is nodig voor het afbreken van organische verontreinigingen. In die zin kan het dus ook dienst doen als een maat voor de waterverontreiniging. Zuurstof komt vanuit de lucht in het water terecht. De hoeveelheid zuurstof die het water kan "opnemen", hangt af van watertemperatuur en luchtdruk. Hoe warmer het water des te minder zuurstof kan erin voorkomen. Eén van de redenen van vissterfte na enkele warme zomerdagen, kan dus het tekort aan zuurstof in het water zijn. Ook waterplanten zorgen dat er zuurstof in het water wordt gebracht. Zij kunnen door fotosynthese kooldioxide en water o.i.v. licht omzetten in zuurstof en suiker. Als gevolg hiervan treden er dagelijks grote verschillen op in het zuurstofgehalte. Een teveel aan zuurstof in het water ontsnapt in de atmosfeer. Verschillende vissoorten hebben een verschillend zuurstofgehalte nodig. Bijvoorbeeld voor de forel is een waarde tussen de 7 en 10 mg/L zuurstof het gunstigst. Karpers daar in tegen hebben maar 3 mg/L (liter) nodig. Hieronder volgt een tabel 3.1.1. waarbij je aan de hand van het zuurstofgehalte kunt bekijken met welk soort water je te maken hebt. Tabel 3.1.1. Bepaling van de verontreinigingsgraad a.d.h. van het zuursofgehalte.
0 - 4 5 - 6 7- 8 9 - 10 > 10
O2-gehalte in mg/L als viswater niet geschikt. voor weinig eisende vissoorten, getuigt van overbemesting, verontreinigd. In de zomer: niet ongunstig. In de winter: net toereikend goed. meestal zuurstofverzadigd, dit vooral in de zomer. Sterke dag/nacht verschillen.
5
Heeft men de kwaliteit van het water bepaald dan kan men m.b.v. tabel 3.1.2. bekijken wat dit nu betekent. Tabel 3.1.2. Beschrijving van de verschillende kwaliteitsgroepen. Nummer groep: I
Betekenis:
Graad van organische belasting:
Betekenis als viswater:
Oligo-saproob
nauwelijks verontreinigd water
eiafzetgebied voor edelvissen
II
ß-meso-saproob
matig verontreinigd water
Edelviswater
III
á-meso-saproob
sterk verontreinigd water
weinig vishoeveelheden, periodieke vissterfte door zuurstofgebrek
IV
poly-saproob
zeer sterk verontreinigd water
geen vissen meer
BENODIGDHEDEN: • aantoningsset zuurstof (sauerstoff 1 t/m 5) • 40 ml watermonster WERKWIJZE: Het meten van de hoeveelheid zuurstof is zeer nauwkeurig werk! Men moet ervoor zorgen dat het te onderzoeken water zo weinig mogelijk aan de lucht wordt blootgesteld nadat het in een proeffles is meegenomen. Immers zuurstof wordt door het water via de lucht opgenomen. a. Meet eerst de temperatuur van het water waar je het watermonster neemt. b. Doe 5 druppels reagens 1 (Sauerstoff) en 5 druppels reagens 2 (Sauerstoff) in het grote glazen flesje. c. Vul het grote glazen flesje in de milieukoffer tot aan de rand met het watermonster en sluit de fles af. d. schud het flesje goed en wacht 1 minuut (dop erop laten!!). e. voeg dan 10 druppels reagens 3 (Sauerstoff) toe. PAS OP REAGENS 3 IS EEN GIFTIG MENGSEL!! Sluit het flesje opnieuw af en schud goed. f. spoel nu een maatcilinder met de vloeistof uit het flesje en vul deze dan met 5 ml vloeistof. g. voeg nu 1 druppel reagens 4 (Sauerstoff) toe en schud de maatcilinder. De vloeistof zal nu verkleuren tot violet of blauw. h. draai nu de deksel van de pot reagens 5 (Saurstoff) en vul de titratiepipet door langzaam de zuiger omhoog te trekken totdat de onderkant de 0 mg/l O2-merklijn bereikt. Let op de vloeistof zit onderin de pipet!
6
i. haal nu de pipet uit de pot en zorg ervoor dat de druppel die er aanhangt, afgestreken wordt aan de binnenkant van de rand. j. laat de titratievloeistof DRUPPEL VOOR DRUPPEL in de maatcilinder lopen. Zorg ervoor dat je continu de maatcilinder ronddraait. Ga net zolang door totdat de kleur van het water van blauw/violet omslaat naar kleurloos. k. lees nu het zuurstofgehalte af in mg/L.op het pipet zie afbeelding hieronder.
Hier het zuurstofgehalte aflezen
Schematische tekening van de pipet Waarmee je de bepaling doet l. spuit de overtollige titratievloeistof terug in de daarvoor bestemde fles (reagens 5). m. noteer het zuurstofgehalte in mg/L in verzameltabel 3.11, blz. 22.
. .
7
n. Vergelijk de gevonden waarden met de oplosbaarheid van zuurstof in water in evenwicht met lucht bij 1 atm en verschillende temperaturen in tabel 5:
Temperatuur (ºC)
Oplosbaarheid O2 (mg/l)
0
14,62
5
12,80
10
11,33
15
10,15
20
9,17
25
8,38
30
7,63
Klopt het dat de door jou gevonden waarde (bij een bepaalde temperatuur) lager zijn dan de waarde in de tabel? Beredeneer nu het verschil van de gevonden waarde van de opgeloste zuurstof en de opgeloste zuurstof volgens tabel 5. Is er kans op vissterfte?
8
3.2. De zuurgraad (pH) Inleiding Tegenwoordig kan men de krant niet openslaan of er staat wel iets in over zure regen. Een te zuur milieu is in het algemeen schadelijk voor zowel plant als dier. Het is daarom ook van belang te weten welke pH de grond en het water hebben in een bepaald gebied. Verder bepaalt de pHwaarde ook de oplosbaarheid van enkele andere stoffen, zoals het visgiftige ammoniak. Vissen kunnen alleen in een bepaald pH-bereik leven en zich voortplanten. In zoetwater liggen de beste waarden tussen de 5,5 en 7,5; in zeewater liggen de beste waarden tussen de 8 en de 8,5. Worden er hoger of lagere waarde gemeten kunnen kieuwen en huid van de vissen beschadigd worden. Bij een langere inwerking leidt dit zelfs tot de dood. De ideale waarden bij zoetwater liggen tussen de 6,5 en 8,0. BENODIGDHEDEN • milieukoffer • 1 liter water in een donkere afgesloten fles • pH-papier. • 1 maatcilinder
WERKWIJZE: a. vul de maatcilinder met 10 ml te testen water b. neem een indicatorstrookje en doop deze in het water. Het strookje zal gaan verkleuren. c. vergelijk de kleur van het strookje met die op het doosje en noteer de zuurgraad(pH) in verzameltabel 3.11, blz. 22.
9
3.3. Ammoniumgehalte. Ammonium (NH4+) en ammoniak (NH3) zijn typische vervuilingsindicatoren van water. Zeker op het platteland kan door drijfmest, mestinjectering en kunstmestuitspoeling zoveel ammonium/ammoniak in het water komen, dat bij een bepaalde pH zeer snel vissterfte kan optreden, doordat het bepaalde grenswaarden overschrijdt. Bij oppervlaktewater wordt meestal een ammoniumgehalte van 0,1 tot 0,3 mg/l (milligram per L) gevonden. Bij sterk vervuilde wateren 5 tot 10 mg/l. In drinkwater mag absoluut geen ammonium voorkomen. Door in het water voorkomende omstandigheden, kan zich ammonium/ammoniak verzamelen of door bacteriën m.b.v. zuurstof tot nitriet (NO2-) en nitraat (NO3-) worden omgezet. Deze, zich onder zuurstofrijke omstandigheden afspelende processen, noemen we nitrificatie. Ook de omgekeerde reactie van nitraten naar ammonium/ammoniak of stikstof kan m.b.v. bacteriën gebeuren. Dit noemen we denitrificatie. Zoals in de natuur vindt nitrificatie en denitrificatie ook in een zuiveringsinstallatie plaats. Daarbij is een zo volledig mogelijke nitrificatie gewenst. Oftewel er mag geen ammonium/ammoniak meer terug te vinden zijn in het gezuiverde water. Ook mag de grenswaarde van 1 mg per L (liter) voor nitriet niet overschreden worden. Inleiding De bedoeling van deze proef is het vaststellen van hoeveel vrije ammoniak er aanwezig is in het watermonster. Vrije ammoniak is schadelijk voor vissen en kan bij hoge concentraties vissterfte veroorzaken. Door overbemesting komt er veel ammonium in het water terecht. Dit ammonium vormt een evenwicht met ammoniak. Hierbij verschuift het evenwicht bij een bepaalde pH naar de kant van het ammoniak. Deze stof is zeer giftig voor de vissen. Om het gehalte ammonium/ammoniak te balen is het dus absoluut noodzakelijk de pH van het water te weten. M.b.v. van tabel 1 wordt via de gevonden concentratie ammonium en de pH het aandeel aan visgiftig vrije ammoniak bepaald.
Tabel 3.3.1: De pH in relatie met het percentage vrije ammoniak bij watertemperatuur van ongeveer 10°C.
pH-waarde
Vrije ammoniak
6
0%
7
1%
7,5
3%
8
4%
8,5
11 %
9
25 %
10
78 %
10
Een voorbeeld: bevindt er zich 1 mg/L ammonium in een watermonster bij een pH van 9 en watertemperatuur van ongeveer 10°, wil dit zeggen dat 25 % daarvan als vrije ammoniak in het water aanwezig zal zijn. Dat betekent 0,25 mg/L. De grenswaarden voor ammoniak kun je terug vinden in tabel 3.3.2. (onderaan de pagina). In de praktijk komt het dus hier op neer, dat een ammoniumgehalte in het water van 1 mg/L bij een pH van 6 onschadelijk is en bij een pH van 9 dodelijk kan zijn voor de vissen. Je moet voor een correct resultaat dus de pH weten. Ook is het evenwicht tussen ammonium en ammoniak sterk temperatuurafhankelijk. Des te hoger de watertemperatuur des te meer visgiftig ammoniak er ontstaat (zie grafiek 3.3.1.).
Grafiek 3.3.1. Temperatuur en pH uitgezet tegen de concentratie ammonium/ammoniak in%.
Om de visgiftigheid van ammoniak te bepalen kun je tabel 3.3.2. bekijken, waarin de grenswaarden voor ammoniak staan. Tabel 3.3.2. Grenswaarden voor de visgiftigheid van ammoniak. Dodelijke gevaar bij een bepaalde concentratie voor karpers voor forellen
> 1 mg/L (ppm)
ammoniak
Grenswaarde 0,2 mg/L
< 1 mg/L (ppm)
0,08 mg/L
voor forel- en karperbroed > 0,2 mg/L (ppm)
0,006 mg/L
11
BENODIGDHEDEN • aantoningsset ammonium (3 potjes) • 20 ml watermonster
De fles met het te onderzoeken water.
WERKWIJZE: a. Spoel beide glazen flesjes (met witte dop) meermaals met het te onderzoeken water. b. Vul nu beide flesjes met 5 ml (m.b.v. het spuitje) met het te onderzoeken water. Je voert met één van de beide flesjes de proef uit. De andere is voor het kleurvergelijk. c. Doe nu 12 druppels REAGENS 1 AMMONIUM in één van de beide flesjes en meng dit goed. d. nu 1 spatel (kleine witte staafje) REAGENS 2 AMMONIUM toe voegen in het flesje en opnieuw goed mengen e. Doe nu 4 druppels REAGENS 3 AMMONIUM in het flesje en meng dit goed. f. wacht 7 minuten en vergelijk de kleur in het flesje met de kleuren van de bijgesloten kleurenkaart Ammonium. g. noteer het ammoniumgehalte in mg/L in verzameltabel 3.11, blz. 22.
12
3.4. Nitraatbepaling INLEIDING Nitraat komt in de bodem vooral door bemesting. Nitraat wordt niet door de bodemdeeltjes vastgehouden en spoelt dus gemakkelijk uit naar het grondwater. Nitraat is bij hoge concentraties giftig. In drinkwater en viswater mag niet meer dan 50 mg per liter zitten.
BENODIGDHEDEN: • aantoningsset nitraat (nitrat) • 20 ml watermonster WERKWIJZE: a. Spoel beide glazen flesjes (met witte dop) meermaals met het te onderzoeken water. b. Vul nu beide flesjes met 5 ml (m.b.v. het spuitje) met het te onderzoeken water. Je voert met één van de beide flesjes de proef uit. De andere is voor het kleurvergelijk. c. nu 1 spatel (kleine witte staafje) NITRAT TEST REAGENS toe voegen in het flesje en goed mengen d. wacht 5 minuut en vergelijk de kleur in het flesje met de kleuren van de bijgesloten kleurenkaart Nitrat. e. noteer de nitraatconcentratie in mg/L in verzameltabel 3.11, blz. 22.
Nitraatgehalte van de bodem in Nederland (hoe roder de kleur hoe hoger de concentratie)
13
3.5. Nitrietbepaling. INLEIDING De nitrietconcentratie (NO2-) in het water kan door overbemesting ook een te hoge waarde krijgen. Zo is b.v. voor forel een concentratie van 0,01 mg/L en voor karpers 0,03 mg/L. Hogere nitrietconcentraties (0,1-1,0 mg/L) kunnen na een bepaalde tijd schade veroorzaken. Dit is wel afhankelijk van de vissoort en de omstandigheden van de omgeving. Acuut gevaar is er bij een concentratie > 1 mg/L. In drinkwater mag geen nitriet aanwezig zijn! BENODIGDHEDEN: • aantoningsset nitriet (nitrit) • 20 ml watermonster WERKWIJZE: a. Spoel beide glazen flesjes (met witte dop) meermaals met het te onderzoeken water. b. Vul nu beide flesjes met 5 ml (m.b.v. het spuitje) met het te onderzoeken water. Je voert met één van de beide flesjes de proef uit. De andere is voor het kleurvergelijk. c. Doe nu 5 druppels REAGENS 1 NITRIT TEST in één van de beide flesjes en meng dit goed. d. nu 1 spatel (kleine witte staafje) REAGENS 2 NITRIT TEST toe voegen in het flesje en opnieuw goed mengen. e. wacht 1 minuut en vergelijk de kleur in het flesje met de kleuren van de bijgesloten kleurenkaart Nitrit. f. noteer de nitrietconcentratie in verzameltabel 3.11, blz. 22.
14
3.6. De hardheidsbepaling. (dH) Inleiding De hardheid van het water hoeft niet te maken te hebben met de watervervuiling. Het is een maat waarmee wordt aangegeven hoe sterk het water in staat is zuren te binden. De hardheid wordt bepaald door de aanwezigheid van zouten (bv. Ca2+ en Mg2+ -ionen). De carbonaathardheid, de waarde die in deze test gemeten wordt, is het aandeel van de hardheid van water dat veroorzaakt wordt door de aanwezigheid van kalk (calciumcarbonaat). Heeft water een hoge hardheidswaarde, dan zullen verwarmingselementen in wasmachines en koffiezetapparaten sneller verkalken. De hardheid ten gevolge van carbonaat is in principe tijdelijk. Bij verhitting verdwijnt deze. Verder kan men zeggen, hoe harder het water hoe meer zeep je moet gebruiken. M.b.v. de hardheidsbepaling kan men het zuurbindend vermogen van het water bepalen. Dit zuurbindend vermogen bepaal je door de hoeveelheid carbonaathardheid in mmol/L, die je hebt bepaald, te vermenigvuldigen met 2. Je krijgt dan het zuurbindend vermogen. M.b.v. dit gegeven kun je de soortenrijkdom van het water bepalen. Zie hiervoor tabel 3.6.1. Tabel 3.6.1. Bepaling van de watervruchtbaarheid m.b.v. het zuurbindend vermogen. Zuurbindend vermogen:
Watertype:
< 0,5
Arm
0,5 - 1,5
matig vruchtbaar
> 1,5
vruchtbaar
BENODIGDHEDEN: • aantoningsset hardheid (gesamthärte) • 20 ml watermonster
15
WERKWIJZE: a. spoel een maatcilinder zorgvuldig uit met het watermonster en vul het met 5 ml water. b. voeg 3 druppels REAGENS 1 (Gesamthärte) toe en meng deze met het watermonster. Bij de aanwezigheid van kalk zal het monster rood kleuren. c. draai nu de deksel van de fles REAGENS 2 (Gesamthärte) en vul het titratiepipet tot aan 0 dH-merklijn (er staat ook mmol/L. Deze maatgeving niet gebruiken). d. haal nu het pipet uit het flesje en zorg dat de druppel die eraan hangt afgestreken wordt aan de binnenkant van de rand. e. laat de titreervloeistof DRUPPEL VOOR DRUPPEL in de maatcilinder lopen. Zorg ervoor dat je continu de maatcilinder ronddraait. Ga net zolang door totdat de kleur van het water van rood tot blauwgroen omslaat. f. lees nu de hardheid af in graden dH (Deutsche Einheitsverfahren). Zie onderstaande afbeelding. g. spuit de overtollige titratievloeistof terug in de daarvoor bestemde fles (reagens 2). h. noteer de hardheid in tabel in verzameltabel 3.11, blz. 22.
Hier de hardheid in dH aflezen
16
3.7. De fosfaatbepaling INLEIDING Is het gehalte van fosfaat hoger dan 1 mg/L, wil zeggen dat het water te voedselrijk is. De kans dat algen zich teveel vermeerderen en daardoor het water kunnen gaan verstikken is heel groot bij een te hoge concentratie. Teveel aan fosfaten komen in het water via bemesting en bijv. wasmiddelen. De aanwezigheid van hoge concentraties calcium- en magnesiumionen in rivierwater is van belang voor de groei van specifieke inheemse planten. Anderzijds geven hoge concentraties van deze ionen ons informatie over de herkomst van het water. Calcium- en magnesiumionen in rivierwater zijn vaak afkomstig van calciumcarbonaat (kalksteen) en magnesiumcarbonaat. Dit zijn slecht oplosbare zouten, die veel voorkomen in grond en gesteente. Deze zouten kunnen reageren met water, waarin koolstofdioxide is opgelost, bijvoorbeeld regenwater. Bij deze reacties ontstaan oplossingen van de zouten calciumwaterstofcarbonaat en magnesiumwatercarbonaat. De calcium- en magnesiumionen, die eerst gebonden zaten in grond en gesteente, bevinden zich nu in oploste vorm in het rivierwater en zullen uiteindelijk in het grond- en oppervlaktewater terechtkomen. We gaan nu met het rivierwater van de Dinkel een eenvoudige proef uitvoeren, die ons in staat stelt een indruk te krijgen van het gehalte aan Ca2+ en Mg2+ionen. BENODIGHEDEN: • •
Aantoningsset fosfaat 5ml watermonster
WERKWIJZE: a. maatcilinder meermaals met het te onderzoeken water spoelen. b. Vul nu de maatcilinder tot aan de eerste rode maatstreep(5ml) met het te onderzoeken water. c. 5 druppel Phosphat-Test REAGENS 1 toevoegen, dopje erop en goed mengen. d. nu 1 spatel (kleine witte staafje) Phosphat-Test REAGENS 2 toe voegen en opnieuw goed mengen. e. Wacht 2 minuten en vergelijk de kleur in de maatcilinder met de kleuren van de bijgesloten kleurenkaart. f. noteer de concentratie fosfaat in mg/L in verzameltabel 3.11, blz. 22.
. .
17
3.8. Sulfidegehalte Het riviertje de Dinkel kan worden belast met allerlei organische afvalstoffen. Deze kunnen voor een deel afkomstig zijn van organismen die in het water leven en er stofwisselingsproducten in afscheiden of organismen die afsterven. Voor een ander deel kunnen ze afkomstig zijn van bedrijven (inclusief boerenbedrijven) of woongebieden. Normaal wordt deze organische verontreiniging in het water afgebroken door aërobe bacteriën via een stofwisselingsproces waarbij zuurstof nodig is. Bij een overvloed aan organische stoffen ontstaat er voor de aërobe bacteriën echter een situatie van grote voedselrijkdom. Ze zullen zich in hoog tempo vermenigvuldigen. Vaak zal er eveneens een overmatige groei van algen optreden, waardoor het water steeds troebeler wordt en minder lichtdoorlatend. De zuurstofproductie door fotosynthese daalt hierdoor sterk, terwijl de zuurstofbehoefte blijft stijgen. Hierdoor sterven de aërobe organismen op den duur af door zuurstofgebrek. Dit leidt tot een sterke aanwas van anaërobe bacteriën. Hun stofwisseling in deze voedselrijke omgeving gaat gepaard met rottingsverschijnselen, die een onaangename stank tot gevolg hebben. Al deze gebeurtenissen samen duidt men aan met de term eutrofiëring. Een bekend anaëroob afbraakproduct is het in water oplosbare gas waterstofsulfide, dat beschouwd kan worden als een indicator voor verontreinigd water. In dit experiment gaan we het sulfide (S2-) gehalte in de Dinkel bepalen om te onderzoeken hoe het is gesteld met de kwaliteit van het water. Met behulp van de hier beschreven proef kun je het sulfidegehalte van het water uit de Dinkel bepalen. Het sulfidegehalte zal afhangen van de hoeveelheid organisch materiaal die in het water aanwezig is en verder van bijvoorbeeld de stroomsnelheid en de diepte van het water. Benodigheden: •
Indicatorpapier om sulfide aan te tonen (loodacetaatpapier)
•
Maatcilinder uit milieukoffer
•
10 ml watermonster
Werkwijze : 1. Scheur een strookje loodacetaatpapier af. 2. Doop ongeveer de helft van het strookje in het watermonster en lees na1 minuut af. 3. Als er sulfide aanwezig is verkleurt het indicatorpapier grijsachtig/zwart naargelang de hoogt van de sulfide concentratie. 4. Vergelijk het strookje met een ongebruikt indicatorstrookje. 5. Hoe hoger de concentratie des te donkerder de verkleuring op het indicatorpapier. 6. Positief is sulfide aanwezig en negatief is er geen sulfide aanwezig. 7. Noteer de uitslag van het sulfide onderzoek in verzameltabel 3.11. blz. 22
18
3.9. Sulfaatgehalte Opdrachten: Zoek uit door welke factoren een hoog sulfaatgehalte kan ontstaan en vanaf welke concentratie dit schadelijk kan zijn voor het leven in het Dinkelwater. Benodigheden: • Teststaafje voor sulfaatbepaling • 10 ml watermonster • maatcilinder uit milieu koffer Gebruiksaanwijzing: 1. Steeds alleen het noodzakelijke aantal teststaafjes ontnemen. De verpakking daarna onmiddellijk weer stevig sluiten. De testvelden niet met de vingers aanraken. 2. Teststaafjes met alle testvelden slechts 1 seconde in het watermonster dompelen. 3. Na 2 minuten het kleurmonster van de testvelden met de kleuren-schaal van het flesje vergelijken. 4. Noteer het sulfaatgehalte in mg/L in verzameltabel 3.11, blz. 22.
Opmerking: Binnen het pH-gebied van 4-8 is de reactie onafhankelijk van de pH-waarde van de te conroleren oplossing. Bij afwijkende pH de TOA raadplegen.
19
3.10. Chloridegehalte Opdracht: Zoek uit door welke factoren een hoog chloridegehalte kan ontstaan en vanaf welke concentratie dit schadelijk kan zijn voor het leven in het Dinkelwater BENODIGDHEDEN: • aantoningsset chloride(chloride CL 500) indicator Cl 500,salpeterzuur 4%,tritratieopl.,testbuisje met ringmarkering,1 titratiespuit,2 kunststofdruppelpunten • 20 ml watermonster methodiek:mercurimetrische titratie WERKWIJZE: 1. Testbuisje meermalen met het watermonster uitspoelen,dan tot de ringmarkering vullen. 2. 1 druppel indicator CL 500 toevoegen,door het buisje heen en weer te bewegen mengen.Het monster wordt blauw. Indien het monster na toevoeging van de indicator geel wordt, net zo lang(druppelsgewijs) natronloog(ca 10%) toevoegen tot de oplossing blauw geworden is. 3. Salpeterzuur titreren tot de oplossing geel wordt. Na iedere druppel schudden. Meestal is een druppel voldoende. 4. Druppelpunt op titratiespuit zetten. Plunjer naar beneden drukken, de spuit in titratieoplossing TL CL 500 dompelen en de plunjer langzaam optrekken tot de onderkant van de zwarte o-ring met de spuitgraduatie o overeenkomt. Het luchtkussentje onder de o-ring stoort de analyse niet. 5. Toevoeging van de titratieoplossing: Wij adviseren de titratiespuit in de linker en het testbuisje in de rechter hand te nemen(zie schets) en tijdens het licht heen en weer bewegen van het buisje druppelgewijs de titratieoplossing toe te voegen tot de gele kleur van de olossing verandert in violet. Chloridegehalte in mg/l aan de onderkant van de o-ring op de spuit aflezen. De kleurverandering is tegen een lichte achtergrond goed te volgen(bv een wit vel papier) Indien de eerst spuitvulling niet voldoende is om de kleurverandering te realiseren (gehalte groter dan 500mg/l Cl ¯) vult men de spuit opnieuw met de titratieoplossing TL CL 500 en titreert tot de kleurverandering gerealiseers is(zoals boven aangegeven). Chloride gehalte aflezen en bij de oorspronkelijk gevonden waarde 500 mg/l Cl¯ optellen. Testbuisje onmiddellijk met water uitspoelen! De methode kan ook gebruikt worden voor de analyse van zeewater na verdunning (1:50) 20
6. spuit de overtollige titratievloeistof terug in de daarvoor bestemde fles (TL CL 500). 7. noteer het chloride gehalte in de verzameltabel 3.11, blz. 22. Afvalverwerking: De inhoud van het testbuisje apart verzamelen bij zware metalen(bevat kwikzilver)
Hier de Chloride concentratie aflezen in mg/L
Schematische tekening van het pipet Waarmee je de bepaling doet
21
3.11. Verzameltabel voor resultaten wateronderzoek
Soort bepaling:
Waarde:
Temperatuur(º C) Zuurgraad (pH) Ammonium (NH4+ in mg/L) Nitriet (NO2- in mg/L) Nitraat (NO3- in mg/L) Zuurstof (O2 in mg/L) Hardheid (dH) Fosfaat (PO43- in mg/L) Sulfide (S2-) pos of neg Sulfaat (SO42- in mg/L) Chloride (Cl- in mg/L)
22
Chemisch wateronderzoek van de Dinkel bij het Singraven voor het N-profiel Scheikunde
23
