Определение показателя кислотности и показателя жесткости как показателей качества водопроводной воды в г. Новокузнецке

Всероссийский экологический форум «Живи, Земля!»

Определение показателя кислотности и

показателя жесткости как показателей качества

водопроводной воды в г. Новокузнецке

Выполнил:
Лапин Константин

МБ НОУ «Гимназия №62»,  г. Новокузнецк, 10 класс

Научный руководитель:

Лапина Т.П., педагог дополнительного образования

МБОУ ДОД «Станция юных натуралистов»

г. Владивосток, 2014

Введение

Земля является уникальной планетой Солнечной системы, где все живое  связано с водой. Вода – самое распространенное вещество на Земле. Водная оболочка земли содержит 1,4 – 1,5 миллиардов квадратных километров. Эти цифры показывают, что общее количество воды на Земле огромно, однако лишь малая ее доля доступна для использования человеком в сельском хозяйстве, в индустрии, для коммунальных целей.  Значение воды для жизни каждого человека и человечества в целом огромно.

Очень остро стоит проблема загрязнения всех сред жизни, включая гидросферу (водные ресурсы) для нашего города, который на протяжении ряда лет входил в пятерку самых загрязненных городов России. Какую же воду приходится пить нашим горожанам?  Этот вопрос послужил главной причиной проведения данного исследования.

Целью работы, выполненной в творческом объединении «Основы экологии»  МБОУ ДОД "Станция юных натуралистов №2" явилось изучение показателя кислотности и показателя жесткости водопроводной воды в г. Новокузнецке как основных показателей качества воды.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Определить показатель pH и показатель жесткости в пробах водопроводной воды в период с 1 июля 2013 по 31 декабря 2013 года на базе Новокузнецкой Гидрометобсерватории.
2. Проанализировать полученные результаты и сделать соответствующие выводы.

Объект исследования: водопроводная вода жилых кварталов города Новокузнецка.

Предметы  исследования: показатель рН, показатель жесткости водопроводной воды.

При организации исследования исходили из гипотезы: в индустриально развитом городе водопроводная вода может содержать следы выбросов промышленных предприятий, химические составляющие которых могут влиять на кислотность и жесткость водопроводной воды.

Методы исследования 

В июле 2013 года на территории города Новокузнецка была выбрана контрольная точка для отбора проб водопроводной воды. Контрольная точка располагалась в жилом массиве Центрального района города. Забор проб производился с 1 июля 2013 года по 31 декабря 2013 года.

Для отбора проб водопроводной воды и ее транспортировки в лабораторию экологического мониторинга окружающей среды Новокузнецкой гидрометобсерватории использовалось следующее оборудование: стеклянные емкости с герметичными крышками.

Определение показателя кислотности водопроводной воды

Анализ проб воды проводили с помощью прибора pH - метр-милливольтметр. Диапазон измерения от 1-14. Результаты всех замеров заносили в таблицу. Все данные проанализировали в соответствии со шкалой кислотности. Подсчитали отклонение от показателя нейтральной среды (рН=7), при смещении кислотности в щелочную среду отклонение считали положительным, при смещении кислотности в кислую среду отклонение считали отрицательным.

Определение показателя жесткости водопроводной воды

Для определения жесткости воды использовали методику титриметрического метода с трилоном Б.

Результаты исследования

При проведении анализа полученных данных использовали следующие нормативы кислотности среды:

рН < 7 – кислая среда (рН = 0-3 – сильнокислая среда, рН = 4-6 – слабокислая среда)

рН = 7 – нейтральная среда (допустимо: рН = 6,5-7,5  – нейтральная среда)

рН > 7 – щелочная (рН = 8-10 – слабощелочная, рН = 11-14 – сильнощелочная).

По величине общей жесткости различают:

1) вода мягкая  - 0 – 2 ммоль/л (0-2 0Ж);

2) вода средней жесткости  - от 2-10 ммоль/л (2-10 0Ж);

3) вода жесткая  - более 10 ммоль/л (более 10 0Ж).

По российским стандартам водопроводная вода должна иметь жесткость не более 3,5 ммоль/л.

За время ведения наблюдений с 1 июля 2013 года по 30 декабря 2013 года на базе Новокузнецкой гидрометобсерватории было проанализировано 33 пробы водопроводной воды.        Анализ проб воды показал, что минимальное значение показателя кислотности водопроводной воды (рН=6) было зафиксировано 8 августа 2013 года,  максимальное значение показателя кислотности (рН=7,8) было зафиксировано 17 и 23 ноября 2013 года. Таким образом, колебания показателя кислотности водопроводной воды незначительны. По показателю кислотности водопроводная вода г. Новокузнецка соответствует Санитарным Нормам Российской Федерации.

        Минимальное значение показателя жесткости было зафиксировано 28 августа 2013 года (1,25 ммоль/л), максимальное значение показателя жесткости водопроводной воды было зафиксировано 25 декабря 2013 года (2,19 ммоль/л). Таким образом, колебания показателя жесткости воды незначительны. За все время ведения наблюдений зафиксировано только две пробы воды с показателем жесткости более 2 ммоль/л (более 20Ж). Анализ водопроводной воды г. Новокузнецка показал, что водопроводная вода по показателю жесткости относится к мягкой воде и соответствует Санитарным Нормам Российской Федерации.        

Анализ средних показателей кислотности и жесткости водопроводной воды г. Новокузнецка показал, что в летние месяцы года наблюдалось небольшое смещение показателя кислотности в кислую среду и наименьшие значения показателя жесткости.

В ноябре и в декабре, когда река покрыта льдом и процессы круговорота воды происходят в минимальной степени, наблюдается смещение показателя кислотности воды в слабощелочную среду и рост показателя жесткости воды.

        Средний показатель кислотности за все время ведения наблюдений составил 7,2 (рН=7,2), что характерно для нейтральной водной среды. Средний показатель жесткости воды за все время ведения наблюдений составил 1,54 ммоль/л (1,5 0Ж), что характерно для мягкой воды с небольшим содержанием солей (карбонатов кальция и магния).

        По двум показателям качества воды (по показателю кислотности и по показателю жесткости воды) водопроводная вода г. Новокузнецка соответствует санитарным нормам.

Сравнительный анализ показателей кислотности и жесткости водопроводной воды г. Новокузнецка и природных вод реки Томи, пробы которой забираются до водозабора города, показал, что очистные мероприятия  улучшают показатели качества воды. Так, показатель кислотности снижается и приближается к нейтральному показателю среды. Показатель жесткости водопроводной воды практически идентичен показателю жесткости природных вод реки Томи.

Метод кипячения водопроводной воды считается одним из главных методов улучшения качества водопроводной воды. Анализ колебаний средних значений показателя кислотности и показателя жесткости при кипячении показывает, что кипячение воды незначительно увеличивает щелочность среды и уменьшает временную карбонатную жесткость воды. Метод кипячения можно рекомендовать как основной метод улучшения качества водопроводной воды.

Выводы        

Экологическое исследование показало, что водопроводная вода по показателям кислотности и жесткости соответствует санитарным нормам. Водопроводную воду города можно считать мягкой водой по показателю жесткости. Показатель кислотности водопроводной воды близок к нейтральному показателю.