Главная              Рефераты - Разное

Учебное пособие: Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Анализ и улучшение качества природных вод» для студентов IV курса, обучающихся по направлению 280400 «Природообустройство» Составители

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ »

Утверждаю

Директор ИГНД

А. К. Мазуров

« » 2009 г.

АНАЛИЗ И УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД

Методические указания к выполнению курсовой работы

по курсу «Анализ и улучшение качества природных вод»

для студентов IV курса,
обучающихся по направлению 280400 «Природообустройство»

Составители Р.Ф. Зарубина, Ю.Г. Копылова

Издательство

Томского политехнического университета

2009

УДК 628.16(076.5)

ББК 38.761.1я73

А 64

А64 Анализ и улучшение качества природных вод: методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Анализ и улучшение качества природных вод», для студентов IV курса, обучающихся по направлению 280400 «Природообустройство»/ сост. Р.Ф. Зарубина, Ю.Г. Копылова. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 16 с.

УДК 628.16(076.5)

ББК 38.761.1я73

Методические указания рассмотрены и рекомендованы
к изданию методическим семинаром кафедры
гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии

« 11 » февраля 2009 г.

Зав. кафедрой ГИГЭ

доктор геол.-минер. наук,

профессор ____________ С .Л. Шварцев

Председатель

учебно-методической комиссии _________ Н.М. Шварцева

Рецензент

Кандидат геол-минер. наук,доцент кафедры ГИГЭ

А.А. Хващевская

© Зарубина Р.Ф., Копылова Ю.Г., составление, 2009

© Составление. Томский политехнический

университет, 2009

© Оформление. Издательство Томского

политехнического университета, 2009

Предисловие

Курсовая работа (КР) – учебная работа, содержащая результаты теоретических, расчетных, аналитических, экспериментальных исследований по отдельной учебной дисциплине. КР является самостоятельной работой студента, выполняемой в процессе обучения для решения следующих задач:

1. закрепление и более глубокое усвоение теоретических знаний и практических навыков в применении методов для решения конкретных задач;

2. приобретение навыков и освоение методов анализа и синтеза. Выбора и обоснования при проектировании заданных объектов;

3. развитие самостоятельности при выборе методов достижения цели и творческой инициативы при решении конкретных задач;

4. подготовка к выполнению выпускной квалификационной работы (ВКР).

Курсовая работа должна выполняться на основе индивидуального задания, содержащего требуемые для решения поставленных задач исходные данные, обеспечивающие возможность реализации накопленных знаний в соответствии с уровнем профессиональной подготовки каждого студента. Исходные данные по составу и свойствам природных вод могут быть получены студентом при личном анализе проб природных вод в период производственной практики или в процессе выполнения лабораторных работ; из фондовых материалов; из вариантов задания преподавателя (табл.1).

Текстовой документ должен в краткой и четкой форме раскрывать творческий замысел работы, постановку задачи, выбор и обоснование принципиальных решений. Содержать описание методов исследования анализа, расчетов, описание проведенных экспериментов, анализ результатов экспериментов и выводы по ним.

В оформлении курсовой работы должны быть отражены разделы:

§ 1. Введение

§ 2. Теоретическая часть по методам анализа природной воды

§ 3. Экспериментальная часть по анализу природной воды

§ 4. Оценка качества природной воды по целям назначения

§ 5. Теоретическая часть по выбранным методам улучшения качества воды

§ 6. Экспериментальная часть по улучшению качества воды

§ 7. Рекомендации по улучшению качества воды

§ 8. Заключение

§ 9. Список использованных источников

§ 10. Содержание

Таблица 1 – Результаты анализа проб воды при определении их химического состава

Вари-ант

Привязка

рН,

ед рН

СО3 2-

мг/л

НСО3 -

мг/л

СО2, св

мг/л

SO4 2-

мг/л

Cl-

мг/л

1

р. Томь, за пос. Смолино

7,6

0

170,8

5,28

< 2

2,5

2

р. Иня д. Сидоренко

7,75

0

355,8

5,28

< 2

4,05

3

скв. д. Евтино

7,8

0

500,2

7,92

350

15,0

4

скв. 1.2

8,25

36

1232,2

0

< 2

36,21

5

скв. 1.1

8,15

0

3403,8

10,56

< 2

751,2

6

Озеро около скв.1.1

7,7

0

414,8

5,28

11

1,1

7

скв. д. Большая Талда

7,8

0

524,6

7,92

< 2

11,8

8

Речка между Терен-тьевском и Б. Талдой

8,05

0

355,8

0,24

< 2

0,85

9

скв. пос. Ключи

7,65

0

274,5

5,28

11

1,1

10

Колонка д. Советское

7,75

0

385,6

13,2

64

19,5

11

Р. Кондома за д. Кузедеево

7,5

0

97,6

2,64

< 2

0,90

12

Колонка д. Сетовка

7,7

0

451,4

10,56

4

13,8

13

Скв. Д. Нижнекаменка

7,75

0

317,2

7,92

35

3,1

14

Скв. Д. Черга

7,5

0

427,0

5,28

< 2

1,60

15

Р. Катунь пос. Чемал

7,6

0

91,5

2,64

< 2

0,75

16

Род Толгоек

7,75

0

195.2

2,64

< 2

0,6

17

Род. Дорожный

7,7

0

292,3

5,28

3

0,75

18

Род. Скальный

7,75

0

329,4

5,28

< 2

1,35

19

Рол. Водосливной

7,8

0

256,2

5,28

15

1,00

20

Род. Казаринский

7,55

0

231,8

5,28

35

2,70

21

Род. Куюсский

7,8

0

237,9

2,64

4

1,10

22

Р. Катунь за пос. Куюсс

7,95

0

97,6

2,64

< 2

0,85

23

Род. Питьевой с. Ороктой

7,55

0

280,6

5,28

14

3,5

24

Род. Бельевой с. Ороктой

7,6

0

286,7

5,28

< 2

2,2

25

Скв. Пос. Успенка

7,35

0

366,0

10,56

6

1,6

26

Заболоченное озеро, р-з Ерунаковский

7,7

0

183,0

5,28

< 2

1,4

27

Скв. Около р-за Таёжный

7,35

0

585,0

13,2

< 2

2,75

Продолжение табл. 1

Вари-ант

О.Ж.,

мг-экв/л

Са2+ , мг/л

Mg2+ ,

мг/л

Na+ ,

мг/л

K+ ,

мг/л

Li+ ,

мкг/л

Sr2+ ,

мг/л

1

2,3

32,0

8,54

8,5

0,9

6

1,4

2

5,0

70,0

18,3

20

1,7

17

3,1

3

10,5

120,0

54,9

110

1,9

46

2,3

4

0,5

6,0

2,44

475

14

110

2,9

5

1,1

18,0

2,44

1750

116,5

100

10,0

6

6,5

90,0

24,4

12,5

3,1

12

0,7

7

7,8

112,0

26,84

19

1,0

17

1,2

8

5,3

82,0

14,64

11

0,5

9

0,7

9

4,1

60,0

13,42

15

0,5

19

1,3

10

9,6

136,0

34,61

44

1,8

10

1,6

11

1,5

22,0

4,88

3,5

0,9

4

0,2

12

6,5

88,0

25,62

25,5

0,6

17

1,1

13

5,6

92,0

12,2

9

1,4

8

0,7

14

5,8

74,0

25,62

30

0,5

5

1,1

15

1,4

22,0

3,66

3,5

0,6

4

0,2

16

3,0

46,0

8,54

3,5

0,9

10

0,6

17

4,6

56,0

21,96

4

0,7

9

0,6

18

5,3

66,0

24,4

6,5

0,9

13

1,1

19

4,4

62,0

15,86

3,5

0,8

8

0,5

20

4,2

61,0

12,2

8,5

1,4

6

0,5

21

3,8

54,0

13,42

5

0,7

7

0,5

22

1,5

28,0

1,22

3,5

0,7

4,5

0,2

23

4,7

76,0

10,98

8,0

0,7

7

0,7

24

4,5

72,0

10,98

5,5

1,2

9

0,7

25

5,7

88,0

15,86

10,0

0,5

14

0,7

26

2,8

40,0

9,76

5

0,4

8

0,2

27

6,8

72,0

32,04

6,6

2,6

76

2,3

Продолжение табл. 1

Вари-ант

NO2 - ,

мг-экв/л

NO3 - , мг/л

PO4 3- ,

мг/л

NH4 + ,

мг/л

Si,

мг/л

П.ок,

мгО2

F-

мг/л

1

0,042

2,73

0,174

<0,05

2,5

3,2

0,14

2

0,020

1,94

0,496

0,3

3,9

4,16

0,25

3

0,010

3,17

0,047

1,4

6,75

2,56

0,29

4

0,017

6,6

0,388

2,16

4,9

4,56

1,73

5

0,007

36,5

0,308

9,4

4,85

3,92

2,69

6

<0,003

<0,6

0,120

<0,05

4,4

7,6

0,25

7

0,010

2,38

0,033

<0,05

7,15

1,2

0,26

8

0,007

1,23

0,187

<0,05

4,5

4,56

0,27

9

0,007

4,31

0,040

<0,05

7,55

1,445

0.20

10

0,024

3,0

0,040

0,13

7,80

0,8

0,24

11

0,032

3,26

0,10

0,20

3,50

6,14

<0,10

12

0,007

2,86

1,67

0,27

6,2

1,52

0,27

13

0,017

50,6

0,536

0.05

4,7

0,96

0,14

14

0,015

31,68

0,033

<0,05

6,0

1,08

0,22

15

0,017

3,04

0,033

0,05

2,4

1,28

0,10

16

0,059

3,92

0,134

0.37

4,5

2,64

0,12

17

0,015

7,48

0,047

<0,05

5,05

1,76

0,13

18

0,017

15,84

0,047

<0,05

4,15

1,44

0,48

19

0,010

12,76

0,033

<0,05

4,15

0,96

0,15

20

0,015

22,44

0.047

<0,05

4,8

0,80

0,10

21

0,015

8,8

0,047

<0,05

5,5

0,56

0,16

22

0,015

4,31

0.040

<0,05

2,75

1,2

<0,10

23

0,015

40,92

0.020

<0,05

4,4

0,56

0,18

24

0,015

27,28

0,033

<0,05

4,7

0,8

0,11

25

0,017

21,56

0.020

<0,05

6,75

0,32

<0,4

0,18

26

0,017

<0,6

0,053

0,30

6,28

3,76

0,21

27

0,020

0,6

0.047

2,25

7,55

0,8

0,32

Продолжение табл.1

Вари-

ант

Fe,

мг/л

Cd,

мкг/л

Zn,

мкг/л

Pb,

мкг/л

Cu,

мкг,л /

Mn,

мкг/л

As,

мкг/л

1

0,16

8,56·10-1

197,0

1,12

2,24

16,20

0,57

2

0,33

0,29

5,57

1,53

2,83

191,0

1,24

3

1,48

2,17·10-3,0

24,0

0,66

3,50

100,0

0,20

4

4,75

0,13

18,3

12,8

12,9

15,2

0,61

5

9,75

0,43

410,0

67,2

171,0

20,8

2,76

6

0,27

0,42

123,5

2,3

2,65

24,5

0,51

7

0,53

1,28·10-2

1,68

0,22

0,95

18,7

0,53

8

0,25

4,16·10-2

1,81

1,62

0,90

56,1

0,31

9

1,02

2,99·10-2

3,3

0,27

1,16

20,1

0.75

10

2,52

7,9·10-2

0,46

0.56

13,7

11,5

0,47

11

2,10

7,46·10-2

15,5

3,68

11,6

11,5

0,11

12

1,95

3,14·10-4

3,39

0,33

2,64

36,8

3,02

13

0,14

0,15

5,71

0,68

2,67

35,0

0,42

14

<0,05

5,25·10-2

7,71

0,43

28,1

34,3

0,44

15

1,02

7,63·10-1

24,3

2,04

3,55

39,3

0,49

16

3,70

5,89·10-2

30,2

3,15

20,7

79,3

0,66

17

<0,05

5,74·10-2

36,8

1,95

1,61

77,1

1,03

18

<0,05

5,6·10-2

22,7

0,33

2,73

40,40

1,95

19

<0,05

0,37·10-2

11,3

0,32

30,1

79,1

1,07

20

<0,05

4,95·10-2

31,5

2,63

15,6

80,7

0,51

21

<0,05

1,12·10-2

18,4

1,02

30,5

81,6

1,44

22

0,57

1,17·10-2

19,5

1,09

9,9

77,0

0,47

23

<0,05

0,00

42,3

0,50

2,18

78,0

0,45

24

<0,05

5,87·10-2

49,6

0,70

2,09

80.0

0,5

25

0,05

6,9·10-2

26,3

0,51

2,14

39,2

1,02

26

0,05

5,32·10-2

15,1

0,46

1,07

40,4

0,97

27

0,78

1,23·10-2

20,5

0,41

2,19

З9,2

0,52

Примечания.

1. Место взятия проб: Кемеровская область, Алтайский край, республика Алтай;

2. Дата отбора проб: 10–18 июля 2006 г.;

3. Типы водоисточников: скважины., родники, реки, озёра.

§ 1. Введение

Характеристика места отбора пробы природной воды, дата отбора. Использование (назначение) природной воды.

В разделе введение следует:

1. раскрыть актуальность вопросов темы;

2. охарактеризовать проблему, к которой относится тема, изложить историю вопроса, дать оценку современного состояния теории и практики, привести характеристику отрасли (подотрасли) промышленности, предприятия;

3. изложить задачи в области разработки проблемы, т.е. сформулировать задачи темы работы;

4. перечислить методы и средства, с помощью которых будут решаться поставленные задачи;

5. кратко изложить ожидаемые результаты, в том числе технико-экономическую эффективность.

§ 2. Теоретическая часть по методам анализа природной воды

Краткая характеристика использованных методов анализа воды, приборы [1].

§ 3. Экспериментальная часть по анализу природной воды

3.1. Выполнить анализ воды и рассчитать содержание в ней компонентов (СО2, своб. , СО3 2- , НСО3 - , О.Ж., Ca, Mg, Fe, NO2 - , NH4 + , Cl- , SO4 2- , Na, K или S (Na + K), а так же pH, электропроводность (χ), минерализацию (М), мутность, цветность, прозрачность, запах воды по методическим указаниям [1].

3.2. К результатам анализа приписать погрешности анализа, рассчитанные по ГОСТ 24902-81 (табл. 2) [2] и по паспорту ПНИЛ гидрогеохимии УНПЦ «Вода» ИГНД ТПУ.

3.3. Доказать достоверность результатов анализа, оценив общую фактическую погрешность (Пфакт ) результатов анализа по указаниям Научного Совета по Аналитическим Методам (НСАМ), секция гидрогеохимическая, используя формулу, и сравнив её с величиной допустимой погрешности (Пдопуст ), % (табл. 3) [3]:

, где (1)

SА – сумма анионов воды в мг-экв/л, SК – сумма катионов воды в мг-экв/л.

Таблица 2 – Допустимая погрешность анализа природных вод полевыми методами

Компонент, размерность

Диапазон концентраций

Допустимая погрешность, %

pH, ед рН

± 0,2

НСО3 - , мг/л

до 180

> 180

30

10

СО3 2- , мг/л

до 180

> 180

30

10

Cl- , мг/л

до 150

> 150

30

10

SO4 2- , мг/л

До 50

> 50

>30

30

NO3 - , мг/л

До 10

> 10

30

20

О.Ж., мг-экв/л

до 3

> 3

30

10

Сa2+ , мг/л

до 120

> 120

30

10

Mg2+ , мг/л

До 80

> 80

30

10

Na+ , мг/л

До 50

> 50

>30

30

Feобщ. , мг/л

до 0,2

> 0,2

30

20

F- , мг/л

до 0,3

> 0,3

30

20

NH4 + , мг/л

до 0,5

> 0,5

30

20

Сухой остаток, мг/л

до 50

> 50

>30

30

Таблица 3 – Величины допустимой погрешности анализа воды

при различном содержании анионов в ней

SА , мг-экв/л

Более 15

15–5,0

4,9–3,0

2,0–2,0

Менее 2

П допуст , %

2

3

7

10

Не реглам

3.4. Если Пфакт > Пдопуст , переделать анализ воды.

3.5. Если Пфакт < Пдопуст , результаты анализа представить в виде табл. 4.

Таблица 4 – Результаты анализа воды в сравнении с нормативами вод питьевого назначения (ПДК пит ), вод для рыборазведения (ПДК р ) и кларковыми содержаниями компонентов в водах зоны гипергенеза (К г.г ), в речных водах (К р.в. ), в морских водах (Км.в. ) [4, 5, 10]

№ п/п

Компонент,

разменость

С i

ПДК пит

ПДК р

К г.г

К р.в.

Км.в.

1

2

3

4

5

6

7

8

1

рН, ед. рН

6–9

6,5–8,5

6,9

8,2

2

НСО3 - ,мг/л

187

58,4* ;52**

488

3

СО2(св) , мг/л

26,6

4

SO4 2- , мг/л

500

100;

(3500** )

76,7

11,2* ; 8,25**

2712

5

Cl- , мг/л

350

300;

(11900** )

59,7

7,8* ;

5,75**

19400

6

О.Ж.,

ммоль–э/л

7

7

Са2+ , мг/л

180; (610** )

39,2

15* ;13,4**

411

8

Mg 2+ , мг/л

40; (940** )

18,2

4,1* ;3,35**

1290

9

П.ок.,мгO/л

5

10

3 - , мг/л

45

40

2,40

1* ; 0,44**

11

NO2 - , мг/л

3

0,08

0,19

0,03**

12

4 + , мг/л

2 по N

0,5; (2,9** )

0,59

0,02**

13

РО4 3- по Р,

мг/л

3,5

2 реки

0,05 олиг. в;

0,15 оз. м.

0,2 болота э.

14

Pэл., мкг/л

0,1

58

20* ; 10**

88

15

В-ионы, мг/л

0,5; (10** )

16

В сумм., мкг/л

50

77,9

10*

4450

17

SiО2 , мг/л

10 по Si

17,9

13,1* ;

10,4**

6,2

18

Fe общ , мкг/л

300

100; (50** )

481

670* ; 40**

3,4

19

I –ионы, мкг/л

80; (200** )

в доп. к ест. Cодерж.

8,02

7*

64

1

2

3

4

5

6

7

8

20

Br –ионы,

мкг/л

200

1350;

(12000** ) в

доп. к ест. содержанию

85,2

20*

67300

21

F- , мг/л

1,5 (I-II);

1,2 (III)

0,05 в доп. к ест. одерж., но не выше 0,75

0,48

0,1*

0,1**

1,3

22

Li, мкг/л

30

0,7

13

3*

170

23

Na, мг/л

200

120; (7100** )

67,6

6,3* ;5,15**

10800

24

К, мг/л

-

50;10 при М=100 мг/л;

(390** )

5,15

2,3* ;1,3**