Вода – колыбель и источник жизни на Земле. Проблема чистоты питьевой воды является чрезвычайно актуальной.
Система пресной воды в мире, в том числе и питьевой, претерпевает острый кризис. 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.
Вложение | Размер |
---|---|
Исследовательская работа «Химические свойства и состав воды» | 81.37 КБ |
Исследовательская работа
«Химические свойства и состав воды»
по дисциплине «Химия»
Содержание
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………..……3
ГЛАВА I. ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ И ЕЁ ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА……………………………………………………………….......5
1.1 Вода – среда жизни....……………………………………………………5
1.2 Вода и её профессии………………………………………………….......6
1.3 Влияние качества воды на состояние здоровья ………………………..9
ГЛАВА II. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА И КАЧЕСТВА ВОДЫ……………………………………………………………………...…13
2.1 Органолептические методы …………………………………………....13
2.2 Методы химического анализа ………………………………………....17
2.3 Результаты исследования ……………………………………………...22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………....….….…28
СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………......…29
ВВЕДЕНИЕ
Вода – колыбель и источник жизни на Земле. Проблема чистоты питьевой воды является чрезвычайно актуальной.
Система пресной воды в мире, в том числе и питьевой, претерпевает острый кризис. 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 ее необходимого качества. Развитие промышленности, транспорта, перенаселение ряда регионов планеты привели к значительному загрязнению гидросферы.
По данным ВОЗ, около 80% всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно – гигиенических норм водоснабжения. В мире 2 млрд. человек имеют хронические заболевания в связи с использованием загрязненной воды.
По оценке экспертов ООН, до 80% химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в водоисточники. Ежегодно в мире сбрасывается более 429 км3 сточных вод, которые делают непригодными около 7 тыс. км3 воды.
Серьезную опасность для здоровья населения представляет химический состав воды. В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород.
Цель работы: исследовать химический состав воды в Курске и Курской области
Объектом исследования выбрана вода из Курска и Курской области (3 пробы)
Задачи исследования:
– проведение экологического мониторинга состояния питьевой воды в
выбранных источниках;
– установление соответствия качества питьевой воды санитарным
– определение химических показателей дополнительно очищенной
воды;
Для изучения качества воды мы использовали органолептические методы и методы химического анализа.
ГЛАВА I. ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ И ЕЁ ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА
В ходе эволюции вода создала окружающую нас природу, живой мир и самого человека: именно водная среда могла обеспечить все требования к возникновению и развитию жизни.
Вода обеспечивает существование жизни на нашей планете: сложнейшие биохимические реакции в клетках животных и растительных организмов могут протекать только при наличии воды. Все живые существа на Земле содержат воду в большем или меньшем количестве, в среднем около 70–80%, т.е. на ¾ состоят из воды. С химической точки зрения живое вещество – это водный раствор, и почти все процессы, обеспечивающие его жизнедеятельность, сводятся к химическим реакциям в водном растворе.
По солевому составу кровь человека и морская вода очень близки. Кровь человека составляет десятую часть от всей жидкости в его теле и обеспечивает возможность обмена веществ в организме. Для поддержания жизни человек должен получать около 2,5 л воды в сутки. В среднем за всю жизнь человек потребляет и выделяет около 75 т воды, а всё человечество – почти четвёртую часть годового стока всех рек мира. Без воды человек не проживёт и недели, погибнет от жажды. Обезвоживание организма приводит к серьёзным нарушениям функционирования различных органов. Человек тяжело переносит потерю 5% воды, а обезвоживание на 15 – 25% приводит к необратимым изменениям в организме и к смерти.
Таким образом, природная вода – это продукт, необходимый для жизнедеятельности всех живых организмов.
1.2. Вода и её профессии.
Вода – самое распространённое вещество на Земле: три четверти поверхности планеты покрыто морями, океанами, реками, ледниками. Вода в больших количествах содержится в земной коре. Общее содержание воды на земном шаре составляет около 16 млрд. км3 – 0,25 % массы планеты. 13 млрд. км3 рассредоточено в глубинных слоях. Большая часть оставшейся разницы входит в состав горных пород и минералов. 1385 млрд. км3 составляет гидросферу Земли. Значительные количества воды содержит атмосфера. В ней постоянно находится в виде водяного пара до 13000 км3 воды. Помимо того, вода входит в состав горных пород и минералов (глина, гипс), в состав почвы, находится во всех растительных и животных организмах, достигая в некоторых случаях 99 % их веса.
Значительная часть воды на нашей планете скрыта под её поверхностью. Лишь относительно малая доля воды выходит наверх то в виде тихих лесных ключей, то в виде горных ручейков или бурных пароводяных фонтанов-гейзеров.
Вода – одно из наиболее важных веществ на Земле. Можно сказать, что всё живое состоит из воды и органических веществ. Без воды человек, например, мог бы прожить не более 2-3 дней. За 60 лет человек в среднем выпивает 50 т воды – целую железнодорожную цистерну. Для обеспечения нормального существования человек должен вводить в организм воды больше в 2 раза по весу, чем питательных веществ. Если количество воды в человеческом теле уменьшится на 1-2 % (0,5л) – человек испытывает лишь жажду; на 5 % (2-2,5л) – кожа сморщивается, во рту «пересыхает», сознание затемняется; на 14-15 % (7-8 л) – человек умирает.
Вода имеет первостепенное значение и для химических реакций, в частности биохимических. Древнее положение алхимиков: «тела не действуют, пока не растворены»
- в значительной степени справедливости.
Кровь человека по химическому составу близка к морской воде
(относительное содержание элементов в %)
Хлор | Натрий | Кислород | Калий | Кальций | Прочие | |
Вода океана | 55,0 | 30,6 | 5,6 | 1Д | 1,2 | 6,5 |
Кровь человека | 49,3 | 30,6 | 9,9 | 1,8 | 0,8 | 8,2 |
Соленость крови человека около 1 % - это солёность воды средней части Балтийского моря. При заболеваниях, когда организм сильно обезвоживается или при потери крови, вводят под кожу физиологический раствор – 0,85 %-й раствор хлорида натрия. Так мы носим в теле следы морского происхождения. Температура нашего тела (36,6 % 0С) не случайна, а связана со свойствами воды: при более высокой температуры увеличивается способность воды к химическим реакциям, нарушается строгий порядок строения нуклеиновых кислот, определяющих наследственность, возникают уродства, болезненные отклонения и т. д.
Все живые существа на земле содержат воду в большом или меньшем количествах. Например, медуза содержит 97% воды.
Человек весом 70 кг содержит до четырёх ведер воды (45-50 кг), включая ткани и кости. А трёхдневный зародыш – 97%, восьмимесячный – 81%. Новорожденный 80%, годовалый – 66%.
Все жизненные процессы в человеческом организме протекают с участием воды. С водой удаляются из нашего организма ядовитые шлаки; слёзы, состоящие на 99% из воды, непрерывно увлажняют глаза, смывая с них пылевые частицы.
Почки пропускают и очищают от ядовитых продуктов за сутки 2м³ крови. Если мы обратимся к животному или растительному миру, то распределение в них такое: меньше всего воды содержат мхи, лишайники – 5-7% от веса; злаки - 12-14%, насекомые – 46-65%, млекопитающие – 60-65%, рыбы – 70%, картофель – 80%, яблоки, груши – 85%, огурцы, помидоры, грибы – 90-95%.
Вода природная широко используется в трёх важнейших областях – сельском хозяйстве, в энергетике, на водном транспорте. Но у неё есть и другие профессии.
•Вода – целитель. При купании вода благоприятно влияет на кожный покров, улучает кровообращение. Древние греки изобразили богиню здоровья Гигиею в виде прекрасной молодой женщины с чашей воды в руке ( от имени богини образовано слово «гигиена»).
• Вода – землекоп. Гидромониторы (водомёты) – это водяные пушки, через которые подается струя воды под давлением 6-12 атм., легко размывает породы.
• Вода – измеритель. Водяные часы (клепсидра) использовались в Греции, Риме для измерения. Вот из глубокой древности дошло до нас выражение:
« Ваше время истекло». Вода использована и для измерения количества тепла в калориях. Так один грамм чистой воды при нагревании на 1°С и есть калория.
• Вода – тушит пожары. Вода не горит, она уже сгорела, она как бы зола водорода, то есть мы заливаем горящие предметы уже сгоревшей водой.
• Вода – взрывает. При замерзании вода расширяется. В камни (валуны) заливают воду, она замерзает и взрывает их. Набухают и растительные ткани, например, горох: давление развивается при набухании бобов до 400 атм. Известен случай: в Черном море сел на камни пароход, в трюмах которого был горох. В трюм проникла вода, горох разбух и разорвал пароход.
• Вода и политика. Границы государств проходят через моря. В России 40 тыс. км морских границ проходят по 14 морям.
• Вода и оборона. Наши предки основывали города на берегах рек и ставили Кремль или укрепление под прикрытием реки. Таково положение Московского Кремля на Москве-реке. Примером использования гидрологической обстановки в военных целях является обход частями Красной Армии позиций белых под Перекопом в ноябре 1920 г. По заливу Сиваш, в котором обнажилось илистое дно, благодаря сгонному ветру.
Вода и магия. В христианском обряде крещения воде приписываются магические свойства «очищения» от злых духов. Вода употребляется и для гадания. И сейчас часто говорят о человеке, предугадавшем события: «Как в воду глядел».
1.3. Влияние воды на состояние здоровья
Обыкновенную простую воду академик А.Е. Ферсман назвал «самым важным минералом на Земле, без которого нет жизни». Вода действительно является поистине своеобразным и единственным в своём роде веществом, которое практически очень трудно чем – либо заменить.
Возьмём питьевую водопроводную воду. Она имеет строго определённый химический состав. Этот состав определён специальным ГОСТом.
Вода, предназначенная для питья, должна быть, прежде всего, чистой, неядовитой и приятной на вкус.
Одно из непременных условий для водопроводной воды – она должна быть прозрачной, бесцветной, нежёсткой, не сильно минерализованной, содержание сульфатов не должно превышать 500 мг/л, хлоридов – 350 мг/г.
Вода, богатая, например, железом, имеет неприятный вяжущий вкус. Поэтому в литре воды должно быть не более 0,3 мг железа. Строго ограниченно и содержание в воде фтора, мышьяка, цинка, свинца. Присутствие фосфора и азота в воде на её качество практически не влияет. К тому же обычное количество фосфора в воде составляет всего тысячные доли миллиграмма на литр, а азота – сотые доли.
Один из наиболее важных показателей качества воды – её мутность, то есть количество содержащихся в ней взвешенных веществ. Например, если зачерпнуть из речки или озера стакан воды и оставить его на несколько минут; то можно будет заметить, что большая часть взвешенных веществ осаждается в виде осадка на дне стакана. Такие вещества не только портят вкус воды, они служат благоприятной средой для развития болезнетворных бактерий.
Вода из водопроводного крана – это стерильно чистая вода. Так как она проходит большой и трудоёмкий процесс обработки. Первое, что делают с водой на водопроводных станциях, – это очищают её от взвешенных частиц. Однако вода, очищенная от взвешенных веществ, излишнего содержания кислоты или щелочи, запаха, для питья ещё не годится: очистные сооружения водопроводных станций способны задержать не более 90 – 95% бактерий, содержащихся в воде. Поэтому воду приходится ещё и обеззараживать.
Большое распространение получило обеззараживание воды хлорированием. Под действием газообразного хлора погибают находящиеся в воде бактерии. Одновременно хлор окисляет органические вещества.
В настоящее время на смену хлору пришли и другие весьма эффективные способы обеззараживания воды.
Ученые обратили внимание на газ озон (O3). Озон расщепляет так называемые гуминовые вещества, придающие воде неприятный жёлтый цвет. Вода, очищенная озоном, по вкусу, запаху и другим свойствам намного лучше вод, очищенных иными методами. В результате озонирования получается прозрачная, чуть голубоватая, настоящая родниковая вода. Не менее эффективным способом обеззараживания воды считается метод «серебрения».
Несмотря на то, что потребность в питьевой воде сегодня удовлетворяется в основном за счёт рек, озёр и водохранилищ, с каждым годом всё больше возрастает значение подземных вод для целей водоснабжения. Подземные воды гораздо ценнее по качеству и наиболее надёжны в санитарном отношении. Такую воду можно использовать для питья без всякой очистки и обеззараживания.
Человек пьёт в большом количестве и минеральные воды. Минеральная вода хорошо утоляет жажду и имеет целительные свойства. Целебная сила минеральных вод заключена в содержании в них урана, радия или радона. Так же имеются так называемые холодные минеральные воды. Они встречаются в основном в зоне многолетней мерзлоты. Температура их не превышает нескольких градусов.
В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород.
В таблице 1 приведены наиболее часто проявляемые болезни, связанные с загрязнением питьевой воды.
Таблица 1. Заболевания, возникающие при токсическом воздействии химических элементов и субстанций, находящихся в питьевой воде.
Болезнь | Возбуждающий фактор |
Анемия | Мышьяк, бор, фтор, медь, цианиды, трихлорэтилен |
Бронхиальная астма | Фтор |
Заболевания пищеварительного тракта: а) повреждения б) боли в желудке в) функциональные расстройства | Мышьяк, бериллий, бор, хлороформ, динитрофенолы Ртуть, пестициды Цинк |
Болезни сердца: а) повреждение сердечной мышцы б) нарушения функционирования сердца в) сердечно – сосудистые изменения г) брадикардия д) тахикардия | Бор, цинк, тетрахлорэтилен, фтор, медь, свинец, ртуть Бензол, хлороформ, цианиды Трихлорэтилен (TRI) Галоформы, тригалометаны, альдрин (инсектицид) и его производные Динитрофенолы |
Дерматозы и экземы | Мышьяк, альдрин и его про Бор, бериллий, хлор, хлорированные воды, фенолы, хлорнафталины, хр динитрофенолы, детергенты, фтор, кобальт, никель, продукты д пластмассы, ртуть. ческиеарома |
Облысение | Бор, ртуть |
Цирроз печени | Хлор, магний, бензол, хлороформ, тетрахлорид углерода, тяжелые металлы |
Уремия | Медь, свинец, ртуть |
Гипофункция щитовидной железы | Кобальт |
Несварение желудка и кишечника | Фтор, детергенты, кремний, медь |
Злокачественные опухоли почек | Мышьяк |
Злокачественные опухоли мочевого пузыря | Мышьяк, хлор |
Злокачественные опухоли легких | Мышьяк, ЦАУ, бензопирен |
Злокачественные опухоли кожи | Мышьяк, бензопирен, продукты дистилляции нефти (масла), некоторые ЦАУ |
Злокачественные опухоли печени | Мышьяк, ДДТ |
Злокачественные опухоли желудка | N – нитрозоамины, ЦАУ |
Меркуриализм | Ртуть |
ГЛАВА II. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
2.1 Органолептические методы исследования
При исследовании качества питьевой воды мы использовали органолептические показатели воды и методы химического анализа.
Органолептические показатели воды.
Цвет (окраска)
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 используется стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набирается вода и на белом фоне бумаги определяется ее цвет (голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый) – показатель определенного вида загрязнения.
Характер вкуса и привкуса. Также можно определить вкус воды попробовав ее. При этом вначале обязательно определяют ее на запах. Исключается определение на вкус воды, оцененной по шкале запахов баллами 4 и 5. Различают четыре основных вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами. Характер вкуса и привкуса различают по ощущениям, набирая воду в рот на 3-5 секунд. В лабораторных условиях и при испытании у источника воду нагревают до 20 гр. и оценивают по пятибалльной шкале.
Таблица 1. ШКАЛА ПРИВКУСОВ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
Интенсивность вкуса и привкуса | Характер проявления вкуса и привкуса | Оценка интенсивности привкуса |
Нет | Вкус и привкус не ощущается | 0 |
Очень слабый | Вкус и привкус не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании | 1 |
Слабый | Вкус и привкус замечается потребителем, если обратить на него внимание | 2 |
Заметный | Вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде | 3 |
Отчетливый | Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздерживаться от питья | 4 |
Очень сильный | Вкус и привкус настолько сильные, что делают воду непригодной для питья | 5 |
Запах.
Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают 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 60ْС. Характер, и интенсивность запаха определяется по предлагаемой методике. (Таблица 2)
Таблица 2. Характер и род запаха воды естественного происхождения
Характер запаха | Примерный род запаха |
Ароматический | Огуречный, цветочный |
Болотный | Илистый, тинистый |
Гнилостный | Фекальный, сточной воды |
Древесный | Мокрой щепы, древесной коры |
Землистый | Прелый, свежевспаханной земли, глинистый |
Плесневый | Затхлый, застойный |
Рыбный | Рыбы, рыбьего жира |
Сероводородный | Тухлых яиц |
Травянистый | Скошенной травы |
Неопределенный | Не подходящий под предыдущие определения |
Таблица 3. Интенсивность запаха воды
Балл | Интенсивность запаха | Качественная характеристика |
0 | ― | Отсутствие ощутимого запаха |
1 | Очень слабая | Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем |
2 | Слабая | Запах, не привлекающей внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание |
3 | Заметная | Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением |
4 | Отчетливая | Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья |
5 | Очень сильная | 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 60ْC по 5 – балльной системе согласно таблице.
Запах воды следует определять в помещении, в котором воздух не имеет постороннего запаха.
2.2. Методы химического анализа.
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:
2. Можно определить pH с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой.
3. Наиболее точно значение pH можно определить на pH-метре или по шкале набора Алямовского.
Жесткость воды.
Различают общую, временную и постоянную жесткость воды. Общая жесткость обусловлена главным образом присутствием растворимых соединения 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 – до 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 (Жо) и карбонатную (Жк), а некарбонатную (Жн) рассчитывают как разность Жо – Жк.
Определение общей жесткости воды.
В коническую колбу отмерить 50 мл воды, добавить 3 мл аммиачного буферного раствора, несколько кристалликов индикатора хромогена черного и титровать по 1капле раствором трилона Б до перехода красно-фиолетовой окраски на сине-фиолетовую. Общая жесткость воды рассчитывается по формуле:
Жобщ.=∙1000 ()
V 1-объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, мл.
V2- объем воды, взятой для титрования, мл.
С- концентрация трилона Б.
Определение карбонатной жесткости воды.
Расчет концентраций 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
,
где – концентрация карбонат – иона, мг/л; – объем соляной кислоты, израсходованный на титрование, мл.
Затем в той же пробе определяется концентрация гидрокарбонат – ионов. К пробе добавляют 1 – 2 капли метилового оранжевого. При этом проба приобретает желтую окраску. Титруют пробу раствором 0,05 н. соляной кислоты до перехода желтой окраски в розовую. Концентрацию гидрокарбонат – ионов рассчитывают по формуле
,
где – концентрация гидрокарбонат – иона, мг/л; - объем соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл.
Карбонатную жесткость Жк рассчитывают, суммируя значения концентраций карбонат – и гидрокарбонат – ионов по формуле
,
где 0,0333 и 0,0164 – коэффициенты, равные значениям, обратным эквивалентным массам этих анионов.
Обнаружение катионов свинца.
Реагент: хромат калия (10 г K2CrO4 растворить в 90 мл H2O).
Условия проведения реакции
1. pH = 7,0.
2. Температура комнатная.
3. Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и аммиаке.
Выполнение анализа
В пробирку помещают 10 мл пробы воды, прибавляют 1 мл раствора реагента. Если выпадает желтый осадок, то содержание катионов свинца более 100 мг/л:
Pb2+ + CrO = RbCrO
жёлтый
Если наблюдается помутнение раствора, то концентрация катионов свинца более 20 мл/л, а при опалесценции – 0,1 мг/л.
Обнаружение катионов железа.
Реагенты: тиоцианат аммония (20 г NH4CNS растворить в дистиллированной воде и довести до 100 мл); азотная кислота (конц.); перекись водорода (ω (%) = 5 %).
Условия проведения реакции
1. pH 3,0
2. Температура комнатная.
3. Действием пероксида водорода ионы Fe (II) окисляют до Fe (III).
Выполнение анализа
К 10 мл пробы воды добавляют 1 каплю азотной кислоты, затем 2 – 3 капли пероксида водорода и вводят 0,5 мл тиацианата аммония.
При концентрации ионов железа менее 0,2 мг/л появляется розовое окрашивание, при концентрации более 0,5 мг/л окрашивание становится красным:
Fe3+ + 3CNS– = Fe(CNS)3
красный
Обнаружение хлорид – ионов.
Реагенты: растворы хромата калия, нитрата серебра
Условия проведения реакции
1. pH 7,0
2. Температура комнатная.
Выполнение анализа
К 10 мл пробы воды прибавляют 3 – 4 капли раствора хромата калия, закрывают сосуд герметично и перемешивают до появления неисчезающей бурой окраски. Определяют объем раствора, израсходованный на титрование (VХЛ, мл).
Затем рассчитайте массовую концентрацию хлорид-аниона (СХЛ, мг/л) по формуле: СХЛ=VХЛ×178
Обнаружение сульфат – ионов.
Реагент: хлорид бария (10 г BaCl2 x 2H2O растворить в 90 г H2O); соляная кислота (16 мл HCl (p = 1,19) растворить в воде и довести объем до 100мл).
Условия проведения реакции
1. pH 7,0.
2. Температура комнатная.
3. Осадок нерастворим в азотной и соляной кислотах.
Выполнение анализа.
К 10 мл пробы воды прибавляют 2 – 3 капли соляной кислоты и приливают 0,5 мл раствора хлорида бария.
При концентрации сульфат – ионов более 10 мг/л выпадает садок:
SO + Ba2+ = BaSO4
белый
Если наблюдается опалесценция, то концентрация сульфат – ионов более 1 мг/л.
2.3. Результаты исследования
Нами проведено исследование питьевой воды в следующих источниках:
Проба 1 |
Проба 2 |
Проба 3 |
В таблице 4 приведены рекомендуемые Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ) и Государственным стандартом России (ГОСТ) значения наиболее важных параметров качества воды, приведенные, по возможности, к российским единицам измерения.
В результате проведенного мониторинга мы установили, что исследуемая питьевая вода этих источников полностью соответствует ГОСТу по органолептическим показателям.
Таблица 4. Наиболее важные параметры качества воды.
Показатель качества воды | Единица измерения | ГОСТ | ВОЗ |
Водор. показ. / рН / конц. ионов водорода | отн.ед. | 6,0 - 9,0 | 6,5 – 8,5 |
Общая жесткость | мг экв/л | 7,0 | 7,0 |
Катионы железа | мг/л | 0,3 | 0,3 |
Катионы свинца | мг/л | 0,03 | 0,03 |
Хлорид ионы | мг/л | 10,0 | 7,0 |
Сульфат ионы | мг/л | 10,0 | 5,0 |
Запах | баллы | 2,0 | ― |
Цветность | град. | 20,0 | 15,0 |
Привкус | баллы | 2,0 | ― |
Мониторинг питьевой воды по органолептическим показателям.
Единицы измерения | Запах | Цветность | Привкус |
баллы | град. | баллы | |
Проба 1 | 2 | 15 | 1 |
Проба 2 | 2 | 10 | 1 |
Проба 3 | 1 | 11 | 1 |
Органолептические показатели исследуемой воды соответствуют государственным стандартам.
Мониторинг питьевой воды по химическим показателям.
В таблице 5 приведены результаты проведенного мониторинга. Для каждой исследуемой пробы представлены полученные показатели качества воды.
Таблица 5. Результаты мониторинга питьевой воды выбранных источников.
Исследуемая вода | Показатель качества воды | ||||||
Водор. показ. /pH/ | Жесткость | Кати-оны железа | Кати- оны свинца | Хло-рид ионы | Суль-фат ионы | ||
общая | карбо-натная | ||||||
Единица измерения | Отн. ед. | мг экв/л | мг/л | мг/л | мг/л | мг/л | |
Проба 1 | 4 | 5 | 9 | 0,2 | - | 6 | 3 |
Проба 2 | 4 | 4 | 6 | 0,1 | - | 5 | 2 |
Проба 3 | 6 | 4 | 5 | 0,1 | - | 4 | 2 |
Нами установлено, что показатели качества исследуемой воды, соответствуют стандартам Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) и Государственного стандарта России (ГОСТ).
Далее в таблицах и графиках приведен сравнительный анализ качества исследуемой воды с Государственным стандартом (ГОСТ).
Таблица 6. Сравнительный анализ качества исследуемой воды с Государственным стандартом.
Показатель качества воды | ГОСТ | Исследуемая вода | ||
Проба 1 | Проба 2 | Проба 3 | ||
Водор. показ. / рН / конц. ионов водорода. | 6,0 - 9,0 | 4 | 4 | 6 |
Общая жесткость | 7,0 | 5 | 4 | 4 |
Катионы железа | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 0,1 |
Катионы свинца | 0,03 | - | - | - |
Хлорид ионы | 10,0 | 6 | 5 | 4 |
Сульфат ионы | 10,0 | 3 | 2 | 2 |
График 2. Сравнительный анализ исследуемой воды с государственным стандартом.
Все исследуемые показатели значительно ниже допустимых. Катионы свинца в исследуемой воде не обнаружены.
В таблице 8 приведены изменения показателей качества питьевой воды в результате дополнительной обработки.
Таблица 8. Изменение показателей качества питьевой воды проба 1 в результате дополнительной обработки.
Исследуемая вода | Показатель качества воды | ||||||
Водор. показ. /pH/ | Общая жест-кость | Катионы железа | Катионы свинца | Хлорид ионы | Сульфат ионы | ||
Единица измерения | Отн. ед. | мг экв/л | мг/л | мг/л | мг/л | мг/л | |
Первоначальная вода | |||||||
Проба 1 | 4 | 5 | 0,2 | - | 6 | 3 | |
Вода дополнительно очищенная | |||||||
Очищенная фильтром | 4 | 4,5 | 0,2 | - | 6 | 3 | |
Вода кипяченая | 4 | 4 | 0,2 | - | 6 | 3 |
График 4. Изменение показателей качества питьевой воды проба 1 в результате дополнительной обработки.
В результате исследований выяснили, что в воде, прошедшей дополнительную обработку фильтром и кипячением, снижается жесткость воды.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Из проведенного исследования качества питьевой воды трех выбранных источников можно сделать следующие выводы:
1. Качество питьевой воды в Улан-Удэ по органолептическим и химических показателей
соответствует нормам Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) и Государственного стандарта (ГОСТ).
2. Питьевая вода нашей местности является мягкой водой.
3. Подземные воды являются основным источником питьевой воды в нашем городе, они гораздо ценнее по качеству и наиболее надежны в
санитарном отношении.
Рекомендации:
- Рекомендуется производить дополнительную обработку питьевой колодезной воды непосредственно перед употреблением:
- кипячение воды; основное предназначение процесса кипячения –
обеззараживание воды и снижение жесткости.
- вымораживание воды; считается, что такая вода самая чистая, лучше
проникает через биологические мембраны, быстрее выводится из
организма экскреторными органами.
- фильтрование; фильтры уменьшают ее жесткость.
СПИСОК ИНФОРМАЦИОННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравьев А.Г., Гущина Э.В. Практикум
по экологии: учебное пособие. Москва, Издательство АО МДС, 1998г.
2. Ашихмина Т.Я Школьный экологический мониторинг. Издательство
«Агар», 2000 г.
3. Браун Т., Лемей Г. Химия – в центре наук. Пер. с англ. Москва «Мир»,
1983 г.
4. Мигунов Л.Н., Мигунова М.И. Природа и общество. г. Старый Оскол,
2000 г.
5. Муравьев А.Г. Руководство по определению показателей качества
воды полевыми методами. – СПб.: Крисмас +, 1999 г.
6. Небел Б. Наука об окружающей среде. Пер. с англ. – М., «Мир»,
1993 г.
7. Новиков Ю.В. и др. Методы исследования качества воды водоемов. –
М.: Медицина, 1990 г.
Нас с братом в деревню отправили к деду...
Убунту: я существую, потому что мы существуем
Сказка об одной Тайне
Разноцветное дерево
Загадка Бабы-Яги