Презентация "Определение качества питьевой воды (по жесткости и нитратам)" 11 класс


Подписи к слайдам:
Жесткость воды

Определение качества питьевой воды (по жесткости и нитратам)

  • Исследовательский проект
  • учениц 11 класса МОУ «Гатчинская СОШ №7»
  • Бусько Алены и Евдокимовой Олеси
  • Руководители: Васильева В.К.,
  • Сляпцова Т.Н., Яковлева И.А.

Актуальность темы

  • Вода — это самое распространенное на Земле вещество. Почти 3/4 поверхности земного шара покрыты водой.
  • Человеческий организм на 60-70% состоит из воды. Вода поставляет в клетки организма питательные вещества (витамины, глюкозу, минеральные соли), участвует в процессе терморегулирования и дыхания. Увы, времена, когда можно было без опасений выпить воды из ручья, колодца, или просто из под крана, давно канули в Лету. Та вода, которая течет в наши квартиры по водопроводу – это скорее техническая вода, нежели чем питьевая. По данным ЮНЕСКО 80% всех заболеваний связано с качеством питьевой воды.

Цели проекта

  • Определить уровень жесткости питьевой воды.
  • Уровень pH питьевой воды.
  • Определить содержание нитратов в воде.
  • Сравнить полученные результаты с ПДК.
  • Сделать выводы о качестве питьевой воды.

Происхождение жесткости

  • Ионы кальция (Ca2+) и магния (Mg2+), а также других щелочноземельных металлов, обуславливающих жесткость, присутствуют во всех минерализованных водах. Их источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы кальция и магния поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов могут служить также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.

Жёсткая вода при умывании сушит кожу, в ней плохо образуется пена при использовании мыла. Использование жёсткой воды вызывает появление осадка (накипи) на стенках котлов, в трубах и т. п. Потребление жёсткой воды обычно не является опасным для здоровья, хотя есть данные о том, что высокая жёсткость способствует образованию камней в почках.

  • Жёсткая вода при умывании сушит кожу, в ней плохо образуется пена при использовании мыла. Использование жёсткой воды вызывает появление осадка (накипи) на стенках котлов, в трубах и т. п. Потребление жёсткой воды обычно не является опасным для здоровья, хотя есть данные о том, что высокая жёсткость способствует образованию камней в почках.

Виды жесткости

  • Общая жесткость. Определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.
  • Карбонатная жесткость. Обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов и карбонатов (при рН>8.3) кальция и магния. Данный тип жесткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью. При нагреве воды гидрокарбонаты распадаются с образованием угольной кислоты и выпадением в осадок карбоната кальция и гидроксида магния.
  • Некарбонатная жесткость. Обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот (серной, азотной, соляной) и при кипячении не устраняется (постоянная жесткость).

Источники воды, используемые человеком

  • Различают подземные и поверхностные источники воды. Подземные - это скважины и колодцы различной глубины. Как правило, вода, добываемая из подземных источников, бывает прозрачной и бесцветной. В подземной воде обычно содержится много растворенных минеральных веществ, часто присутствуют повышенные концентрации железа (Fe) и марганца (Mn). Количество минеральных веществ в воде из разных скважин может сильно различаться, даже если эти скважины расположены близко друг от друга.       

  • Ул. Островского
  • Ул. Пушкинская
  • Ул. Пушкинская

Количественное определение общей жесткости в воде

  • Цель работы: изучение общей жесткости как естественного параметра воды с использованием метода количественного определения.
  • Оборудование: из мини-экспресс лаборатории «Пчелка У/хим»: склянка для титрирования с пробкой, пипетка-капельница в футляре, колба, сливной стакан.
  • Реактивы: раствор титранта, пробы воды для анализа.
  • Ход работы:
  • Мерную склянку ополоснули несколько раз анализируемой водой. В склянку налили 2,5 мл анализируемой воды.
  • Добавляли пипеткой-капельницей к пробе раствор титранта по каплям до изменения цвета раствора( от розового до сиренево-синего). Содержимое склянки перемешивали встряхиванием.
  • Определили величину общей жесткости воды в пробе в ммоль/л в зависимости от количества капель раствора титранта.

Определение водородного показателя (pH) воды

  • Цель работы: изучение кислотности воды как фактора, характеризующего качество воды водоисточника.
  • Информация: кислотность воды характеризуют значением водородного показателя (pH), который для природных вод обычно имеет значения от 6,5 до 8.5. Изменение pH водоисточника часто вызваны кислотными загрязнителями, попадающими в воду из воздуха, почвы. Изменение pH воды сверх допустимых пределов делает ее непригодной для хозяйственно-питьевых нужд.
  • Оборудование: индикаторные полоски для определения уровня pH, контрольная шкала образцов окраски полоски тест-системы для определения уровня pH, пипетка-капельница, пробирка.
  • Реактивы: пробы воды для анализа.

Ход работы:

  • Ход работы:
  • Пробирку сполоснули несколько раз анализируемой водой(5 мл);
  • Зажали кусочек индикаторной полоски и опустили его в пробирку с водой;
  • Сравнили окраску кусочка полоски с окраской контрольной шкалы цветных образцов, выбрав ближайший по интенсивности и характеру окраски тестируемого кусочка.

Определение количества нитратов в воде

  • Цель работы: Оценка питьевой воды на содержание нитратов.
  • Информация: В питьевой воде допускается присутствие нитратов до 45 мг/л. Потребление питьевой воды составляет 1.5-2.0 л в день, т.е. 67-90 мг нитратов в день.
  • Оборудование: из мини-эспресс лаборатории «Пчелка -У/хим» ножницы, пинцет, чашка Петри.
  • Реактивы: пробы воды для анализа , тест-система «Нитрат-тест».

Ход работы:

  • Ход работы:
  • Мы взяли полоску тест-системы «Нитрат-тест» и окунули в тестируемый образец воды.
  • Через 3 минуты сравнили окраску полоски с контрольной шкалой и определили содержание нитратов.

Сводная таблица результатов исследований

Сравнение жесткости воды в Мариенбурге со стандартами:

  • Проба
  • Общая жесткость, ммоль/л
  • Общая жесткость, мг-экв/л
  • Справочник по гидрохимии
  • Водоподготовка
  • USEPA
  • 1.
  • Ул. Пушкинская, скважина
  • 14,6
  • 7,3
  • Средней жесткости
  • Жесткая
  • Очень жесткая
  • 2.
  • Ул. Пушкинская, насосная станция
  • 16
  • 8
  • Средней жесткости
  • Жесткая
  • Очень жесткая
  • 3.
  • Ул. Пушкинская, колодец
  • 14,6
  • 7,3
  • Средней жесткости
  • Жесткая
  • Очень жесткая
  • 4.
  • Ул. Островского, скважина
  • 10,6
  • 5,3
  • Средней жесткости
  • Умеренно жесткая
  • Жесткая
  • 5.
  • Корпиковское шоссе, скважина
  • 14
  • 7
  • Средней жесткости
  • Жесткая
  • Очень жесткая
  • 6.
  • Водопровод
  • 8,6
  • 4,3
  • Средней жесткости
  • Умеренно жесткая
  • Жесткая
  • 7.
  • Колонка
  • 8,6
  • 4,3
  • Средней жесткости
  • Умеренно жесткая
  • Жесткая

Умягчение воды

  • Способ умягчения воды
  • Общая жесткость, мг-экв/л
  • Исходный образец воды
  • 10
  • Фильтр «гейзер»
  • 2
  • Полифосфатный фильтр
  • 10
  • Кипяченая вода
  • 8
  • «Калгон»
  • 7
  • Полифосфатный фильтр
  • Фильтр «Гейзер»

Выводы

  • В ходе работы был определен уровень жесткости питьевой воды в разных источниках. Результаты исследования показали, что общая жесткость воды превышает 6 мг-экв/л, что, согласно стандарту жесткости, соответствует жесткой воде (в точках 1, 2, 3 и 5). Вода водопроводная и из колонки имеет гораздо меньшую жесткость, но превышает нормативы СанПин.
  • Вода в точках 1,2,3 и 5 поступает из одного водоносного слоя, а водопроводная вода имеет другое происхождение.
  • Водородный показатель pH, показывающий уровень кислотности среды, оказался в пределах нормы во всех точках.
  • Содержание нитратов в пробах 4 и 5 равно 50 мг/л, что превышает ПДК на 5 мг/л (ПДК(H2O)=45 мг/л). В остальных пробах содержание нитратов не превышает ПДК.
  • Питьевая вода в исследуемых точках безопасна, но жесткая вода может явиться причиной заболеваний мочевыделительной системы, а повышенное содержание нитратов может вызвать нарушение тканевого дыхания.

Рекомендации

  • Использовать в быту специальные фильтры-умягчители, которые снижают жёсткость воды, удаляя излишек солей жесткости (соединения кальция, магния и других элементов).
  • В питьевой воде допускается присутствие нитратов до 45 мг/л. Потребление питьевой воды (супы, напитки и др.) составляет 1,5-2,0 в день, т.е. с водой взрослый человек может употребить 67-70мг нитратов в день.

Список источников

  • Муравьев А.Г. Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами. – СПб.: «Крисмас+», 1998. – 224 с.
  • Муравьев А.Г., Данилова В.В. Руководство по применению мини-экспресс лаборатории «Пчелка-У» и ее модификаций при учебных при учебных экологических исследованиях.- СПб.: «Крисмас+», 2006. – 136 с., ил.
  • http://ecoteka.ru/
  • http://www.water.ru/
  • http://www.vodoobmen.ru/
  • http://www.bestwater.ru/
  • http://www.ecoz.ru/
  • http://www.geliosco.ru/

Принцип действия ионообменного фильтра

  • шарики смолы, способны улавливать из воды ионы различных веществ и ''впитывать'' их в себя, отдавая в замен ''запасенные'' ранее ионы

Принцип действия полифосфатного фильтра

  • При прохождении через кристаллы, вода постепенно растворяет их и насыщается определённым количеством полифосфата натрия.