Химический анализ водопроводной воды в школе

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

Вода из криницы аг. Звенчатки

водопроводная вода из крана колонки на улице

водопроводная вода из крана школы

Вода из озера аг. Звенчатки

Все полученные значения рН находятся в интервале величин рН приведенных в ГОСТе.

2. Определение ионов железа Fe3+.

Качественное определение железа проводилось по реакции:

Признак реакции: красное окрашивание раствора. Для определения была использована эта реакция как самая чувствительная из качественных реакций на железо.

В пробирку поместили 10 мл исследуемой воды, прибавили 1 каплю концентрированной азотной кислоты, 0,5 мл раствора пероксида водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия.

Шкала для определения железа:

Отсутствие окраски – менее 0,05 мг/л;

Едва заметное желтовато – розовое – от 0,05 до 0,1 мг/л;

Слабое желтовато – розовое – 0,1 до 0,5 мг/л;

Желтовато-розовое – 0,5 до 1,0 мг/л;

Желтовато – красное – 1,0 – 2,5 мг/л;

Ярко – красное более 2,5 мг/л.

Ионы железа были обнаружены в водопроводной воде из школы, в водопроводной воде из крана колонки на улице и в воде из озера аг. Звенчатки.

Вода из криницы аг. Звенчатки

водопроводная вода из крана колонки на улице

водопроводная вода из крана школы

Вода из озера аг. Звенчатки

Просмотр содержимого документа
«Исследовательская работа по теме ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ В ШКОЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ»

Районный конкурс научных биолого-экологических работ учащихся учреждений общего среднего образования

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ В ШКОЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ

Пимоненко Богдан Васильевич

ГУО УПК «Звенчатский детский сад-средняя школа Климовичского района»

Шалыгина Снежана Игоревна

ГУО УПК «Звенчатский детский сад-средняя школа

Глава 1 Теоретическая часть

1.1Состав воды ________________________________________________________4

1.2 Характеристика источников водоснабжения и качества питьевой воды______5

1.3 Влияние качества питьевой воды на здоровье человека___________________7

1.4 Физические показатели качества воды__________________________________8

1.5 Химические показатели качества воды________________________________10

Глава 2 Практическая часть

2.1 Определение физических показателей качества воды _____________________12

2.2 Определение качества воды методами химического анализа ____________ 15

2.3 Результаты работы__________________________________________________19

Список используемых источников________________________________________21

Вода – самое удивительное, самое распространенное и самое необходимое вещество на Земле. Известный советский учёный академик И. В. Петрянов свою научно-популярную книгу о воде назвал «Самое необыкновенное вещество в мире». А «Занимательная физиология», написанная доктором биологических наук Б. Ф. Сергеевым, начинается с главы о воде – «Вещество, которое создало нашу планету».

Почти 3/4 поверхности земного шара покрыты водой, образующей океаны, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере; в виде огромных масс снега и льда лежит она круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. В недрах земли также находится вода, пропитывающая почву и горные породы.

Учёные абсолютно правы: нет на Земле вещества, более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в тоже время не существует другого такого вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах.[1]

От воды зависит климат планеты. Геофизики утверждают, что Земля давно бы остыла и превратилась в безжизненный кусок камня, если бы не вода. У неё очень большая теплоёмкость. Нагреваясь, она поглощает тепло; остывая, отдаёт его. Земная вода и поглощает, и возвращает очень много тепла и тем самым «выравнивает» климат. А от космического холода предохраняет Землю те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере – в облаках и в виде паров… без воды обойтись нельзя – это самое важное вещество на Земле.[8]

Вода составляет до 80% массы клетки и выполняет в ней чрезвычайно важные функции: определяет объем и упругость клеток, транспортирует в клетку и из нее растворенные вещества, предохраняет клетку от резких колебаний температур. Тело человека на 2/3 состоит из воды. Почти все реакции протекают в водных растворах. Большинство реакций, используемых в технологических процессах на предприятиях химической, фармацевтической и пищевой промышленности, происходит также в водных растворах.

Без воды невозможно представить жизнь человека, который потребляет ее для самых разных бытовых нужд.

Потребности человечества в воде сегодня уже сравнимы с возобновляемыми ресурсами пресной воды на нашей планете. Очень много пресной воды мы расходуем бездумно и напрасно. Поэтому необходимо беречь воду! [2, c. 12]

Актуальность темы: для того чтобы хорошо себя чувствовать, человек должен употреблять только чистую и качественную воду. На сегодняшний день сохранение и укрепление здоровья человека – одна из наиболее актуальных проблем человечества.

Целью данной работы является: изучение состояние качества воды в аг. Звенчатка.

Задачи, решаемые в ходе исследования:

— изучить специальную литературу по теме исследований;

— освоить методику определения качества воды;

— определить качество воды в лабораторных условиях.

Вода оказывает влияние на здоровье человека.

Вода в аг. Звенчатка Климовичского района, поступающая через централизованное водоснабжение соответствует СанПиНу «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды».

Глава 1. Теоретическая часть

Вода, самое распространенное соединение в природе, не бывает абсолютно чистой. Химическая формула воды – Н₂О. Это означает, что каждая молекула воды содержит два атома водорода и один атом кислорода. Природная вода содержит многочисленные растворенные вещества – соли, кислоты, щелочи, газы (углекислый газ, азот, кислород сероводород), продукты отходов промышленных предприятий и нерастворимые частицы минерального и органического происхождения.

Свойства и качество воды зависят от состава и концентрации содержащихся в ней веществ. Наиболее чистая природная вода – дождевая, но и она содержит примеси и растворенные вещества (до 50 мг/л).

Содержание растворенных веществ в морской воде составляет 10000-20000, а в воде океанов – около 35000 мг/л. Вода соленых озер -200000 мг/л и более. [2,3]

1.2 Характеристика источников водоснабжения и качества питьевой воды

При получении питьевой воды различают две основные группы по ее происхождению: подземные воды и поверхностные воды.

Группа подземных вод подразделяется на:

1. Артезианские воды. Речь идет о водах, которые с помощью насосов поднимаются на поверхность из подземного пространства. Они могут залегать под землей в несколько слоев или так называемых ярусов, которые полностью защищены друг от друга. Пористые грунты (особенно пески) оказывают фильтрующее и, следовательно, очищающее действие, в отличие от трещиноватых горных пород. При соответствующем длительном нахождении воды в пористых грунтах артезианская вода достигает средних температур почвы (8-12 градусов) и свободна от микробов. Благодаря этим свойствам (практически постоянная температура, хороший вкус, стерильность) артезианская вода является особо предпочтительной для целей питьевого водоснабжения. Химический состав воды, как правило, остается постоянным.

2. Инфильтрационная вода. Эта вода добывается насосами из скважин, глубина которых соответствует отметкам дна ручья, реки или озера. Качество такой воды в значительной мере определяется поверхностной водой в самом водотоке, т. е. вода, добытая при помощи инфильтрационного водозабора, является тем более пригодной для питьевых целей, чем чище вода в ручье, реке или озере. При этом могут иметь место колебания ее температуры, состава и запаха.

3. Родниковая вода. Речь идет о подземной воде, самоизливающейся естественным путем на поверхность земли. Будучи подземной водой, она в биологическом отношении безупречна и по своему качеству приравнивается к артезианским водам. Вместе с тем родниковая вода по своему составу испытывает сильные колебания не только в кратковременные периоды времени (дождь, засуха), но и по временам года (например, таяние снега). [4,c. 3]

Ресурсы пресной воды на земле распределяется крайне равномерно. Засушливые или полузасушливые регионы мира, составляющие 40% суши, используется только 2% мировых запасов воды. За источники чистой воды в некоторых странах Азии и Африки идут настоящие войны! Более половины жителей земли, т.е. 3,5 млрд. человек, пользуются источниками воды, непреходящий даже минимальной очистки. Из-за различных заболеваний, связанных с некачественной водой, таких как диарея, гепатит А, малярия и др., каждый год погибает более 5 млрд. человек, большинство из которых составляют дети. К 2025 году, испытывающих умеренную или серьезную нехватку воды, будут жить уже две трети населения Земли.[10]

Почему же так остро стоит проблема нехватки воды на планете, где вода? Причин том несколько. Самая простая заключается в том, что 1 338 000 000 км3 ,или 96,5% воды на Земле – соленная морская вода. Подземные, поверхностные, атмосферные воды составляют 47 984 610 км 3 ,или 3,5% всей воды на Земле. На долю пресных вод приходится еще меньше 35 029 210 км 3 , что составляет 2,5% от планетарных запасов воды. И, наконец, из всех запасов пресной воды для использования человеком доступно только 118 610 км, т.е. 0,3%! Остальная часть пресной воды пребывает в замерзшем состоянии в ледовом покрове (24 064 100 км3, или 68,7%), содержится в почвенной влаге и в глубоких недоступных подземных водах (10 530 000 км3, или 30,1%).

Мировые запасы пресной воды не увеличиваются, а её потребление постоянно растет.

В отчете ВВФ «Живая планета» отмечается, что система пресной воды, в том числе и питьевой, претерпевает острый кризис. Актуальна эта проблема и в нашей стране. Тема воды очень важна и актуальна для всего мира, если в начале века в районах, испытывающих нехватку воды, проживало 40% населения земли (2,5 млрд. человек), то к 2025 году это будет уже 65-70%, около 5,5 млрд.

Необходимость воды для обеспечения жизнедеятельности человека обусловлена ролью, которую она играет в круговороте природы, а также в удовлетворении физиологических, гигиенических, рекреационных, эстетических и других потребностей человека. Решение проблемы удовлетворения потребностей человека в воде для различных целей тесно связано с обеспечением её необходимого качества. Развитие промышленности, транспорта, перенаселения ряда регионов планеты привели к значительному загрязнению гидросферы.[6]

Широкое распространение стиральных и посудомоечных машин, лучшие стандарты гигиены — все это привело за последние 20 лет к повышению количества используемой воды. Количество воды, необходимое для одного жителя в сутки, зависит от климата местности, культурного уровня населения, степени благоустройства города и жилого фонда. Последний фактор является определяющим. На его основе разработаны «Нормы водопотребления». В указанные нормы входит расход воды в квартирах, предприятиями культурно-бытового, коммунального обслуживания и общественного питания. [9 c. 10-11]

источник

Для дошкольников и учеников 1-11 классов

Рекордно низкий оргвзнос 25 Р.

«Исследование качества водопроводной воды в п.Светлая Заря»

Предмет и объект исследования — 4

Гипотеза — 5 Новизна исследования — 5

1. Питьевая вода: источники, физико-химическая характеристика

2. Проблемы, связанные с питьевой водой — 11

3. Методы очистки питьевой воды — 15

Перспективы исследований — 20

Вода — второе (после воздуха) по значимости вещество, без которого существование человека невозможно. Не секрет, что организм человека на две трети состоит из воды, а часть из неё ежедневно расходуется. Как же пополнить её запасы в организме? И сколько воды человеку требуется ежедневно и, главное, какая вода нам необходима. Именно от питьевой воды зависит здоровье человека. Если снизить суточное потребление воды на 3- 5 %, это приведёт к ухудшению самочувствия, быстрой утомляемости и преждевременному старения тканей и кожи. При дефиците воды в 10% повышается риск многих заболеваний. Хронический же недостаток воды способен привести к развитию уже серьёзных недугов.

В среднем за свою жизнь человек выпивает 35- 40 т. воды, вместе с которой в организм попадают около 50кг различных микроэлементов. Французский микробиолог Луи Пастер больше века назад сказал, что «человек выпивает 90% своих болезней». В наше время ситуация не очень изменилась. По данным Всемирной организации здравоохранения, 85% всех заболеваний в той или иной степени связаны с питьевой водой. Поэтому важно не просто ежедневно пить воду, а пить воду хорошего качества. Это относится и к воде, используемой для приготовления пищи и напитков. Одним из доступных способов обеспечить себя качественной питьевой водой — установить дома фильтр. Конечно, вода, поступающая к нам в квартиры, проходит очистку, но, к сожалению, чистой от этого не становится: часто концентрация некоторых вредных веществ в ней значительно превышает нормы и перед потреблением встаёт проблема « какие необходимо принять меры для очищения водопроводной воды в своём доме, чтобы сохранить здоровье своих близких». Эта тема весьма актуальна в настоящее время, т.к. ежегодно наблюдается численный рост различных заболеваний человека, связанных с воздействием токсичных веществ, находящихся в питьевой воде, на метаболические процессы, происходящие в организме.

Вода доставляет в клетки организма питательные вещества (витамины, минеральные соли) и уносит отходы жизнедеятельности. Кроме того, вода участвует в процессе терморегуляции и дыхания. Для нормальной работы всех систем человеку необходимо как минимум 1,5 – 2 литра воды в день. Парадоксальный факт: вода необходима для жизни, но она же является и одной из главных причин заболеваемости в мире. Опасность употребления некачественной воды может быть микробиологической: вода в природе содержит множество микроорганизмов, некоторые из которых вызывают у человека тяжелые заболевания, такие, например, как холера, тиф, гепатит или гастроэнтерит. Загрязнение воды может быть и химическим. При этом последствия употребления грязной воды могут наступить как немедленно, так и через несколько лет. Кроме того, вода должна быть не только чистой, но и вкусной. Напрашивается вывод, что без воды наше существование невозможно. А без хорошей воды невозможно хорошее существование.

Но какую воду мы с вами пьём? Я выбрал эту тему потому, что мне стало интересно какую воду лучше использовать для питья без вреда для своего здоровья.

Вода (Н ₂ О) — жидкость без запаха, вкуса, цвета; самое распространенное природное соединение.

В настоящее время питьевая вода — это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая. Понятие «питьевая вода» сформировалось относительно недавно и его можно найти в законах и правовых актах, посвященных питьевому водоснабжению.

Проблема качества питьевой воды привлекает к себе внимание не только исследователей различных областей науки и специалистов водоподготовки, но и потребителей.

Концентрации загрязняющих веществ в поверхностных водах варьируются в широких пределах и зависит от многих факторов. Доминирующим из них является хозяйственная деятельность человека, в результате которой поверхностные стоки и атмосферные осадки загрязнены разнообразными веществами и соединениями, включая и органические. Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. Для того, чтобы хорошо себя чувствовать, человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду. Ещё в глубокой древности люди умели различать «живую» воду – пригодную для питья и «мёртвую» — непригодную для употребления. Учёными давно установлена прямая связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни. Это неудивительно, учитывая, что по данным Всемирной организации здравоохранения около 90% болезней человека вызывается употреблением некачественной воды. В настоящее время вопросы качества питьевой воды имеют наивысшую актуальность.

Предмет и объект исследования.

Объект исследования: состав, свойства и методы очистки воды.

Предмет исследования: обычная водопроводная вода, взятая из :

Водопровода поселка Светлая Заря. Скважина глубиной 147 м.

Скважиной 3 м по улице Школьная

Питьевая бутылированная вода «Горячий ключ»

Водопроводная вода в школе

Цель исследования: изучить качество водопроводной воды в п.Светлая Заря и выявление её пригодности для питья.

Достижению данной цели будет способствовать решение следующих задач:

1. Овладеть простейшими методами анализа воды.

2. Освоить навыки ведения экспериментальных наблюдений и оформление результатов.

3. Научиться анализировать полученные данные и делать выводы.

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.

Определены загрязнители и качество питьевой воды. Установлено влияние содержания токсикантов в природной воде на качество питьевой воды в зависимости от применяемого метода водоподготовки. Показано, что основной вклад в появление (хлорметанов) в питьевой воде дают растворенные в воде химические вещества. Выявлено, что после хлорирования содержание хлорорганических соединений в питьевой воде увеличивается в 12 — 24 раза, что отрицательно влияет на потребителей воды.

Изучение результатов проб водопроводной и бутылированной воды.

Лабораторные исследования в условиях школьной лаборатории.

Изучение теоретического материала.

Питьевая вода: источники, физико-химическая характеристика питьевой воды.

Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту воды. В результате испарения образуется гигантский объем воды, достигающий 525 тыс. км 3 в год. 86% этого количества приходится на соленые воды Мирового океана и внутренних морей – Каспийского, Аральского и др.; остальное испаряется на суше, причем половина благодаря транспирации влаги растениями. Каждый год испаряется слой воды толщиной примерно 1250 мм. Часть ее вновь выпадает с осадками в океан, а часть переносится ветрами на сушу и здесь питает реки и озера, ледники и подземные воды. Природный дистиллятор питается энергией Солнца и отбирает примерно 20% этой энергии. Всего 2% гидросферы приходится на пресные воды, но они постоянно возобновляются. Скорость возобновления и определяет доступные человечеству ресурсы.

Большая часть пресных вод — 85% — сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и составляет 8000 лет. Поверхностные воды суши обновляются примерно в 500 раз быстрее, чем в океане. Еще быстрее, примерно за 10 — 12 суток, обновляются воды рек. (Приложение №1)

Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек. Реки всегда были источником пресной воды. Но в современную эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек.

Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования тратится 2200 км воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется 30 — 35 тыс. км3 пресной воды на разбавление сточных вод. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится не пригодной для потребления. Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необходимость заставляет изолировать антропогенный водный цикл от природного. Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную или малоотходную, а затем на «сухую» или безотходную технологию, сопровождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и очищенных сточных вод.

С 1 января 2002 года в России введен в действие нормативный правовой акт — Санитарные правила и нормы «Питьевая вода Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» — СанПиН 2.1.4.1074-01. В основе гигиенических требований к качеству воды для питьевых и бытовых нужд лежит принцип безопасности в эпидемиологическом отношении, безвредности по химическому составу и благоприятности по органолептическим свойствам.

В качестве источников водоснабжения в поселке Светлая Заря используются поселковый водопровод и подземные воды (скважина — глубина 147 м, колодцы – глубиной от 3 до 15 м). Как правило, для того, чтобы вода соответствовала требованиям СанПиН, необходимо проводить процедуру её очистки.

В последние десятилетия в результате интенсивного антропогенного воздействия заметно изменился химический состав не только поверхностных, но и подземных вод. Несмотря на относительную высокую защищенность (по сравнению с поверхностными) от загрязнения, в них уже обнаруживаются свинец, хром, ртуть, медь, цинк, др. Естественно, что концентрация тяжелых металлов в подземных водах возрастает на территории близ больших городов и промышленных центров.

В настоящее время потребители воды сталкиваются с определенными трудностями. Так, в лаборатории по анализу воды для питьевых и бытовых целей обращаются с такими вопросами:

почему вода имеет неприятные запах и привкус?

почему вода мутная и желтого цвета?

почему водонагревательные приборы покрыты густым желтым (белым) налетом?

почему при использовании воды (водопроводной, скважинной, колодезной) возникает зуд на кожных покровах?

Анализ проб воды по ряду химических и микробиологических показателей дает ответы на эти и другие вопросы.

Лаборатории по анализу питьевой воды централизованного и нецентрализованного водоснабжения уже сегодня четко определяют тенденцию роста случаев обнаружения в водах из скважин нитратов, фосфатов, что свидетельствует о выбросе в водоносные слои минеральных и органических удобрений. В колодезных водах обнаруживаются фосфаты, азот аммонийный, что говорит о попадании в источник азотных, фосфорных и органических удобрений.

В настоящее время, возможно, в связи с применением минеральных удобрений (суперфосфат), содержащих значительные примеси фторидов, возросли концентрации фторид-ионов не только в поверхностных, но и в подземных водах.

Очень часто исследуемые пробы вод характеризуются содержанием железа и солей жесткости, значительно превышающим оптимальный физиологический уровень и, следовательно, санитарно-гигиенические нормативы. Кроме того, концентрация железа повышается при коррозии стальных и чугунных водопроводных труб.

Откуда появляется железо в воде и как его оттуда удалить? Дождь — природный конденсат — поглощает углекислый газ из атмосферы, поэтому имеет слабокислую реакцию. Если вода проходит через известняки, то, растворяя их, становиться жесткой.

Из школьного курса химии и из личного опыта известно, что железо в природе встречается двухвалентное — растворенное и трехвалентное — обычно в виде знакомой ржавчины. Также существуют органические соединения железа и так называемые железобактерии. Железобактерии встречаются практически везде. Их «визитной карточкой» можно считать ржавую слизь, покрывающую трубы водопровода. Железобактерии питаются растворенным в воде железом, а когда отмирают, откладываются в виде вышеупомянутой слизи.

В последние годы наметилась тенденция обнаружения сероводорода и сульфидов в водах, как следствие загрязнения воды органическими соединениями и серобактериями.

Среди основных показателей качества питьевой воды выделяются:

Органолептические показатели воды

Показатели, обеспечивающие благоприятные органолептические свойства воды, включают нормативы для веществ: встречающихся в природных водах; добавляемых к воде в процессе обработки в виде реагентов; появляющихся в результате промышленного, сельскохозяйственного и бытового загрязнений источников водоснабжения.

Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов:

источник

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: исследование соответствия показателей водопроводной воды некоторым требованиям ГОСТа, которое можно провести в условиях школьной лаборатории.

Исследование качества водопроводной воды

Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не опишешь, тобою наслаждаешься, не понимая, что? ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь. Ты возвращаешь нам силы и свойства, на которых мы уже поставили было крест. Твоим милосердием снова отворяются иссякшие родники сердца.

Эти замечательные слова Антуан де Сент Экзюпери посвятил величайшему в мире богатству – питьевой воде, которая стала предметом нашего исследования.

Человеку для нормальной жизнедеятельности ежедневно требуется огромное количество воды — в пищевых, гигиенических, промышленных целях.

Без пищи человек может прожить около 50-ти дней, если во время голодовки он будет пить пресную воду, без воды он не проживет и неделю — смерть наступит через 5 дней. По данным медицинских экспериментов при потере влаги в размере 6-8% от веса тела человек впадает в полуобморочное состояние, при потере 10% — начинаются галлюцинации, при 12% человек не может восстановиться без специальной медицинской помощи, а при потере 20% наступает неизбежная смерть.

В организме человека вода:

увлажняет кислород для дыхания;

регулирует температуру тела;

помогает организму усваивать питательные вещества;

защищает жизненно важные органы;

помогает преобразовать пищу в энергию;

участвует в обмене веществ;

выводит различные отходы из организма.

Если организм получает достаточное количество воды, то человек становится более энергичным и выносливым. Ему проще контролировать свой вес, поскольку улучшается пищеварение.

Доказано, что употребление достаточного количества воды может свести к минимуму боли в спине, мигрени, ревматические боли, а также понижение уровня холестерина в крови и кровяного давления, уменьшая тем самым вероятность сердечного приступа. Потребление достаточного количества воды — это один из лучших способов предотвратить образование камней в почках.

При этом важно, чтобы состав воды был безопасен и отвечал требованиям нормативных документов. Предельно допустимые концентрации содержащихся в воде веществ определяются государственными стандартами, санитарными нормами и правилами.

Водопроводная вода перед подачей потребителям тщательно очищается и проверяется более чем по 130 физико-химическим и микробиологическим показателям. Однако по пути к конечному потребителю она может быть повторно загрязнена различными органическими и неорганическими соединениями и даже микроорганизмами.

Главная причина наличия в водопроводной воде вредных для здоровья нитратов, пестицидов, нефтепродуктов и солей тяжелых металлов — это катастрофическое состояние водопроводных и канализационных систем.

Поэтому актуальность данной проблемы очень высока.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: исследование соответствия показателей водопроводной воды некоторым требованиям ГОСТа, которое можно провести в условиях школьной лаборатории.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: водопроводная вода, взятая из централизованного источника водоснабжения Республиканского медицинского лицея, которая не подвергалась никакой предварительной обработке и фильтрации.

Этапы проведения химического анализа воды

Химический анализ состоял из трех стандартных этапов, каждый из которых проводился с соблюдением установленных требований и правил.

Для отбора пробы использовалась чистая пластиковая тара разного объема. Перед набором воду предварительно сливали 15 минут, а затем набирали небольшой струйкой во избежание излишнего насыщения кислородом.

В настоящее время существуют несколько основных условных показателей качества питьевой воды:

1.Органолептические. Этот вид показателей отвечает за вкусовые показатели: запах, цвет, мутность.

2.Общие, в первую очередь влияющие на органолептику воды. С их помощью определяются такие параметры как общая жёсткость, уровень pH.

3.Химические. По ним определяется состав и количество химических веществ и элементов, которые содержатся в воде.

Среди органолептических показателей мы исследовали интенсивность запаха, вкус, цвет, мутность воды.

источник

Учебно-исследовательская работа по химии «Исследование химического состава водопроводной воды в условиях школьной лаборатории

МКОУ «Перегребинская СОШ №1»

«Исследование химического состава

водопроводной воды с. Перегребное

в условиях школьной лаборатории»

Руководитель: Ластаева А.А. , учитель химии

Исследование химического состава водопроводной воды в условиях школьной лаборатории

с. Перегребное, МКОУ «Перегребинская СОШ №1», 10 класс

Вода – основное химическое вещество организма. От качества питьевой воды зависит здоровье человека. В своей работе автор в условиях школьной лаборатории анализирует химический состав водопроводной воды, включающий в себя дробный метод, который разработал Николай Александрович Тананаев, позволяющих обнаруживать в растворе какой-либо определенный катион в присутствии большого числа других катионов, не прибегая к их предварительному осаждению.

Цель работы : Определение химического состава водопроводной воды с. Перегребное в условиях школьной лаборатории.

Изучить литературу по теме исследования

Найти методы определения качества водопроводной воды.

Определить факторы, влияющие на качество водопроводной воды

Выяснить качественный состав водопроводной воды.

Сопоставить качество водопроводной воды взятой из разных зданий с. Перегребное.

Предмет исследования : качество водопроводной воды

Объект исследования : химический состав водопроводной воды

1) эмпирические (наблюдение, эксперимент, беседа)

Автор приходит к выводам, что качество водопроводной воды ухудшается вследствие перемещения по водопроводным трубам, о чем свидетельствуют различие в результатах анализа воды в разных зданиях села.

Данная работа может быть использована на уроках химии при изучении тем «Теория электролитической диссоциации», «Соли».

Всем с детства известна истина, что вода – источник жизни . Однако, далеко не все осознают и принимают тот факт, что вода является залогом здоровья и хорошего самочувствия. Все знают о важности воды в нашем организме. Вода — источник жизни , это — не просто слова. Присутствуя во всех клетках и тканях, играя главную роль во всех биологических процессах. Взрослые теряют каждый день 3,5 литра воды. Поэтому, наше тело постоянно нуждается в пополнении запаса чистой водой.

В настоящее время большую озабоченность вызывают проблемы различных этапов питьевого водоснабжения, в том числе негативные изменения качества питьевой воды в водоразводящих системах при централизованном водоснабжении. Потребление недоброкачественной питьевой воды приводит к росту заболеваний. Большинство из нас, несмотря на все угрозы и предостережения врачей, предпочитают водопроводную — собранную в водохранилищах из рек и озер, прошедшую несколько уровней очистки и поступившую по трубам в кран. Некоторые очищают ее дополнительно в домашних условиях при помощи фильтра, другие покупают чистую питьевую воду в бутылках. Но давайте разберемся, насколько мы можем быть уверены в том, что пьем? Соответствует ли качество водопроводной воды в различных районах с. Перегребное требованиям ГОСТ? Можно ли в домашних условиях или в условиях школьной лаборатории определить качество воды?

Гипотеза: 1) Качество водопроводной воды можно определить в условиях школьной лаборатории.

2) Качество употребляемой нами воды соответствует ГОСТ

Цель: Определение химического состава водопроводной воды с. Перегребное при централизованном водоснабжении в условиях школьной лаборатории.

1.Изучить литературу по теме исследования

2.Найти методы определения качества водопроводной воды.

3.Определить факторы, влияющие на качество водопроводной воды

4.Выяснить качественный состав водопроводной воды.

5.Сопоставить качество водопроводной воды взятой из разных зданий с. Перегребное.

Предмет исследования : качество водопроводной воды

Объект исследования : химический состав водопроводной воды

1. Методы эмпирического исследования : наблюдение, эксперимент, беседа

2. Методы теоретического исследования: анализ

Исследовательский инструмент: качественный анализ, включающий в себя дробный метод, который разработал Н.А Танаев. Он открыл ряд новых, оригинальных реакций, позволяющих обнаруживать в растворе какой-либо определенный катион в присутствии большого числа других катионов, не прибегая к их предварительному осаждению.

Теоретический обзор информации по теме исследования

Нормы качества питьевой воды

Министерство экологии РФ по соответствию химического состава питьевой воды норме и ещё ряду экологических показаний, составляет ежегодный рейтинг лучших городов России. Например, 2015-году в число лидеров вошли Кызыл, Нижневартовск, Глазов, Петрозаводск, Ханты-Мансийск ( Приложение 1) . Однако на международном уровне при оценке самого чистого и качественного водоресурса Россия не попала в Топ-10, уступив место Швейцарии, Швеции, Норвегии. В этом соревновании оценивались органолептические, химические, микробиологические свойства воды, которые учитываются при установлении нормативных параметров.

Российские нормативные документы тоже включают требования к качеству по органолептическим свойствам (с оценкой запаха, мутности, вкуса и др.), химическому составу (жёсткости, окисляемости, щелочности и др.), вирусо-бактериологическим и радиологическим признакам. Нормы качества питьевой воды по СанПиНу и ГОСТу, установленные для пользования, подробно расписывают параметры содержания химических веществ (Приложение 2).

В процессе эксплуатации систем водоснабжения ответственность за качество возлагается на юридическое лицо или индивидуального предпринимателя, которые осуществляют контроль как в местах водозабора и в точках водоразбора, так и на промежуточном этапе поступления ресурса в распределительную сеть. В зависимости от места, правила регламентируют периодичность и количество проверок.

В местах водозабора микробиологические и органолептические пробы из подземных источников берутся не реже 4 раз в год (по сезонам); из поверхностных источников – не реже 12 раз. Неорганические/органические пробы из подземных источников – раз в году и из поверхностных – ежесезонно. Радиологические – независимо от источника – раз в год.

Соответствие нормам качества питьевой воды с высокой степенью достоверности определяется даже в домашних условиях. Для этого применяют переносные анализаторы, подающиеся уже с готовым к использованию набором реактивов.

Исследования проб перед поступлением в водораспределительную сеть проводятся чаще и зависят от большего количества факторов

Предназначение насосно-фильтровальных станций — очищение (осветление) и обеззараживание воды .

Насосно-фильтровальные станции (НФС) или станции очистки сточных вод представляют собой комплексы очистных сооружений, состав которых определяется качеством исходной воды, требованиями к водоподготовке и рядом других условий (производительностью станции, особенностями ландшафта и пр.).

Обычно в состав НФС входит: насосные станции первого и второго подъема, система обеззараживания, секции очистных сооружений (смесители, камеры хлопьеобразования, горизонтальные отстойники, блоки скорых фильтров ), резервуары чистой воды и блок вспомогательных сооружений (реагентное хозяйство). Современные НФС снабжаются системами автоматизированного управления технологическим процессом, значительно повышающими эффективность их работы.

В селе Перегребное действует две НФС. Водоочистительная станция очищает воду перед поступлением ее в водопроводную сеть села. Обеззараживание воды происходит ультрафиолетом, что способствует росту экологической безопасности процесса водоподготовки.

Канализационная очистительная станция служит для очистки воды, поступающую из канализационной сети села. Она построена в 2014 году. Производительность каждой 1 000 м.куб/сут. Диапазон производительности 800 – 1200 м 3 /сут ( Приложение 3)

Образующиеся на внутренней поверхности трубопроводов отложения являются продуктами сложных физико-химических процессов, происходящих на ней самой или на нанесённом защитном покрытии, а также в транспортируемой по трубопроводу воде. Кроме того, отложения в трубопроводах в ряде случаев являются продуктами жизнедеятельности микроорганизмов, поселившихся и присутствующих в водопроводных трубах благодаря сложившимся условиям.

Характер отложений в трубопроводах, как правило, определяется:
— физико-химическими свойствами транспортируемых вод,

— условиями эксплуатации сети,

Запах воды из крана может меняться в худшую сторону по ряду причин. Чаще всего вода начинает неприятно пахнуть из-за металла водопроводных труб, чрезмерного размножения микроорганизмов, химических веществ, использующихся для борьбы с вредоносными бактериями.

К появлению неприятного запаха приводит множество причин. Чаще всего вода изменяет свой запах под воздействием очищающих химических веществ. Не менее распространенной причиной появления рассматриваемой проблемы является плохое качество водопроводных труб.

Половина населения России получает воду, опасную для здоровья. Загрязненная вода вызывает до 80 % всех известных болезней и на 30 % ускоряет процесс старения. Химические вещества поступают в организм человека не только при прямом потреблении воды в питьевых целях и при приготовлении пищи, а также и косвенно. Например, при вдыхании летучих веществ и кожном контакте во время принятия водных процедур. Вода, текущая из наших кранов, имеет определенный химический состав. Химические вещества, содержащиеся в воде, можно разделить на несколько групп:1) вещества, которые наиболее часто встречаются в водопроводной воде (фтор, железо, медь, марганец, цинк, ртуть, селен, свинец, молибден,нитраты,сероводород);
2) вещества, остающиеся в воде после реагентной обработки: коагулянты (сульфат алюминия), флоккулянты (полиакриламид), реагенты, предохраняющие водопроводные трубы от коррозии (остаточные триполифосфаты), хлор; 3)вещества, которые попадают в водоемы со сточными водами (бытовые, промышленные отходы, поверхностные стоки сельскохозяйственных угодий, которые были обработаны химическими средствами защиты растений: гербицидами и минеральными удобрениями); 4) компоненты, которые могут попадать в воду из водопроводных труб, переходников, соединений, сварочных швов и др. (медь, железо,свинец). Все эти вещества могут быть как полезными, так и опасными для здоровья человека ( Приложение 4 )

Лабораторное исследование химического состава водопроводной воды

Для исследования были взяты 3 пробы воды из разных зданий села Перегребное.

Образцы воды :1- эталонная проба воды: негазированная вода Bon Aqua , разливается в г. Самара, производитель фирма « Кока Кола»

2- водопроводная вода ул. Спасенникова 14 a кв.6

3- водопроводная вода ул. Лесная 1б кВ 11 (проба взята 14 февраля после отключения на 2 часа подачи воды).

4- водопроводная вода пер. Школьный, д 1 (химический кабинет).

В школьной лаборатории были проведены следующие исследования:

I. Определение запаха воды.

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в неё естественным путём и со сточными водами. Определение запаха основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запахов воды при 20 и 60°С.

Оборудование и реактивы: пробы воды, стеклянные сосуды, колбы на 250 мл с пробкой, пробирки, водяная баня (60° С), универсальный индикатор.

Заполняем колбу водой на 1/3 объема и закройте пробкой. Взболтаем содержимое колбы. Откроем колбу и осторожно, не глубоко вдыхая воздух, сразу же определили характер и интенсивность запаха. Запах сразу не ощущался, поэтому испытание повторили, нагрев воду в колбе на водяной бане до 60 °С. Интенсивность запаха определяется по 5-ти бальной системе согласно таблице (Приложение 5). Выводы : Вода проб № 3, 4 не пригодна для питья . Проба № 1 — запах не ощущается. Оценка 0.

Проба № 2 – запах очень слабый. Оценка 1.Проба № 3 — отчетливый запах. Оценка 4. Проба № 4 — до нагревания запах железа слабый . После нагревания наблюдалась заметная интенсивность запаха. Оценка 3.

II. Определение цветности и мутности воды.

Цвет (или цветность) воды зависит от содержащихся примесей. Чистая вода бесцветна, но иногда имеет легкий голубоватый или изумрудный оттенок. При повышенном содержании различных органических веществ вода приобретает желто-коричневую окраску. Примеси минеральных веществ также изменяют цветность воды в зависимости от преобладания того или иного химического элемента.

Мутность воды обусловлена присутствием большого количества взвешенных частиц. Измеряется мутность в миллиграммах на литр (мг/л).

Оборудование: пробирка, белый лист бумаги, темный лист бумаги, настольная лампа.

Заполнили пробирку водой на 10-12 мл.

Рассмотрели пробирку сверху на белом фоне при достаточном освещении. Определили цветность воды по таблице (Приложение 6). Рассмотрели пробирку сверху на темном фоне при достаточном освещении. Определили мутность воды по таблице.

Проба № 1 – чистая прозрачная вода. Мутность не выявлена. Проба № 2 – прозрачная вода. Слабо опалесцирующая мутность. Проба № 3 — коричневая вода. Чрезвычайная мутность. Не годна для питья. Проба № 4 (пер. Школьный 1) — светло-желтоватая вода. Слабая мутность. Не годна для питья

III. Определение прозрачности воды.

Анализ на прозрачность определяет, насколько вода прозрачна.

Оборудование: мерный цилиндр, лист бумаги с напечатанным текстом, линейка.

Наливаем воду в прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, подложите под цилиндр на расстоянии 4см лист бумаги, на котором шрифт, высота букв которого 2мм, а толщина линий букв — 0,5 мм и сливаеме воду до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден шрифт. Измеряем высоту столба оставшейся воды линейкой и выразите степень прозрачности в сантиметрах.

Вывод: Проба № 1 – 17 см. Проба № 2 – 15 см . Проба № 3 — 1,8см . Проба № 4 – 11, 5 см

Вкус и привкус вызываются растворенными в воде неорганическими и органическими веществами. Например, большое количество растворенных солей делает воду соленой, присутствие железа придает воде металлический привкус, повышенное содержание углекислого газа (углекислоты) и органических кислот (щавелевой, яблочной, муравьиной и других)- кисловатый привкус, сульфат кальция — вяжущий вкус. Свежесть воде придает растворенный кислород. Измеряется вкус в баллах. Качественная вода должна иметь привкус не более 2 баллов.

Проба № 1 – привкуса нет. 1 балл. Проба № 2 – привкуса нет.2 балла. Проба № 3, 4 — не рискнули пробовать данные пробы .

IV. Качественное обнаружение катионов тяжелых металлов

Оборудование: пробы воды, уксусная кислота, дихромат калия.

В пробирку с пробой воды внесли по 1 мг 50% раствора уксусной кислоты и перемешали. Добавили по 0,5 мл 10% раствора дихромата калия . Пробирку встряхивали и через 10 минут приступили к определению. Содержимое пробирки рассматривают сверху на черном фоне, верхнюю часть пробирки до уровня жидкости прикрывают со стороны света картоном. При наличии в исследуемой пробе ионов свинца выпадает желтый осадок хромата свинца.

Вывод: Ни в одной исследуемой пробе ионы свинца не обнаружены.

Показатели, влияющие на органолептические свойства воды

Определение реакции водной среды (pH).

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию среды (pH около 7). Значение pH воды хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6-9.

Оборудование: пробы воды, универсальная индикаторная бумага.

Ход работы:

Капнули исследуемой водой на универсальную индикаторную бумагу. Сравнили полученный цвет со шкалой индикаторной бумаги. Определили pH и среду раствора.

Вывод: Проба № 1- рН =6, среда слабо кислая. Проба № 2 – рН=6, среда слабокислая

Проба № 3– рН=7, среда нейтральная. Проба № 4 – рН=7, среда нейтральная

Определение жесткости воды.

Жесткость воды является одним из показателей ее качества. Она определяется по количеству содержащихся в ней солей кальция, магния (карбонатов, сульфатов и т.п.) и выражается в миллиграмм-эквиваленте на литр. Постоянная жесткость обусловлена присутствием некарбонатных солей ( хлориды или сульфаты ), растворимых в воде, так как эти соли устойчивы при нагревании и кипячении воды . Непостоянная (временная) или карбонатная отличается присутствием большого количества растворимых солей (карбонатов), которые становятся нерастворимыми при кипячении. Суммарная жесткость воды, т. е. общее содержание растворимых солей кальция и магния получила название общей жесткости.

Определение карбонатной жесткости воды.

Оборудование: пробирки, пипетка, хлороводородная кислота (0,05 Н), индикатор метиловый оранжевый, фенолфталеин.

Ход работы:

Наливаем в пробирку 10 мл анализируемой воды, добавляем 5 капель фенолфталеина.

Вывод: Проба № 1( Bon Aqua ) – осадок не выпал, цвет не изменился . Проба № 2 – осадок не выпал, цвет не изменился . Проба № 3 – появилась муть, цвет слаборозовый (желтоватый оттенок). Проба № 4 – выпал осадок, цвет изменился

Определение гидро карбонат-ионов.

В пробах воды определяем концентрацию гидрокарбонат-ионов. К пробе добавляем 2 капли метилового оранжевого. При этом проба приобретает желтую окраску. Титруем пробу раствором 0,05 Н соляной кислоты до перехода желтой окраски в розовую. Сосчитать количество капель

Вывод: Во всех пробах для титрования понадобилась одна капля HCl до перехода желтой окраски в розовую.

Общий вывод: Вода во всех пробах содержит небольшое количество гидрокарбонат ионов, и пробы№ 3, №4 содержат карбонат ионы. Временная жесткость воды практически отсутствует, поэтому накипь при кипячении практически не образуется.

Определение содержания железа в воде.

Железо присутствует в природных водах обычно в виде гидрокарбоната Fe(НСОз) ₂ . При высокой концентрации этого элемента вода приобретает неприятный металлический вкус и быстро мутнеет при стоянии. Повышенное содержание солей железа способствует зарастанию водопроводных труб осадками.

Так как концентрация железа в природных водах незначительна, то ее нельзя определить тетриметрическим методом. Для этой цели лучше воспользоваться реакцией ионов Fе3+ с жёлтой кровяной солью, а Fе2+ красная кровяная соль.

Оборудование: образцы воды, жёлтая кровяная соль, красная кровяная соль.

В пронумерованные пробирки наливаем воды по 10-15 мл.

В каждую пробирку приливаем жёлтую кровяную соль и смотрим на окрашивание. Затем в новые пробы приливаем красную кровяную соль и сравниваем окрашивание.

В пробах воды №1, №2, № 3 не выявлено ионов железа (Fe 3+ ), в 4 пробе наблюдается характерный осадок бурого цвета. Проба № 4 уже содержал бурый осадок гидроксида железа (III). Данное вещество образуется при коррозии (ржавлении) сплава с содержанием железа, из которого изготовлены водоотводящие трубы. Появление ржавчины в пробе № 4 объясняется изменением напора воды в трубах.

Ионы Fe 2+ в пробах №1,2,4 не обнаружены. В пробе № 3 в ходе эксперимента выпал незначительный осадок зеленого цвета гидроксида железа (II). В ходе отстаивании воды пробы №3 она желтеет, т.е. под воздействием кислорода происходит образование гидроксида железа (III).

Обычно содержание меди в воде находится в пределах от 0,01 до 0,5 мг/л. В случае превышения содержания меди в воде 5,0 мг/л вода приобретает неприятный терпкий привкус. Согласно опубликованным данным, в случае содержания меди в воде выше 1,0 мг/л отмечается окрашивание белья во время стирки и коррозия алюминиевой посуды. Медь малотоксична. В концентрациях, которые не ухудшают органолептические свойства воды, отрицательное влияние меди на организм человека не установлено.

Оборудование: пробы воды, фарфоровая чашка, концентрированный раствор аммиака.

В фарфоровую чашку помещаем 3-5 мл исследуемой воды, выпариваем досуха и наносим на периферийную часть каплю концентрированного раствора аммиака.

Вывод: Проба № — появление практически незаметной светло-фиолетовой окраски

Проба № 2 — окраска отсутствует

Проба № 3 — окраска отсутствует. Проба № 4- появление практически незаметной светло-фиолетовой окраски

Таким образом, пробы воды №1, №4 содержат небольшое количество ионов меди.

Определение содержания хлоридов

Хлориды влияют на органолептические свойства питьевой воды. Они придают ей соленый вкус.

Оборудование: нитрат серебра, пробы воды.

В пробирку наливаем 5 мл исследуемой воды и добавляем 3 капли 1%- ного нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяем по осадку или помутнению.

Вывод : Проба №1 — выпал белый осадок, ионы хлора придают солоноватый привкус воде. Концентрация хлоридов 1-10 мг/л. Влияют на органолептические свойства питьевой воды, поэтому данные ионы в таком количестве вред организму не приносят. Содержание ионов хлора имеется на этикетке товара. В пробах воды №2, №3, №4 – осадка нет, следовательно ионы хлора не содержится. Значит, водопроводная вода не хлорируется.

VI .Определение содержания сульфатов.

Сульфаты также влияют на органолептические свойства питьевой воды и придают ей горький вкус.

В пробирку внесём 10 мл исследуемой воды, 0,5 мл соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5%-го раствора хлорида бария, перемешиваем. По характеру выпавшего осадка определяем ориентировочное содержание сульфатов: при отсутствии мути концентрация сульфат ионов менее 5мг/л; при слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут – 5-10мг/л; при слабой мути, появляющейся сразу, после добавления хлорида бария, -10-100мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат –ионов (более 100мг/л).

Вывод: В пробе №1 ( Bon Aqua )- выпал белый осадок. Сульфат-ионы присутствует в воде. Информацию о содержании данных ионов мы не нашли на этикетке товара. В пробах №2, №3, №4 осадок не выпал, следовательно сульфат-ионов не содержится

Химические вещества, образующиеся при обработке воды

Определение окисляемости воды.

Сложный санитарный показатель, который характеризует способность веществ, присутствующих в воде, взаимодействовать с сильными окислителями. С практической точки зрения окисляемость отражает степень загрязнения объекта водопользования органическими соединениями и выражается в миллиграммах кислорода на литр (мгО ₂ /дм 3 ).

Далее набираем в пробирку примерно 50 мл испытуемой воды (высота столба около 2 см) и вносим в опытный образец 1 каплю заранее заготовленного насыщенного раствора перманганата калия. Через час оцениваем изменение цвета раствора, которое и расскажет нам о степени окисляемости воды. Если раствор остался ярко-розовым – окисляемость низкая, а загрязнение воды минимально. Осветление до красного цвета свидетельствует об умеренной окисляемости, оранжевый говорит о сильном загрязнении воды, а желтый эквивалентен табличке «антисанитарное состояние воды».

Все пробы воды остались ярко-розовым, значит окисляемость их низкая и загрязнение воды органическими соединениями минимально.

Поставленная цель достигнута, первая гипотеза получила подтверждение. В условиях школьной лаборатории можно провести простейшие исследования по определению химического состава водопроводной воды.

Соответствие водопроводной воды с. Перегребное ГОСТ определить в условиях школьной лаборатории невозможно, так как необходимо специальное химическое оборудование. Поэтому вторая гипотеза не подтверждена.

Насосно-фильтровальные станции качественно функционируют, очищенная вода полностью соответствует требованиям ГОСТ.

Качество воды ухудшается вследствие перемещения по водопроводным трубам, о чем свидетельствуют различие в результатах анализа воды в разных зданиях села.

Механизм значительного увеличения концентрации соединений железа в питьевой воде в переменном режиме водопользования заключается в дефиците растворенного кислорода.

Пробы воды, взятые из трех зданий села Перегребное практически не отличаются химическим составом. Большое содержание ржавчины в составе водопроводной воды, взятой по улице Лесная 1 Б, объясняется изменением напора воды в трубах, что говорит о сильной их коррозии. Проба, взятая в школе, в кабинете химии, содержит постоянно большое количество ионов железа (+2), что говорит о большом износе водопроводных труб.

Список источников информации

Требования к качеству питьевой воды согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 и международные рекомендации ВОЗ (всемирная организация здравоохранения).

Общая минерализация (сухой остаток)

Поверхностно-активные вещества (ПАВ), анионоактивные

Фториды (F) для климатических районов I и II

Число бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 100 мл

Споры сульфоредуцирующих клостридий

Требования к органолептическим свойствам воды

Влияние некоторых химических загрязнителей воды на организм человека .

Хлор в водопроводной воде

Хлор (Cl) , а точнее хлорсодержащие соединения, один из основных реагентов, используемых на водоочистных станциях для обеззараживания и осветления воды, поступающей в дома россиян. В воде хлор образует гипохлорную кислоту и гипохлорид натрия . Эти химические соединения, производные хлора, могут быть опасны для здоровья при их высоких концентрациях в воде. Особенно чувствительны к действию хлора дети.
Небольшие дозы хлора могут способствовать развитию воспаления слизистой оболочки полости рта, глотки, пищевода, вызывать спонтанную рвоту. Вода, содержащая большое количество хлора, оказывает токсическое действие на организм человека.

Алюминий в водопроводной воде

Алюминий (Al) присутствует в природной воде. Сульфат алюминия широко используется в процессах водоподготовки в качестве коагулянта, и присутствие его в питьевой воде является результатом недостаточного контроля при выполнении этих процессов. При изучении влияния на организм человека соединений алюминия было установлено, что алюминий в больших количествах может вызывать повреждение нервной системы .
Магний в водопроводной воде

Магний (Mg ) также необходим человеческому организму, он содержится в каждой клетке тела человека и постоянно вводится в организм с пищей и водой. Выявлено также и негативное влияние повышенного содержания магния на нервную систему человека, ионы магния обратимое угнетение центральной нервной системы, так называемый магниевый наркоз.

Железо в водопроводной воде

Железо (Fe) — это один из основных элементов природной воды. Иными источниками железа в водопроводной питьевой воде являются железосодержащие коагулянты, которые используются в процессах водоподготовки. Это может быть железо, проникающее в водопроводную воду из участков стальных и чугунных водопроводных труб, подвергшихся коррозии. При повышенном содержании железа в питьевой воде она приобретает ржавый цвет и металлический привкус. Такая вода непригодна к употреблению. Регулярное употребление питьевой воды повышенным содержанием железа может привести к развитию заболевания, которое носит название гемохроматоза (отложение соединений железа в органах и тканях человека).

Кальций в водопроводной воде

Кальций (Са) , поступающий в организм, обладает благоприятной для человека способностью уплотнять клеточные и межклеточные коллоиды, а также влиять на процессы образования клеточной оболочки. Выявлена способность ионов кальция уплотнять клеточную оболочку и снижать клеточную проницаемость, что приводит к снижению кровяного давления, а при недостаточной концентрации ионов кальция происходит растворение межклеточных спаек, разрыхление стенок кровеносных капилляров и увеличение клеточной проницаемости, что приводит к повышению кровяного давления. Известна положительная роль кальция в процессе свертывания крови .

Медь в водопроводной воде

Уровень меди (Cu) в подземных водах довольно низок, но использование меди в составляющих водопровода может способствовать значительному повышению ее концентрации в водопроводной воде. Концентрация меди более 3 мг/л может вызвать острое нарушение функции желудочно-кишечного тракта. У людей, страдающих либо перенесших заболевания печени (например, вирусный гепатит), собственный обмен меди в организме нарушен.
Наиболее чувствительны к повышенной концентрации меди в воде грудные дети , находящиеся на искусственном вскармливании. У них еще в младенческом возрасте при употреблении такой воды существует реальная, угроза развития цирроза печени.

Свинец в водопроводной воде.

Источниками свинца (Рb) в питьевой водопроводной воде могут быть: свинец, растворенный в природной воде; свинец загрязнителей, попадающих в природную воду различными путями (например, бензин); свинец, содержащийся в водопроводных трубах, переходниках, сварочных швах и др. При употреблении воды с повышенным содержанием свинца могут развиваться острые или хронические отравления организма человека. Острое отравление свинцом опасно тем, что может привести к смертельному исходу. Хроническое отравление свинцом развивается при постоянном употреблении малых концентрации свинца. Свинец откладывается практически во всех органах и тканях человеческого организма.

Цинк в водопроводной воде

Цинк (Zn) содержится практически во всех продуктах, в воде в том числе. В ней он присутствует в виде солей и органических соединений. Его содержание в природной воде нe превышает 0,05 мг/л , но в водопроводной питьевой воде его концентрация может быть выше за счет дополнительного поступления из водопроводных труб.
Высокое содержание солей цинка в питьевой воде может вызвать серьезное отравление организма человека. Установлено, что уровень солей цинка в водопроводной питьевой воде более 3 мг/ л делает ее непригодной к употреблению

Потребление недоброкачественной питьевой воды приводит к росту заболеваний как инфекционной, так и неинфекционной природы, связанной с химическим составом воды. Нарушение приведенных качеств питьевой воды наблюдается при неблагополучном состоянии поверхностных водоисточников, низкой эффективности водоподготовки, а также неудовлетворительном состоянии внутренней поверхности труб водоразводящих систем

Таблица по определению характера запаха

источник