Анализ качества воды практическая работа

Исследование качества питьевой воды.

учитель химии МОУ» Раскильдинская СОШ»

Цели: исследовать органолептические показатели воды.

Оборудование: бумажный фильтр, аналитические весы, стеклянный сосуд, лист белой бумаги, сушильный шкаф, эксикатор, мерный цилиндр.

1. Содержание взвешенных частиц.

Этот показатель качества воды определяют фильтрованием определенного объема воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы.

Для анализа берут 500-1000 мл. воды. Фильтр перед работой взвешивают. После фильтрования осадок с фильтром высушивают до постоянной массы при 105 0 С , охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Весы должны обладать высокой чувствительностью, лучше использовать аналитические весы.

Содержание взвешенных веществ в мг/л в испытуемой воде опеделяют по формуле

где m 1 – масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц, г; m 2 – масса бумажного фильтра до опыта, г; V – объем воды для анализа, л.

При загрязнении водоема стоками промышленных предприятий вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 см, для водоемов культурно-бытового назначения – 10 см.

Диагностика цвета – один из показателей состояния водоема. Для определения цветности воды нужны стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набирают воду и на белом фоне бумаги определяют цвет воды (голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый) – показатель определенного вида загрязнения.

Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов, содержания химических соединений.

Для определения прозрачности воды используют прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в которую наливают воду, подкладывают под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв – 0,5 мм, и сливают воду то тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. Измеряют высоту столба оставшейся воды линейкой и выражают степень прозрачности в сантиметрах. При прозрачности воды менее 3 см водопотребление ограничивается. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Запах воды водоемов, обнаруживаемый непосредственно в воде или (водоемов хозяйственно-питьевого назначения) после ее хлорирования, не должен превышать 2 баллов. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запахов воды при 20 и 60 0 С. Характер и интенсивность запаха определяют по предлагаемой методике (табл. 2, 3).

Характер и род запаха воды

Мокрой щепы, древесной коры

Прелый, свежевспаханной земли, глинистый

Не подходящий под предыдущие определения

Интенсивность запаха воды

Отсутствие ощутимого запаха

Запах не поддающийся обнаружению потребителям, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем

Запах, не привлекающий внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание

Запах легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением

Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья

Запах настолько сильный, что вода становится непригодной для питья

Запахи искусственного происхождения (от промышленных выбросов, для питьевой воды – от обработки воды реагентами на водопроводных сооружениях и т.п.) называются по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.п.

Интенсивность запаха также оценивается при 20 и 60 0 С по 5-бальной системе согласно таблице.

Запах воды следует определять в помещении, в котором воздух не имеет постороннего запаха. Желательно, чтобы характер и интенсивность запаха отмечали несколько исследований.

Определение качества воды

методами химического анализа

Водородный показатель ( pH )

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию ( pH около 7). Значение pH воды водоемов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6,5-8,5.

Оценивать значение pH можно разными способами.

1.Приближенное значение pH определяют следующим образом. В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, 0,1 мл универсального индикатора, перемешивают и по окраске раствора определяют pH :

· Розово-оранжевая – рН около 5;

2. Можно определить рН с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой.

3. Наиболее точно значение рН можно определить на рН-метре или по шкале набора Алямовского.

Различают общую, временную и постоянную жесткость воды. Общая жесткость обусловлена главным образом присутствием растворимых соединений кальция и магния в воде. Временная жесткость иначе называется устранимой или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная (некарбонатная) жесткость вызвана присутствием других растворимых солей кальция и магния.

Общая жесткость варьирует в широких пределах в зависимости от типа пород и почв, слагающих бассейн водосбора, а также от сезона года. Значение общей жесткости в источниках централизованного водоснабжения допускается до 7 ммоль · экв./л, в отдельных случаях по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы – 10 ммоль · экв./л.

При жесткости до 4 ммоль · экв./л вода считается мягкой, 4-8 ммоль · экв./л – средней жесткости, 8-12 ммоль · экв./л – жесткой, более 12 ммоль · экв./л – очень жесткой.

Методами химического анализа обычно определяют жесткость общую (Ж о ) и карбонатную (Ж к ), а некарбонатную (Ж н ) рассчитывают как разность Ж о – Ж к .

карбонатной жесткости воды

Расчет концентрации карбонат- и гидрокарбонат-ионов

В склянку наливают 10 мл анализируемой воды, добавляют 5-6 капель фенолфталеина. Если при этом окраска не появляется, то считается, что карбонат-ионы в пробе отсутствуют. В случае возникновения розовой окраски пробу титруют 0,05 н. раствором соляной кислоты до обесцвечивания. Концентрацию карбонат-ионов рассчитывают по формуле

С к =( V(HCl)*0,05*60*1000) / 10 = V(HCl)*300,

где С к – концентрация карбонат-иона, мг/л; V ( HCl ) – объём соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл.

Затем в той же пробе определяют концентрацию гидрокарбонатов-ионов. К пробе добавить 1-2 капли метилового оранжевого. При этом проба приобретает желтую окраску. Титруют пробу раствором 0,05 н. соляной кислоты до перехода жёлтой окраски в розовую. Концентрацию гидрокарбонат-ионов рассчитывают по формуле

С тк = ( V ( HCl )*0,05*61*1000) / 10 = V ( HCl )*305,

где С тк – концентрация карбонат-иона, мг/л; V ( HCl ) – объем соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл.

Карбонатную жесткость Ж к рассчитывают суммируя значения концентраций карбонат- и гидрокарбонат-ионов по формуле

Ж к = с к * 0,0333 + с тк * 0,0164,

где 0,0333 и 0,0164 – коэффициенты, равные значениям, обратным эквивалентным массам этих анионов.

источник

Материал содержит теоретическую и практическую части для исследования качества воды.

Практическая работа «Изучение качества водопроводной воды г .Сургута».

Автор: Плаксина Марина Ивановна

Сегодня экологи всего мира бьют тревогу: наша цивилизация в опасности. Ведь даже такая простая вещь как обычная питьевая вода вполне может в обозримом будущем стать дороже нефти. Как говорил Д.И. Менделеев «Капля воды дороже алмаза» Развитие биосферы и человеческого общества немыслимо без воды, которая является постоянным спутником и необходимым условием воспроизводства живого органического мира. Источники воды не безграничны. И поэтому каждому из нас необходимо бережно относится к воде, экономно расходовать этот ценнейший дар. На сегодняшний день более 1 миллиарда человек не имеют доступа к чистой воде. Человек за год в процессе питания потребляет 60 тонн этой живительной влаги и 300 тонн для личных нужд.

. Занимая промежуточное положение между атмосферой и литосферой, гидросфера постоянно находится в тесной взаимосвязи с ними. Поэтому загрязнение воды отрицательно скажется на состоянии других оболочек нашей планеты и приведёт к изменениям в них в худшую сторону, что, несомненно, отразится на благосостоянии человека и на его здоровье.

АКТУАЛЬНОСТЬ: вода может оказывать на здоровье людей не только положительное, но и отрицательное влияние. Оно было отмечено еще в глубокой древности, но сейчас в связи с ухудшением экологической ситуации проблема, связанная с качеством воды стала наиболее актуальной.

ЦЕЛЬ: ознакомиться с качеством питьевой воды в своем городе и ее влиянием на процессы жизнедеятельности человека.

Сравнить показатели питьевой воды с нормами .СанПина.

1. Оценить качество воды, используем для пищевых, бытовых и технических целей.
2. Выявить способы очистки воды.
3. Выяснить, какое влияние оказывает качество воды на здоровье человека.
4. Дать рекомендации по улучшению качества воды.

• Теоретический : анализ информационных источников, сравнения.
• Эмпирический : мониторинг – лабораторные наблюдения.
• Математический : статистика.
• Экспериментальный : постановка опыта.

Гипотеза исследования: Если состав и органолептические свойства питьевой воды качественные (в норме), то жизнедеятельность человека будет без патологий. В разных источниках, разные показатели качества воды.

• Место проведения исследования : МБВ(с)ОУ О(с)ОШ№1 г. Сургут.
• Объект исследования : питьевая вода.
• Значимость : Ввиду дефицита чистой питьевой воды важное практическое значение имеет изучение качества источников питьевой воды.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ: полученные результаты можно использовать на уроках экологии, биологии, ОЗОЖ, химии.

1.1. Значение воды для человека.

Вода имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Согласно современным представлениям, само происхождение жизни связывается с морем, ведь не даром химический состав нашей крови близок по составу с морской водой. [1]

Здоровье населения находится в прямой зависимости от состава природных вод в источниках, из которых осуществляется регулярное водоснабжение данной территории. Ежедневно человек употребляет 1.5-2.5 литра воды, которая не должна, в идеале, содержать никаких вредных примесей, негативно воздействующих на здоровье человека. В то же время, питьевая вода должна содержать достаточное количество микроэлементов, участвующих в обменных процессах человека.

Человек примерно на 65% состоит из воды, с возрастом содержание воды в организме уменьшается.

Разные ткани человеческого организма содержат разное количество воды. Самая богатая водой ткань – стекловидное тело глаза(99%). Самая бедная – эмаль зуба (0,2%). [2]

1.2. Качество воды и здоровье человека.

Давно отмечена связь между заболеваемостью населения и характером водоснабжения. Еще в древнем мире были известны некоторые признаки воды, опасной для здоровья. Однако лишь в середине XIX в. эпидемиологические наблюдения и последующие бактериологические открытия Л. Пастера и Р. Коха позволили установить с достаточной достоверностью, что вода, содержащая патогенные микробы, может способствовать возникновению и распространению заболеваний среди населения. Обращали люди внимание и на химический состав воды как возможную причину заболеваний инфекционной природы. В настоящее время при обосновании гигиенических нормативов качества питьевой воды проводят ее всесторонние комплексные исследования.

Вода может оказывать на здоровье людей не только положительное, но и отрицательное влияние.

Влияние качества воды на здоровье человека было отмечено еще в глубокой древности. Например, Гиппократ рекомендовал употреблять кипяченую воду.

По подсчетам специалистов, 800 млн. человек на земном шаре страдают от болезней, вызванных нехваткой питьевой воды. Среди них желудочно-кишечные заболевания, катаракты, болотная лихорадка и т.д.

2.1. Исследование водопроводной воды.

Опыт 1. Определение запаха воды.

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами.

Реагенты: исследуемая вода.

Анализ проводится по методике определения запаха воды, а также при помощи цифровых лабораторий.

Оборудование: колба коническая 100 мл, крышка пластмассовая, термометр электронный со щупом.

Печатные материалы: карточка 2.

Исследования проводят органолептическим методом, ориентируясь на ГОСТ 3351-74 «Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха и мутности», при температуре пробы 20 о С и 60о С. Оценка проводится по пяти –бальной шкале.

В колбу 2/3 наливают исследуемую пробу при температуре около 20оС. Накрывают колбу крышкой и вращательными движениями несколько раз перемешивают содержимое, затем поднимают крышку и определяют характер и интенсивность запаха, используя карточку 2.

• Выводы : по балльной методике – исследованная вода имеет балл 1.

Опыт 2. Определение прозрачности воды.

Условия исследования: комнатная температура.

Реагенты: прозрачный мерный цилиндр, шрифт (буквы 2 мм, толщина линий букв — 0,5 мм), линейка.

Берем прозрачный мерный цилиндр , наливает исследованную воду, под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна подкладываем шрифт, сливаем воду до тех пор, пока сверху через слой воды не будет читаемым этот шрифт. Измеряем высоту столба оставшейся воды линейкой и выразим степень прозрачности в см.

• Вывод: Прозрачность воды- 18,0 см. Вода по этому показателю относительно чистая.

Условия исследования: комнатная температура

Оборудование: цилиндр мерный 50 мл, воронка, фильтр обеззоленный.

Печатные материалы: карточка 1.

Качественную оценку цветности производят, оценивая окраску воды непосредственно или в сравнении с дистиллированной водой. Для этого в мерный цилиндр наливают исследуемую пробу до отметки 50 мл. При дневном освещении рассматривают ее сверху и с боку на белом фоне, определяют окраску, используя карточку 1. При отсутствии окраски вода считается бесцветной.

При наличии в пробе взвешенных частиц предварительно профильтровывают ее через фильтр, вставленный в воронку.

Условие проведения реакции: комнатная температура.

Оборудование: рН – метр электронный, колба с пробой.

Выполнение анализа: В нашу пробу с водой опускаем рН-метр электронный и определяем кислотность воды.

• Вывод : по изменению окраски индикаторной бумаги определяем рН воды

Опыт 5. Обнаружение ионов железа.

Реагенты: 20г NH 4 CNS растворить в дистиллированной воде и довести до, 100 мл, азотная кислота (конц) пероксид водорода (ш=51)

Условие проведения реакции: 1) рН

3) действием пероксида водорода ионы железа (II) окисляют до железа (III) .

К 10 мл пробы воды 3-х источников прибавляем по 1 капли HNO 3 , затем по 2-3 капли Н 2 О 2 и добавляем по 0,5 мл NH 4 CNS, обнаруживаем очень слабое розовое окрашивание.

Вывод: содержание ионов железа от 0,5 до 1 мг/л Fe3+ + 3 CNS- Fe (CNS)3 .

Содержание ионов железа значительное. Кроме того после недельного хранения воды на стенках химической посуды образуется коричневый налет.

Опыт 6. Исследование жесткости воды.

Оборудование: колба коническая 100 мл, ложка-шпатель.

Реактивы: натрия гидрокарбонатNaHCO3

В колбу наливают пробу воды до отметки 100 мл, с помощью ложки-шпателя добавляют соду и размешивают. Если в течении одной минуты проба помутнеет, значит, исследуемая вода обладает высоким содержанием кальция и магния, а следовательно, жесткая.

Вывод: содержание сульфат –ионов 10-100 мг/л

Выводы . При изучении качественного состава водопроводной воды были опытным путем определены водородный показатель, жесткость. При изучении органолептических показателей водопроводной воды были опытным путем определены запах, цветность и прозрачность.

При проведении сравнительного анализа физических и химических показателей воды установлено, что исследуемая вода соответствует государственным стандартам, то есть не превышает ПДК.

Следовательно, такую воду можно применять без предварительной очистки. В ходе изучения литературы мы много нового узнали о свойствах воды, её составе, методах исследования, факторах, влияющих на качественный и количественный состав воды, влиянии отдельных микроэлементов на здоровье человека.

1. Для дополнительной очистки питьевой воды необходимо использовать фильтры: насадки под мойку, насадки на кран и кувшинные.
2. Для улучшения биологических показателей воды необходимо проводить ее термическую обработку.
3. Чтобы водопроводная вода была полезной, необходимо создать новые технологии получения питьевой воды, реконструировать водопроводное хозяйство, переводить его на современное оборудование.

[1] Новиков Ю.В., Сайфутдинов М.М. «Вода и жизнь на Земле»-М;Наука, 1981 с. 31-32 [2] Новиков Ю.В., Сайфутдинов М.М. «Вода и жизнь на Земле»-М;Наука, 1981 с. 55-56 3

источник

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ХИМИИ

Студента (тки)_________________

_______________________________

Группы________________________

Лабораторная работа №1.

Тема: АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ВОДЕ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ВОДЫ.

Цель работы: исследовать содержание примесей в пробах воды и сделать выводы о возможном ее использовании.

Необходимые теоретические сведения

Качество воды характеризуется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами.

Хозяйственно-питьевая вода относится к пищевым продуктам и ее показатели должны отвечать согласно Закону РФ «О санитарно-эпидемическом благополучии населения» от 19.04.91года, санитарным правилам СанПиН 4630-88 и требованию ГОСТа 2874-82 «Вода питьевая».

К физическим свойствам относятся ее температура, цветность, мутность, привкус и запах.

Температура:оптимальная величина для питьевых целей от 7 до 12 о С, предельно-допустимая — + 35 о С. Вода, имеющая более высокую температуру, теряет свои освежающие свойства. Температура ниже 5°С считается вредной для здоровья людей и приводит к простудным заболеваниям.

Под цветностью понимают ее окраску. Цветность придает воде неприятный вид и указывает на загрязнение воды органическими веществами.

Мутностьопределяется содержанием в воде взвешенных частиц и выражается в миллиграммах на литр (мг/л). Вода подземных источников имеет малую мутность. Наличие взвешенных веществпрепятствуют использованию воды для хозяйственно-бытовых целей (допустимое содержание — не более 2 мг/л), для питания паровых котлов. При содержании более 50-100 мг/л могут вызывать загрязнение теплообменных аппаратов.

Привкус и запахпрепятствуют использованию воды для питьевых целей. Наличие в воде органических веществ резко ухудшает ее физические (органолептические) показатели, вызывая различного рода запахи (землистый, гнилостный, рыбный, болотный, аптечный, камфорный, запах нефтепродуктов, хлорфенольный и т.д.), повышает цветность, вспениваемость, оказывает неблагоприятное действие на человека и животных.

Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: активной реакцией, жесткостью, окисляемостью, содержанием растворенных солей.

Активная реакция воды определяется концентрацией водородных ионов. Обычно она выражается через pH – водородный показатель. При pH=7 среда нейтральная; при pH 7 среда щелочная. В воде питьевых водопроводов значение рНдолжно находиться в пределах 6,5 — 9,5. Малые значения рН обычно вызывают коррозию труб, что может ухудшить вкус воды.

Жесткость воды определяется содержанием в ней солей кальция и магния. Она выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг·экв/л). Вода подземных источников имеет большую жесткость, а вода поверхностных источников — относительно невысокую (3-6 мг·экв/л).

Жесткая вода содержит много минеральных солей, от которых на стенках посуды, котлах и других агрегатах образуется накипь — каменная соль. Жесткая вода губительна и непригодна для систем водоснабжения. Мягкая вода должна иметь жесткость не более 10 мг·экв/л.

Окисляемость обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ. Величина окисляемости более 5-8 мг/л кислорода указывает на возможное загрязнение источника сточными водами. Окисляемость вызывает вспенивание воды в паровых котлах и указывает на возможность развития органических обрастаний в охлаждаемых водой теплообменных аппаратах.

Содержание в воде растворенных солей (мг/л) характеризуется сухим осадком. Вода поверхностных источников имеет меньший плотный осадок, чем вода подземных источников, т.е. содержит меньше растворенных солей. Предел минерализации питьевой воды 1000 мг/л. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый привкус. Повышенный растворенный остаток в воде препятствует использованию ее для питания паровых котлов из-за снижения экономичности их работы.

Повышенное содержание железа в воде хозяйственно-питьевого водопровода влияет на вкус воды, может вызвать порчу белья и появление ржавых пятен на санитарно-технических приборах. Содержание железа в питьевой воде не должно превышать 0,3 мг/л.

Аммиак, нитраты, нитриты служат сигналом о возможном загрязнении источника бытовыми сточными водами.

Сероводород придает воде неприятный запах; вызывает коррозию труб и их зарастание в результате развития серобактерий.

Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в 1 куб.см воды и должен быть до 100. Вода поверхностных источников содержит бактерии, внесенные сточными и дождевыми водами, животными и т.д. Вода подземных артезианских источников обычно не загрязнена бактериями.

Различают патогенные (болезнетворные) и сапрофитные бактерии. Для оценки загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки.

Наличие микроорганизмов определяется в результате измерения ее биохимической потребности в кислороде (БПК). С этой целью определяют содержание кислорода в воде до и после выдерживания ее в темноте в течение 5 суток при температуре 20 о С. БПК измеряется в мг/дм 3 . БПК обычно рассматривается как мера загрязнения воды. Если загрязняющие органические вещества сбрасываются в воду, в ней начинается их естественная очистка. Она происходит в результате действия определенных микроорганизмов, которые используют растворенный в воде кислород для окисления загрязняющих веществ. Считается, что в зависимости от степени загрязненности воды БПК имеют следующие значения:

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9360 — | 7421 — или читать все.

источник

Практическая работа по теме «Ознакомление с методами лабораторного анализа воды» специальности 33.02.01 Фармация, СПО

Гигиена и экология человека

Тема: Ознакомление с методами лабораторного анализа воды

Цель: Изучить устройство и принципы работы приборов для определения качества питьевой воды.

Задание: Ознакомиться с методами лабораторного анализа воды . Составить таблицу, в которой отразить: № п/п; анализируемые свойства воды; методику определения свойств воды.

Методика определения свойств воды.

I . Определение органолептических свойств воды.

1. Определение запаха и вкуса воды.

Запах воды определяется при обычной температуре (20 С) и при нагревании до 60С. Колбу емкостью 150-200 мл наполнить на 2/3 исследуемой водой. Накрыв ее часовым стеклом, интенсивно встряхнуть и затем, быстро открыв, определить запах воды по характеру (хлорный, землистый, гнилостный, болотный, нефтяной, аптечный, ароматический, неопределенный) и по интенсивности . Количественно запах оценивается по пятибалльной шкале (табл. 1). При определении запаха воды руки и одежда исследователя не должны иметь посторонних запахов (духов и проч.), воздух помещения должен быть чистым. При централизованной системе водоснабжения допускается запах воды, предназначенной для питья, не более 2 баллов при 20 С и 60 С и не более 3 баллов — при нецентрализованной (местной) системе водоснабжения. Специфические запахи, появляющиеся при хлорировании, не должны превышать 1 балла.

Вкус воды определяется только при уверенности, что она безопасна (отсутствуют ядовитые вещества и бактериальное загрязнение). Полость рта ополаскивается 10 мл исследуемой воды и, не проглатывая ее, определяют вкус («солоноватый», «горький», «кислый», «сладкий»), привкус может быть «рыбный», «металлический», «неопределенный». Интенсивность привкуса также оценивается в баллах (табл. 1).

Таблица 1. Шкала интенсивности запаха и привкуса питьевой воды.

Описание интенсивности запаха

Запах или привкус не ощущается

Запах или привкус ощущается только в лаборатории опытным аналитиком

Запах или привкус ощущается, если обратить на него внимание

Запах или привкус легко обнаруживается

Запах или привкус обращает на себя внимание и делает воду неприятной для питья

Запах или привкус настолько сильный, что делает воду непригодной для питья

2. Определение прозрачности воды.

Прозрачность воды зависит от количества механических взвешенных нерастворимых в воде частичек (мути), химических соединений (например, гидрата окиси железа) или присутствия микроорганизмов и фитопланктона.

Прозрачность воды определяется обычно по высоте столба воды, через которую можно прочитать текст, напечатанный стандартным шрифтом Снеллена. Высота столба воды, измеряемая в сантиметрах, указывает на степень ее прозрачности.

Исследуемую воду взболтать и налить доверху в специальный градуированный стеклянный цилиндр высотой 30 см с плоским дном и выпускным краном у дна, на который надет резиновый наконечник с зажимом. Под цилиндр на высоте 4 см от его дна поместить шрифт Снеллена и попытаться различить буквы через столб воды в цилиндре.

Если вода мутная и шрифт прочесть не удается, то с помощью зажима на резиновом наконечнике цилиндра нужно постепенно сливать воду в чашку Петри до тех пор, пока буквы шрифта станут различимыми. Отметить высоту столба воды в цилиндре, при которой возможно чтение шрифта Снеллена.

Питьевая вода должна иметь прозрачность не ниже 30 см. При прозрачности 20-30 см высоты водного столба вода признается слабо мутной, 10-20 см — мутной, менее 10 см — очень мутной.

Степень прозрачности воды можно характеризовать также ее обратной величиной — мутностью. Количественно мутность определяется с помощью специального прибора — мутномера, в котором исследуемую воду нужно сравнить с эталонным раствором, приготовленным из инфузорной земли или каолина на дистиллированной воде. Мутность воды выражается в миллиграммах взвешенного вещества на 1 л воды.

3. Определение цветности воды.

Цветность воды зависит от присутствия растворенных химических веществ, имеющих цвет, либо от наличия в воде микроорганизмов. В соответствии с гигиеническими требованиями питьевая вода не должна иметь цветность и содержать различимые невооруженным глазом водные организмы и поверхностную пленку.

Определение цветности можно проводить с помощью фотоколориметра, но наиболее простым способом является визуальная оценка с помощью шкалы цветности, при этом цветность воды измеряется в условных градусах цветности . Шкала цветности представляет набор цилиндров объемом 100 мл, заполненных эталонным раствором окрашивающего вещества различного разведения.

В качестве эталонного используют хромово-кобальтовый раствор. Исходный хромово-кобальтовый эталонный раствор (0,0875 г двухромовокислого калия К ₂ Сr ₂ О ₇ и 2 г сернокислого кобальта CоSO ₄ на 1 л дистиллированной воды добавлением 1 мл химически чистой серной кислоты H ₂ SO ₄ удельного веса 1,84) имеет максимальную цветность – 500 градусов цветности. Разведение исходного эталонного раствора бесцветным водным раствором H ₂ SO ₄ в соотношениях, приведенных в табл. 2, дает шкалу цветности.

Для определения цветности 100 мл испытуемой воды налить в колориметрический цилиндр, сравнить ее окраску с окраской эталонов шкалы цветности при рассматривании воды в цилиндре сверху вниз через столб воды на белом фоне и определить цветность исследуемой воды в градусах цветности, выбрав эталон с водой, имеющей идентичную интенсивность окрашивания.

Гигиеническое заключение о качестве исследуемой пробы воды делается на основании сравнения с гигиеническим нормативом: цветность питьевой воды допускается не более 20 град. при централизованном, 30 град. — при нецентрализованном водоснабжении.

Таблица 2. Шкала для определения цветности воды.

Количество основного раствора, мл

Подкисленная дистиллированная вода, мл

II . Определение физико-химических свойств воды .

Химическое исследование воды следует начинать с методов качественного определения, чтобы получить общее представление о ее составе. Затем проводят количественное определение тех ингредиентов, которые обнаружены при качественном исследовании.

1. Определение реакции воды.

Природная вода обычно имеет слабощелочную реакцию. Кислую реакцию вода приобретает при наличии гуминовых веществ, при загрязнении воды промышленными сточными водами реакция воды также меняется . Качественно реакция (рН) определяется по универсальному индикатору. Для этого в пробирку налить исследуемую воду и слегка смочить в ней кончик полоски индикаторной бумаги.

Затем индикаторную бумагу вынуть из пробирки, отметить изменение ее цвета и сравнить окраску с эталоном шкалы универсального индикатора . Питьевая вода должна иметь рН = 6 — 9.

2. Определение общей жесткости воды.

Жесткость воды зависит от содержания солей кальция и магния (так называемых солей жесткости) главным образом в виде двууглекислых, сернокислых, хлористых, азотисто- и азотнокислых соединений. Различают три вида жесткости: общую, постоянную и устранимую. Общая жесткость воды определяется суммарным содержанием катионов кальция Ca 2 + и магния Mg 2 + независимо от анионов. Карбонатная, или устранимая жесткость , обусловлена присутствием в воде бикарбонатов кальция и магния, превращающихся при кипячении в нерастворимые соединения (монокарбонаты), которые выпадают в осадок. Постоянная (некарбонатная) жесткость определяется присутствием в воде сульфатов и хлоридов кальция и магния.

Жесткая вода обладает рядом негативных потребительских качеств. Так, овощи и мясо плохо развариваются в жесткой воде, при этом усвояемость названных продуктов снижается за счет образования нерастворимых соединений солей кальция с белками . Качество и вкусовые свойства чая, заваренного жесткой водой, снижены. Увеличивается расход моющих средств при стирке в жесткой воде. В нагревательных приборах и системах горячего водоснабжения жесткая вода образует нерастворимый осадок, что затрудняет их эксплуатацию и быстро выводит из строя. У лиц с высокой чувствительностью жесткая вода может вызвать раздражение и болезненную сухость кожи. Возможна роль солей жесткости питьевой воды в образовании мочевых камней .

Общая жесткость воды измеряется в мг-экв/л или градусах ( С ) жесткости по содержанию окиси кальция СаО (или MgO):

1 мг-экв соответствует 28 мг СаО/л (20,6 мг MgO/л);

1 град. жесткости соответствует 10 мг СаО/л;

отсюда: 1 мг-экв/л = 2,8 град. (1 град. и 0,357 мг-экв/л).

Гигиенический норматив общей жесткости воды составляет: 7 мг-экв/л = 19,5 град. жесткости. Вода считается мягкой при жесткости до 3,5 мг-экв/л (10 град.), средней жесткости — от 3,5 до 7 мг-экв/л (10-20 град.) и жесткой — свыше 7 мг-экв/л (более 20 град.).

Общая жесткость воды определяется комплексонометрическим (трилонометри-ческим) методом. Комплексонометрический способ позволяет по цвету воды после добавления эрихрома черного качественно обнаружить наличие ионов кальция и магния или их отсутствие.

При наличии ионов кальция и магния в присутствии эрихрома черного вода приобретает красный цвет , а при их отсутствии — синий с зеленоватым оттенком . В случае повышенной жесткости воды при ее окрашивании в красный цвет проводится количественное определение общей жесткости воды. Определение основано на способности трилона Б (двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты) связывать ионы Са и Mg в прочные комплексы. Измерение количества трилона Б, пошедшего на связывание ионов кальция и магния в прочный комплекс, что приводит к изменению цвета воды с красного на синий с зеленоватым оттенком, используется для расчета жесткости анализируемой воды.

Для определения общей жесткости в коническую колбу емкостью 250-300 мл налить 100 мл анализируемой воды, добавить 5 мл аммиачно-буферного раствора и 6 капель индикаторного раствора эрихрома черного, смесь хорошо перемешать легкими круговыми движениями, после чего титровать 0,1 н. раствором трилона Б, интенсивно перемешивая до изменения окраски воды в голубовато-зеленую. Каждый миллиметр 0,1 н. раствора трилона Б соответствует 0,1 мг — экв. жесткости.

Жесткость анализируемой воды (Н) вычисляется по формуле:

где: а — количество 0,1 н. раствора трилона Б, пошедшее на титрование, мл;

К — коэффициент поправки 0,1 н. раствора трилона Б; 1000 — коэффициент для пересчета на 1 л воды; N — титр трилона Б, равный 0,9806; V — объем пробы воды, мл.

Пример. Для титрования 100 мл воды потребовалось 2,4 мл 0,1 н. раствора трилона Б, коэффициент поправки трилона Б равен 0, 9806, тогда жесткость воды будет:

• Н = 2,4 0,9806 • 0,1 • 10 = 2,152 мг-экв / л, или 6,2 град.

3. Определение содержания аммиака (азота аммонийных солей)

Принцип определения аммиака в воде основан на его способности вступать в химическую реакцию с реактивом Несслера , в результате которой образуется йодистый меркураммоний NH ₂ Hg ₂ IO, который окрашивает раствор в красно-бурый цвет. О наличии и ориентировочном содержании аммиака в воде можно судить по интенсивности этой окраски. Реакция идет по уравнению:

Соли Са, Mg, Al, Fe также могут вступать в реакцию с реактивом Несслера, образуя окрашенный осадок, поэтому их необходимо предварительно связать раствором сегнетовой соли КNaС ₄ H ₄ О ₆ . 4Н ₂ О.

A. Качественное определение.

В пробирку налить 10 мл исследуемой воды, 0,2 мл сегнетовой соли и после перемеши-вания добавить 0,2 мл реактива Несслера. Появление желтой окраски указывает на присутствие аммиака, количество которого можно приблизительно определить по табл. 3.

Таблица 3. Ориентировочное определение содержания аммиака в воде.

при рассматривании пробирки сбоку

при рассматривании пробирки сверху вниз

источник

филиал ФГБОУ ВПО Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского

в г. Вязьме Смоленской обл.

Направление: 100800 «Товароведение»

Профиль: Товароведная оценка качества товаров на этапе товародвижения, хранения и реализация.

Форма обучения: заочная (СПО)

Практическая работа №1. Оценка качества питьевой воды по показателю жесткости и установление степени риска ее использования.

Название эксперимента. Определение общей жесткости воды.

Цель практической работы работы :

1.Оценить качество питьевой воды по показателю жесткости.

2.Сравнить жесткость водопроводной воды до и после использования пищевого фильтра.

3.Оценить жесткость бутилированной питьевой воды.

4.Установить жесткость воды из выбранных студентами источников.

5.Составить сводную таблицу результатов и сделать вывод о качестве образцов воды, поступивших на анализ.

Оборудование: бюретки, мерный цилиндр, мерные круглодонные колбы, конические колбы, цилиндры, воронки, шпатель; реактивы: раствор Трилона Б, эриохром черный Т (сухой), аммиачно-буферная смесь, водопроводная вода.

1) В бюретке (на 50 мл) заполним 0, 05н трилона Б до примерно нулевого деления и запишем точное положение уровня по нижнему краю мениска. Пипеткой (на 100 мл) отберем в две чистые плоскодонные конические колбы (на 250 мл) по 100 мл водопроводной воды, добавим в них 5 мл буферного раствора и сухой соли эриохрома черного, и перемешаем.

Поставим обе колбы на лист белой бумаги, затем одну из колб будем использовать в качестве контрольного образца для сравнения цвета растворов.

Во вторую, по каплям, при непрерывном вращательном перемешивании прильем из бюретки 0, 05 раствора трилона Б до перехода окраски от одной капли из винно — красной в фиолетовую.

Подождем 1 — 2 минуты, перемешивая раствор. Если окраска не стала сине — голубой с зеленоватым оттенком, доведем ее до этого цвета, добавив еще несколько капель раствора трилона Б из бюретки.

Сравним цвет рабочего раствора с окраской контрольного раствора в первой колбе.

В момент изменения окраски запишем положение уровня раствора трилона Б в бюретки по нижнему мениску и вычислим израсходованный на титрование объем трилона Б.

Процесс титрования повторим еще 2 раза с новыми порциями воды. Результаты титрования не должны отличаться друг от друга. Если все же отличаются, опыт придется повторить.

При добавлении эриохрома черного в раствор, цвет раствора становится

розоватым. А при добавлении туда избытка раствора трилона Б цвет меняется на сине — голубой.

Рассчитаем среднее из близких результатов значение объема трилона Б,

пошедшего на титрование, и по нему вычислим общую жесткость воды.

VктрилонаБ1 + VктрилонаБ2 + VктрилонаБ3 2, 90 + 3 + 2, 94

Nт * VсртрилонаБ 0, 05 * 8,84

Нобщ = ———————— * 1000 = —————— * 1000 = 4,42 ммоль экв/л

Результаты проверки на жесткость бутилированной питьевой воды «ФруктоНяня»:

Результат проверки на жесткость реки Днепр:

Средне жесткие — 3,0- 4,5 мг-экв/л;

Довольно жесткие — 4,5 — 6,5 мг-экв/л;

Очень жесткие — свыше 11,0 мг-экв/л.

3.Оформление результатов исследования. Полученные результаты записывают в таблицу.

По полученному значению жесткости можно сделать вывод, что вода в Дорогобуже средне жесткая, так как значение жесткости меньше 4,5 единиц по ГОСТ. Жесткая вода не пригодна для питания паровых котлов и для применения в химической технологии. Очень жесткая вода вредна для здоровья, так как может вызывать увеличение содержания кальция в крови, усиление кальцификации организма и ослабление процессов регенерации. Человек потребляет в сутки 0,7-2 г кальция с пищей и питьевой водой. По данным токсикологов, кальций в дозе 3,5-5,2 мг/кг массы или концентрации в питьевой воде 100-150 мг/л увеличивает заболеваемость населения болезнями почек, артритами и полиартритами. Кальций – биогенный элемент. Он необходим для нормального течения многих жизненных процессов. Он участвует в образовании костей и зубов, в процессе свертывания крови, регулирует возбудимость нервно-мышечного аппарата, повышает тонус сердечной мышцы. Поэтому неблагоприятен как дефицит, так и его избыток в организме.

Название эксперимента. Устранение некарбонатной жесткости.

1) В чистую пробирку с помощью пипетки (на 5 мл) отмерим 5 мл раствора MgSO4 . Добавим к нему 1 каплю 0, 2 н раствора Na2CO3 . При образовании осадка, перемешаем до его растворения.

Добавлять раствор Na2CO3 будем до тех пор, пока осадок перестанет растворяться.

То же самое проделаем с растворами CaCl2 и CaSO4.

2) Наблюдения и уравнения реакций.

Результаты наблюдений и уравнения реакций запишем в таблицу.

MgSO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + MgCO3↓

Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3 ↓ + +2NaCl

Na2CO3 + CaSO4 = Na2SO4 + +CaCO3 ↓

Так как осадок при взаимодействии MgSO4 практически нерастворим, то его концентрация выше, чем у осадков CaCl2 и CaSO4, а следовательно этот реагент эффективней устраняет жесткость воды, чем CaSO4 и CaCl2. Следовательно, хуже всех устраняет жесткость CaSO4.

Так же можно снизить жесткость воды путём кипячения. Причём, при увеличении времени кипячения показатель общей жесткости изменяется значительно:
при кипячении 5 минут – 4,8 ммоль/л;

при кипячении 30 минут – 4,68 ммоль/л;

при кипячении 60 минут – 3,14 ммоль/л.

Вода, полученная изо льда (замороженная водопроводная) имеет жесткость 4,64 ммоль/л. Значит, при замораживании воды жесткость снижается.
По инструкции фильтры «Аквафор» для воды с избыточной жесткостью снижают общую жесткость в зависимости от длительности использования сменного картриджа. В ходе исследование, используя новые картриджи, и получили следующие данные: «Аквафор» (кувшин) – 3,01 ммоль/л, «Аквафор-Модерн» — 2,82 ммоль/л.

Ответы на контрольные вопросы

1.Что такое общая жесткость?

Жесткость воды — это количество растворенных в ней минеральных солей, в основном солей кальция и магния (так называемых «солей жесткости»).

Выделяют 2 типа жесткости воды:

временная — карбонатная жесткость, обусловлена присутствием наряду с кальцием, магнием и железом гидрокарбонатных анионов;

постоянная — некарбонатная жесткость, характеризуется присутствием сульфатных, нитратных и хлоридных анионов, соли кальция и магния которых прекрасно растворяются в воде.

Общая жесткость определяется как суммарная величина наличия солей магния и кальция в воде, то есть суммой карбонатной и некарбонатной жесткости.

2.В каких единицах измеряется жесткость воды?

Единицы измерения жесткостиводы определяется концентрацией катионов (положительных ионов) кальция и магния. В системе единиц СИ концентрацию выражают в молях на кубический метр (моль/м3). Однако на практике для измерения жесткости используются градусы жесткости и миллиграммы эквивалента на литр (мг-экв/л).

3.Объяснить изменение цвета раствора при титровании пробы воды раствором ЭДТА.

Обратное титрование применяют тогда, когда рН, необходимое для образования комплекса, вызывает осаждение определяемого металла, а также при отсутствии надежного индикатора на ион металла. Титрованный раствор ЭДТА добавляют в небольшом избытке к раствору анализируемой соли. Устанавливают, вводя буферный раствор, нужный рН. Избыток ЭДТА от титровывают раствором хлорида магния или хлорида цинка. Точка эквивалентности фиксируется по изменению окраски индикатора. Обратное титрование применяют также. Когда ион металла взаимодействует с ЭДТА или метало индикатором замедленно, например в случае иона никеля. Этот метод применяют в случае, когда прямое титрование невозможно вследствие образования малорастворимых осадков катионов металлов с присутствующими в растворе анионами, например PbSO4,CaC2O4·2H2O. Осадки в процессе титрования должны раствориться.

Определение жесткости воды было первым практически важным применением ЭДТА в аналитической химии.

Жесткость воды характеризуют молярной концентрацией эквивалентов кальция и магния. Содержание этих элементов определяют прямым титрованием пробы воды в аммонийном буфере 0,01М раствором ЭДТА в присутствии эриохром черного Т. тяжелые металлы предварительно осаждают в виде сульфидов и маскируют цианидом. Жесткость воды обусловленную содержанием солей кальция, можно определить титрованием пробы с мурексидом в щелочной среде.

4.Оценить качество образцов воды, использованных в анализе, по показателю жесткости.

Все образцы использованные в эксперименте соответствуют Госту.

5.Какова оптимальная для здоровья человека жесткость питьевой воды?

По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 жесткость питьевой воды должна быть не выше 7 (10) мг-экв/л, ( или не более 350 мг/л).

Жесткая вода просто неприятна на вкус, в ней излишне много кальция. Постоянное употребление внутрь воды с повышенной жесткостью приводит к снижению моторики желудка, к накоплению солей в организме, и, в конечном итоге, к заболеванию суставов (артриты, полиартриты) и образованию камней в почках и желчных путях.

Вода должна быть жесткостью не менее 1,5-2 мг-экв/л.

Использование воды с большой жесткостью для хозяйственных целей также нежелательно. Жесткая вода образует налет на сантехнических приборах и арматуре, образует накипные отложения в водонагревательных системах и приборах. В первом приближении это заметно на стенках, например, чайника.

источник

Учебно-исследовательский проект по теме «Исследование качества водопроводной воды в условиях школьной лаборатории»

Вода «из-под крана» используется нами повсеместно. По данным лаборатории питьевого водоснабжения НИИ экологии человека и окружающей среды РАМН, 90% водопроводных сетей подают в дома воду, не отвечающую санитарным нормам. Главная причина наличия в водопроводной воде вредных для здоровья нитратов, пестицидов, нефтепродуктов и солей тяжелых металлов — это катастрофическое состояние водопроводных и канализационных систем. Соединение канализационных вод с выбросами предприятий дает добавочный эффект: к перечисленным выше химическим составляющим питьевой воды добавляются и бактерии — кишечные палочки, патогенные микроорганизмы, холерный вибрион и т.д. Поэтому актуальность данной проблемы очень высока.

Объект исследования

Объектом исследования является обычная водопроводная вода, взятая из централизованного источника водоснабжения МОУ лицей №22, которая не подвергалась никакой предварительной обработке и фильтрации, чтобы была возможность составить объективную картину состояния воды, используемой в быту.

Если вода почти прозрачна, не имеет достаточно выраженных вкуса и запаха, а также если содержание хлора, водородный показатель и жесткость воды удовлетворяют ПДК, то вода централизованного источника водоснабжения пригодна к применению.

Цель исследования

В соответствие с гипотезой, целью исследования является проверить, удовлетворяет ли водопроводная вода некоторым требованиям ГОСТа.

Обзор литературы

Был проведен обзор литературы по изучению влияния качества питьевой воды на здоровье, нормативов качества питьевой воды и образования мутагенов в результате хлорирования воды.

Методика «СОСТАВ И КАЧЕСТВО ВОДЫ»

Суточный обмен воды в организме человека составляет 2,5 л, поэтому от её качества сильно зависит состояние человека, его здоровье и работоспособность. Различные вещества, присутствующие в воде, придают ей запах, делают её то сладковатой, то солёной, а то и горькой. Существует 5-балльная шкала оценки интенсивности запаха и привкуса питьевой воды. При сомнении в качестве питьевой воды для очистки её от примесей следует использовать специальные фильтры.

Метод физического изучения воды включает:

• Исследование прозрачности воды
• Определение в воде взвешенных частиц
• Запах
• Вкус.

Данные показатели определяются по специальным методикам, описанным в различных источниках литературы (например, С.В.Дружинин «Исследование воды и водоемов в условиях школы», 2008).

Метод химического анализа включает определение:

• Ионов в воде с помощью качественных реакций
• рН, водородного показателя
• Жесткости воды титриметрическим методом.

Определение ионов

Большинство известных элементов, входящих в состав вод в сравнительно больших количествах, существуют в виде ионов. Для доказательства наличия этих ионов в воде использовалась методика качественного химического полумикроанализа. Качественный анализ пробы воды проводился на наличие в воде: катионов магния, железа(II,III), кальция, свинца, меди; анионов брома, йода, хлора, сульфата.

Жесткость воды.

Жесткость воды обуславливается присутствием в ней солей кальция и магния. Это общая жесткость. Она складывается из карбонатной (временной, обусловленной присутствием гидрокарбонатов кальция и магния) и некарбонатной (постоянной, обусловленной присутствием хлоридов кальция, Mg 2+ и Fe 2+ ). Оставшиеся в растворе после кипячения соли обуславливают постоянную жесткость воды. Общая жесткость воды определяется следующим образом. В коническую колбу на 250 мл вносят 100 мл исследуемой воды, прибавляют 5 мл аммиачного буферного раствора(NH4OH+NH4Cl) для установления щелочной реакции, а затем 7-8 капель индикатора (эриохрома черного). Проба окрашивается в интенсивный вишнево-красный цвет. Раствор перемешивают и медленно титруют 0,05 нормальным раствором трилона «Б» до изменения окраски пробы от вишневой до синей. Это происходит из-за того, что трилон «Б» в щелочной среде взаимодействует с ионами кальция и магния, образуя комплексное неокрашенное соединение и вытесняя индикатор в свободном виде. Расчет общей жесткости производят по формуле:

где: V — объем раствора трилона «Б», израсходованного на титрование, мл.

N — нормальность раствора трилона «Б», мг экв/л (0.05)

V₁— объем исследуемого раствора, взятого для титрования, мл.(100 мл)

Водородный показатель.

Вода тестируется различными индикаторами (лакмус, универсальная индикаторная бумага, метил оранжевый) и по изменению их окраски формулируются соответствующие выводы.

Результаты см. в таблице №1.

Сравнительный анализ данных, полученных в ходе исследования.

Он приведен в таблице «Соответствие физико-химических показателей пробы воды требованиям ГОСТ».

2

Водородный показатель рН

6.5

6.0 — 9.0 Жесткость моль/м 3

В ходе проведенного исследования было установлено:

• Показатель мутности оптимален
• Каких-либо взвешенных частиц в воде не обнаружено
• Проба воды не обладала привкусом и запахом
• Качественный анализ пробы воды дал отрицательный результат на наличие в воде: катионов магния, железа(II,III), свинца, меди; анионов, брома, йода; сульфатов
• Были обнаружены катионы кальция (незначительное выпадение гипсового осадка) и анионы хлора (незначительное выпадение белого творожистого осадка хлорида серебра)
• Причиной слабо кислой среды, вероятнее всего, является, установленное выше, наличие в воде ионов хлора
• Жесткость воды была получена в пределах 4-4.5 ммоль/литр.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что проба воды, взятая из централизованного источника водоснабжения МОУ лицей №22, соответствует требованиям ГОСТ согласно тем критериям, по которым проводилось исследование, а, значит, наша гипотеза подтвердилась.

Рекомендации.

• продолжать мониторинговые исследования качества питьевой воды из разных источников;
• провести сравнительный анализ полученных результатов;
• исследовать пробы воды по методикам количественного анализа;
• продолжать исследование в условиях лабораторий, обеспеченных соответствующим оборудованием и реактивами.

источник

Тип урока — комбинированный

Методы: частично-поисковый, про­блемного изложения, репродуктивный, объясни­тельно-иллюстративный.

— осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;

Образовательные: показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.

Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.

Воспитывать культуру поведения в природе, качества толерантной личности, прививать интерес и любовь к живой природе, формировать устойчивое положительное отношение к каждому живому организму на Земле, формировать умение видеть прекрасное.

Личностные: познавательный интерес к экологии.. Понимание не­обходимости получения знаний о многообразии биотических связей в природных со­обществах для сохранения естественных биоценозов. Способность выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях и поступках по отношению к живой природе. Потребность в справедливом оценивании своей работы и работы одноклассников

Познавательные: умение работать с различными источниками информации, пре­образовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.

Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.

Коммуникативные: участвовать в диалоге на уроке; отвечать на вопросы учителя, товари­щей по классу, выступать перед аудиторией, используя мультимедийное оборудование или другие средства демонстрации

Предметные: знать — понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь — определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.

Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации; анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос

Метапредметные: связи с такими учебными дисциплинами как биология, химия, физика, география. Планировать действия с поставленной целью; находить необходимую информацию в учебнике и справочной литературе; осуществлять анализ объектов природы; делать выводы; сформулировать собственное мнение.

Форма организации учебной деятельности – индивидуальная, групповая

Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.

Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.

Оценка экологического состояния водоемов

Цель занятий: ознакомить студентов с принципами оценки современного экологического состояния водоемов, испытывающих различное антропогенное воздействие, на основе результатов микробиологических исследований.

— изучить принципы проведения мониторинга водных объектов;

— изучить источники загрязнения водного бассейна;

— овладеть методикой оценки экологического состояния водоемов

1. В каких целях осуществляется государственный мониторинг водных объектов?

2. Какие требования предъявляются к санитарно-гигиеническому состоянию водоемов?

3. Какие гидробионты служат биоиндикаторами состояния водоема и качества воды?

4. Что включает в себя государственный водный реестр?

Изучив данную тему, студент должен:

— антропогенных источниках воздействия на водные объекты;

— представителях гидрофауны, используемых как объекты биоиндикации;

— обоснованиях для пользования водным объектом;

— законодательную базу, нормативную документацию в области пользования водным объектом;

— порядок осуществления наблюдений за состоянием водных объектов;

— порядок осуществления государственного мониторинга водных объектов;

— перечень способов наблюдений за техническим состоянием водохранилища и входящих в его состав сооружений, а также порядок осуществления таких наблюдений;

— принципы сбора, обработки и хранения сведений, полученных в результате наблюдений;

— своевременно осуществлять мероприятия по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций на водных объектах;

— вести учет использования водных ресурсов водохранилища;

— своевременно выявлять и прогнозировать негативное воздействие на водоемы;

— осуществления государственного мониторинга водных объектов;

— разработки и реализации мер по предотвращению негативных последствий антропогенных воздействий;

— оценки эффективности осуществляемых мероприятий по охране водных объектов.

оценки экологического состояния водных объектов по микробиологическим показателям.

Водным объектом является природный либо искусственный водоем, водоток либо другой объект, постоянное или временное сосредоточение вод в котором обладает характерными формами и признаками водного режима (изменения во времени уровней, расхода и объема воды в водном объекте).

Ухудшение качества и загрязнение воды, истощение водных ресурсов происходят постоянно. Это объясняется соприкосновением с водой и переносом различных веществ. Изменения носят циклический, реже спонтанный характер: они связаны с извержениями вулканов, землетрясениями, цунами, наводнениями и другими катастрофическими явлениями. В антропогенных условиях такие изменения состояния воды носят однонаправленный характер: инородные вещества, попавшие в воду, накапливаются в ней, ухудшая органолептические свойства. Загрязнение воды происходит, когда количество содержащихся в воде инородных веществ, особенно тех, которые оказывают неблагоприятное влияние на человека, животных и растения, достигает критических значений.

Природные воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, разделяющимися на группы по их биологическим и физико-химическим свойствам. К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся в ней молекулярном или ионном состоянии. Вторая группа — это те вещества, которые образуют с водой взвеси или коллоидные системы. В коллоидном состоянии могут быть минеральные или органические частицы, нерастворимые формы гумуса и отдельные вирусы. Взвесями же являются чаще всего планктон, бактерии и нерастворимые мельчайшие твердые частицы.

Содержание естественных частиц в поверхностных водах неодинаково. Минимальное содержание солей характерно для наших северных рек, а для южных, питаемых подземными водами — максимальное, до 1,5 г/л. По виду исходных (природных) солей, превалирующих в воде, реки подразделяют на гидрокарбонатные (Волга, Днепр), сульфатные (Дон, Северский Донец), хлоридные и тому подобное. Но все же состояние рек в первую очередь определяется антропогенным фактором.

Интенсивное развитие промышленности, транспорта, перенаселение ряда регионов планеты привели к значительному загрязнению гидросферы. По данным ВОЗ (Всемирная организация здоровья), около 80 % всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.

На территории России практически все водоемы подвержены антропогенному влиянию. Качество воды в большинстве из них не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод выявили тенденцию к росту их загрязненности. Ежегодно увеличивается число створов с высоким уровнем загрязнения воды (более 10 ПДК) и количество случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов (свыше 100 ПДК).

Основными источниками загрязнения водоемов служат предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности.

Микробное загрязнение вод происходит в результате поступления в водоемы патогенных микроорганизмов. Имеет место также тепловое загрязнение вод в результате поступления нагретых сточных вод.

Загрязняющие вещества условно можно разделить на несколько групп. По физическому состоянию выделяют нерастворимые, коллоидные и растворимые примеси. Кроме того, загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные и биологические.

Практически все поверхностные источники водоснабжения в последние годы подвергаются воздействию вредных антропогенных загрязнений, особенно такие реки, как Волга, Дон, Северная Двина, Уфа, Тобол, Томь и другие реки Сибири и Дальнего Востока. 70% поверхностных вод и 30% подземных потеряли питьевое значение и перешли в категории загрязненности — «условно чистая» и «грязная». Практически 70% населения РФ употребляют воду, не соответствующую ГОСТу «Вода питьевая».

Нарастают процессы деградации поверхностных водных объектов за счет сбросов в них загрязненных сточных вод предприятиями и объектами жилищно-коммунального хозяйства, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, мясной, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, а также черной и цветной металлургии, сбора коллекторно-дренажных вод с орошаемых земель, захоронения на морском дне загрязняющих веществ (радиоактивных отходов и т. п.), разнообразных утечек с судов морского транспорта, аварийных выбросов и сброса судов, добычи полезных ископаемых на морском дне, выпадения загрязняющих веществ с осадками из атмосферы.

Продолжается истощение водных ресурсов рек под влиянием хозяйственной деятельности. Практически исчерпаны возможности безвозвратного водоотбора в бассейнах рек Кубань, Дон, Терек, Урал, Исеть, Миасс и ряда других. Неблагополучным является состояние малых рек, особенно в зонах крупных промышленных центров. Значительный ущерб малым рекам наносится в сельской местности из-за нарушения особого режима хозяйственной деятельности в водоохранных зонах и прибрежных защитных полосах, приводит к загрязнению рек, а также смыву почвы в результате водной эрозии.

Возрастает загрязнения подземных вод, используемых для водоснабжения. В РФ выявлено около 1200 очагов загрязнения подземных вод, из которых 86% расположены в европейской части. На территории России обнаружено около 500 участков, где подземные воды загрязнены сульфатами, хлоридами, соединениями азота, меди, цинка, свинца, кадмия, ртути, уровни содержания которых в десятки раз превышают ПДК.

Качество воды характеризуется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами. К физическим свойствам относятся ее температура, цветность, мутность, привкус и запах. Температура воды из колодцев должна быть 7. 12 °С. Вода, имеющая более высокую температуру, теряет свои освежающие свойства. Температура ниже 5°С считается вредной для здоровья людей и приводит к простудным заболеваниям. Под цветностью понимают ее окраску и выражают в градусах по платиново-кобальтовой шкале. Мутность определяется содержанием в воде взвешенных частиц и выражается в миллиграммах на литр (мг/л). Вода подземных источников имеет малую мутность.

Наличие в воде органических веществ резко ухудшает ее физические (органолептические) показатели, вызывая различного рода запахи (землистый, гнилостный, рыбный, болотный, аптечный, камфорный, запах нефтепродуктов, хлорфенольный и т.д.). Также органические вещества повышают цветность, вспениваемость, оказывают неблагоприятное действие на человека и животных. Установлено, что незначительные изменения физических свойств воды снижают секрецию желудочного сока, а приятные вкусовые ощущения повышают остроту зрения и частоту сокращений сердца (неприятные — снижают).

Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: активной реакцией, жесткостью, окисляемостью, содержанием растворенных солей. Активная реакция воды определяется концентрацией водородных ионов. Обычно она выражается через pH. При pH=7 среда нейтральная; при pH 7 среда щелочная.

Жесткость воды определяется содержанием в ней солей кальция и магния. Она выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг·экв/л). Вода подземных источников имеет большую жесткость, а вода поверхностных источников — относительно невысокую (3-6 мг·экв/л). Жесткая вода содержит много минеральных солей, от которых на стенках посуды, котлах и других агрегатах образуется накипь — каменная соль. Жесткая вода губительна и непригодна для систем водоснабжения. Мягкая вода должна иметь жесткость не более 10 мг·экв/л. В последние годы высказано предположение, что вода с низким содержанием солей жесткости способствует развитию сердечнососудистых заболеваний.

Окисляемость обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ и может служить показателем загрязненности источника сточными водами. Для колодцев особую опасность представляют сточные воды, в составе которых есть белки, жиры, углеводы, органические кислоты, эфиры, спирты, фенолы, нефть и др.

Содержание в воде растворенных солей (мг/л) характеризуется плотным (сухим) осадком. Вода поверхностных источников имеет меньший плотный осадок, чем вода подземных источников, т.е. содержит меньше растворенных солей. Предел минерализации питьевой воды (сухого остатка) 1000 мг/л был в свое время установлен по органолептическому признаку. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый привкус. Допускается содержание их в воде на уровне порога ощущения: 350 мг/л для хлоридов и 500 мг/л для сульфатов. Нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации 200-400 мг/л. При этом минимальное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния -10 мг/л.

Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в 1 куб. см воды и должен быть не более 100. Вода поверхностных источников содержит бактерии, внесенные сточными и дождевыми водами, животными и т.д. Вода подземных артезианских источников обычно не загрязнена бактериями. Различают патогенные (болезнетворные) и сапрофитные бактерии. Для оценки загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки. Бактериальное загрязнение измеряют коли-титром и коли-индексом. Коли-титр — обьем воды, в котором содержится одна кишечная палочка, должен составлять не менее 300. Коли-индекс — число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды, должен составлять до 3.

учебный фильм — «Экологический мониторинг водных объектов»

Оценка экологического состояния грунтовых вод

источник