Введение 11
1 Литературный обзор 12
1.1 Мониторинг водных ресурсов 12
1.1.1 Основные цели мониторинга природных вод: 12
1.1.2 Структура мониторинга водных ресурсов: 13
1.2 Методы мониторинга водных ресурсов 14
1.2.1 Наземные наблюдения 14
1.2.2 Биоиндикационные методы 15
1.2.3 Физико-химические методы 15
1.2.4 Дистанционное зондирование 16
1.3 Оценка фактического состояние водной среды 16
1.4 Водородный показатель 18
1.5 Методы определения рН 21
1.5.1 Потенциометрический метод 21
1.5.2 Колориметрический метод 22
1.5.3 Объемный метод 23
1.5.4 Спектрофотометрия 24
1.6 Виды индикаторных электродов 25
1.6.1 Стеклянный электрод 25
1.6.2 Хингидронный электрод 26
1.6.3 Сурьмяный электрод 28
2 Объекты и методы исследования 29
2.1 Автокалибровка 29
2.2 Методика изготовления электрохимической ячейки 30
2.3 Создание тестового образца 31
2.4 Создание промышленного образца 32
3 Экспериментальные исследования 35
3.1 Проверка тестового образца ячейки на работоспособность 35
3.2 Исследование зависимости ЭДС промышленного образца от pH 37
3.3 Исследование проницаемости керамической мембраны 38
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 40
позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 40
4.2 Планирование научно-исследовательских работ 42
4.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования 54
4.4 Вывод 57
5 Социальная ответственность 58
5.1 Введение 58
5.2 Производственная безопасность 58
5.3 Экологическая безопасность 60
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 61
5.5 Организационные мероприятия обеспечения безопасности 63
Заключение 64
Список использованных источников 65
В настоящее время загрязнение окружающей среды является одной из главных проблем современности. Мониторинг окружающей среды хотя и является важным процессом в исследовании состояния различных сфер, но порой вызывает некоторые трудности. Так в современной практике, в системе наблюдения за окружающей средой актуальной темой является такое понятие как экспресс мониторинг, который позволяет проводить измерения химических показателей прямо на месте исследования, в полевых условиях.
На сегодняшний день имеется достаточно большое количество методов определения химических показателей объектов окружающей среды, но далеко не все годятся для проведения измерений без наличия лабораторного оборудования. Одним из важнейших химических показателей является мера активности ионов водорода. Но измерение этого показателя подразумевает использование не дешевого оборудования, которое не годится для измерений в полевых условиях.
В данной работе при анализе работы разрабатываемого устройства были использованы такие методы как потенциометрия - в основе которого лежит измерение электродвижущих сил в ячейке между гальваническими элементами, а также кондуктометрия - метод, которых основан на измерении электропроводимости исследуемого объекта.
Объектом исследования является активность ионов водорода в исследуемой пробе.
Предметом исследования является разработка ячейки для измерения pH природных вод с системой автокалибровки, и исследование её работы.
При выполнении выпускной работы была изучена литература о мониторинге природных вод, методам определения pH и электродам. В ходе выполнения работы были отлиты сурьмяные электроды, изготовлены тестовый и промышленный образец ячейки для измерения pH с системой автокалибровки, исследованы показания работы сурьмяных электродов разных размеров, с различной шероховатостью поверхности, исследованы значения ЭДС ячеек в зависимости от буферных растворов с различным значением pH. Методом кондуктометрии были проведены измерения проводимости раствора, полученного после проведения экспериментов с проницаемостью мембраны. На основе полученных данных были сделаны выводы, что схема потенциометрической ячейки, сочетающей в себе два одинаковых электрода работоспособна, показания её работы достаточно точны, ячейка готова для её эксплуатирования в полевых экспресс-исследованиях. Полученные результаты исследования в дальнейшем послужат исходными данными для разработки комплекса для мобильного коррозионного мониторинга Кортес.
