IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Химический анализ воды реки Кизань села Татарская Башмаковка
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Большинство водоемов в нашей стране не отвечает нормативным требованиям по качеству воды. Многолетние наблюдения ученых динамики качества речных вод выявили тенденцию к росту их загрязнения. Экологическая ситуация стала обостряться в связи с резким усилением антропогенного воздействия. Высокий уровень загрязнения и низкое качество питьевой воды влияет на качество жизни и ее продолжительность. Село Татарская Башмаковка, где мы проживаем, расположено на берегу реки Кизань – одном из многочисленных рукавов великой русской реки Волги. Поэтому мы решили исследовать состояние реки Кизань.
Цель:
Изучить состояние реки Кизань на данный момент. Определить, можно ли использовать речную воду для питья, не несет ли она в себе какую-либо опасность для здоровья.
Задачи:
Провести анализ воды реки Кизань.
Сравнить полученные результаты с нормативными требованиями по качеству питьевой воды.
Рассказать об этом ученикам нашей школы.
Основная часть
В интернете на страничке https://ru.wikipedia.org/wiki/Камызяк_(река) мы узнали, что река Кизань – один из крупнейших рукавов дельты Волги. Кизань - левый рукав - отделяется от Волги чуть ниже города Астрахани. Берет начало из Волги и ериков Мансур и Чаган. Ширина реки - 200-500 м. Берега – низменные на всем протяжении реки. Грунт иловато-глинистый, изредка песчаный. (Приложение №1)
Исследование цветности воды. (Приложение №2,3)
Цвет воды зависит от наличия в ней примесей минерального и органического происхождения – гуминовых веществ, перегноя, которые вымываются из почвы и придают окраску воде, от жёлтой до коричневой. Окись железа окрашивает воду в жёлто – бурый и бурые цвета, глинистые примеси – в жёлтоватый цвет. Цвет воды может быть связан со сточными водами или органическими веществами.
Оборудование: стеклянная пробирка.
Ход работы: в прозрачную стеклянную пробирку налить 8-10мл. исследуемой воды и сравнить с аналогичным столбиком дистиллированной воды. Рассмотреть её на свету, определить цвет.
Оценка результатов: цветность выражается в градусах, используется таблица.
Определение прозрачности воды.
Прозрачность и мутность воды определяется по её способности пропускать видимый свет. Степень прозрачности воды зависит от наличия в ней взвешенных частиц минерального и органического происхождения. Вода со значительным содержанием органических и минеральных веществ, становится мутной. Мутная вода плохо обеззараживается, в ней создаются благоприятные условия для сохранения и развития различных микроорганизмов, в том числе и патогенных. Мерой прозрачности служит высота водяного столба, сквозь который еще можно различать на белой бумаге шрифт определенного размера и типа. Метод дает лишь ориентировочные результаты.
Оборудование: стеклянный градуированный цилиндр с плоским дном; стандартный шрифт с высотой букв 3,5 мм.
Ход работы: определение проводят в хорошо освещенном помещении, но не на прямом свету, на расстоянии 1 м. от окна. Цилиндр помещают неподвижно над стандартным шрифтом. Цилиндр наполняют хорошо перемешанной пробой исследуемой воды, следя за чёткостью различения шрифта до тех пор, пока буквы, рассматриваемые сверху, станут плохо различаться. Высота водяного столба в сантиметрах, сквозь который текст можно прочитать, считается значением прозрачности воды.
Оценка результатов: измерение повторяют 3 раза и за окончательный результат принимают среднее значение, измеренное с точностью до 0,5 см. Вода по прозрачности бывает прозрачная, малопрозрачная, непрозрачная. Так, прозрачность питьевой воды должна быть не менее 30 см.
Исследование мутности.
Оборудование: стеклянная пробирка.
Ход работы: взболтать воду и налить её в пробирку, чтобы высота воды была равна 10 см., рассмотреть воду на свету, определить уровень мутности.
Оценка результатов: мутность воды может быть слабая, заметная, сильная.
Исследование осадка воды.
Оборудование: стеклянная пробирка.
Ход работы: рассмотреть исследуемую воду на свету.
Оценка результатов: осадок воды характеризуется: количественно – по толщине слоя; по отношению к объёму пробы воды – ничтожный, незначительный, заметный, большой; качественно – по составу: аморфный, кристаллический, хлопьевидный, илистый, песчаный.
Определение запаха воды.
Запах оценивается в баллах. Водой, не имеющей запаха, считается такая, запах которой не превышает 2 баллов. Запах обусловлен в первую очередь серо– и азотсодержащими органическими соединениями, образующимися в результате разложения органических веществ (как правило, отмершими растениями или экскрементами) в бескислородных и малокислородных условиях. Вода с выраженным запахом непригодна для жизни микроорганизмов, так как, либо ядовита, либо не содержит кислорода.
Оборудование: коническая колба ёмкостью 150–200мл.
Ход работы: 100 мл исследуемой воды при комнатной температуре наливают в колбу. Накрывают притертой пробкой, встряхивают вращательным движением, открывают пробку и быстро определяют характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагревают до 60°С на водяной бане и также оценивают запах.
Интенсивность запаха воды определяют при 20 и 600С и оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям таблицы. Запах питьевой воды не должен превышать 2 балла
Оценка результатов: запах определяется в баллах, используется таблица.
Определение вкуса воды
Оценку вкуса воды проводят у питьевой природной воды при отсутствии подозрений на ее загрязненность. Различают 4 вкуса: солёный, кислый, горький, сладкий. Остальные вкусовые ощущения считаются привкусами (солоноватый, горьковатый, металлический, хлорный и т.п.)
Ход работы : при определении вкуса и привкуса анализируемую воду набирают в рот (после определения запаха) и задерживают на 3–5 секунд, не проглатывая. После определения вкуса воду сплевывают.
Оценка результатов: интенсивность вкуса и привкуса оценивают по 5-балльной шкале. Для питьевой воды допускаются значения показателей вкуса и привкуса не более 2 баллов.
Определение взвешенных частиц.
Этот показатель качества воды определяют путем фильтрования определенного объема воды через бумажный фильтр и последующего высушивания осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы.
Оборудование : колба, фильтр, воронка, весы, сушильный шкаф.
Ход работы: для анализа берут 500-1000 мл воды и фильтруют её. Фильтр перед работой взвешивают. После фильтрования осадок с фильтром высушивают до постоянной массы при 105°С и охлаждают.
Оценка результатов: охлаждённый осадок с фильтром взвешивают.
2.3. Химические методы определения качества воды.
Определение жёсткости воды.
Оборудование: пластиковая бутылка, мыльный раствор.
Ход работы: набрать в бутылку 2/3 воды добавить мыльного раствора и взболтать.
Оценка результатов: если пена обильная – вода мягкая, если пена не растёт “свернулась” – вода жёсткая.
Определение водородного показателя воды (рН).
В природных водах рН колеблется в пределах от 6,5 до9,5. норма – 6,5–8,5. если рН воды ниже 6,5 или выше 8,5, то это указывает на её загрязнение сточными водами.
Вода, сильно загрязненная органическими веществами животного происхождения и продуктами гниения, обычно имеет щелочную реакцию (рН>7), а вода, загрязнённая стоками промышленных предприятий, – кислую (рН<7).
Оборудование: пробы воды, универсальная индикаторная бумага; цветная шкала рН.
Ход работы: отобрать пробу воды из родника. Смочить индикаторную бумагу в исследуемой воде и цвет её сравнить со стандартной бумажной цветной индикаторной шкалой. Время выдержки бумаги в воде около 20 секунд.
Оценка результатов: pH определяется с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой.
а) Если концентрация ионов водорода Н+ и гидроксид-ионнов ОН– в воде одинакова, её рН=7, водная среда считается нейтральной;
б) Если ионов Н+ больше, чем гидроксид-ионов, то рН<7, вода имеет кислотную реакцию;
в) Если же концентрация гидроксид-ионов превышает концентрацию ионов Н+, то рН>7, такая вода обладает основной, или щелочной реакцией.
Определение содержания ионов железа.
Оборудование: пробы воды, концентрированная азотная кислота, 20% раствор роданида аммония.
Ход работы: отобрать пробу воды из родника. В10 мл воды добавить 2 капли концентрированной азотной кислоты и 1 мл 20% раствора роданида аммония. Все перемешать и визуально определить приблизительную концентрацию железа по таблице .
Оценка результатов: визуальное определение приблизительной концентрации железа в исследуемом растворе.
Определение содержания ионов хлора
Много хлоридов попадает в водоемы со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Количество хлоридов зависит от характера пород, слагающих бассейны. Хлорид-ионы можно обнаружить с помощью 10% раствора нитрата серебра.
Оборудование: 10% раствора нитрата серебра , пробирка.
Ход работы: в пробирку налить 5 мл. исследуемой воды и добавить 3 капли 10% раствора нитрата серебра.
Оценка результатов: приблизительное содержание определяется по осадку или помутнению. Помутнение будет тем значительнее, чем больше концентрация хлорид-ионов в воде. ПДК хлоридов в водоемах допускается до 350 мг/л.
Определение содержания сульфат-ионов.
Оборудование: 5%-ный раствор хлорида бария, раствор соляной кислоты, пробирка.
Ход работы: в пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, прибавляют 2–3 капли соляной кислоты и приливают 0,5 мл раствора хлорида бария.
Оценка результатов: по характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфатов: при отсутствии мути – концентрация сульфат-ионов менее 5 мг-л; при слабой мути, появляющейся через несколько минут, – 5–10 мг-л; при слабой мути, появляющейся сразу – 10–100мг-л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфатов (более 100 мг-л). ПДК сульфатов в водоемах – источниках водоснабжения допускается до 500 мг/л.
С помощью физических методов были определены показатели, характеризующие органолептические свойства воды.
|
Название реки |
toC воды |
Цветность |
Мутность |
Прозрачность |
Количество осадка |
Качество осадка |
Интенсивность запаза |
Качество запаха |
Взвешанные частицы |
|
Кизань |
Результаты анализа химических показателей воды
|
pH |
Общая жесткость |
Наличие ионов Ca2+Mg2+SO42- |
CO32-Fe2+ |
CL-Hg+ |
Заключение
Вывод: вода прохладная, прозрачная, без запаха и вкуса, в тонком слое бесцветная, а в толстом слое имеет голубю окраску, не содержит вредных примесей – пригодна для питья.
Вода имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Совершенно очевидна потребность населения в чистой, прозрачной, без цвета, вкуса и запаха, питьевой воде. В своей работе мы подобрали и освоили методики эксперимента, позволяющие выявить органолептические и физико-химические свойства воды. Провели исследование качества питьевой воды. В интернете на страничке http://www.mediana-filter.ru/st8.html мы сравнили наши исследовательские показатели с нормативными выяснили, что по результатам анализов воду реки Кизань можно считать экологически безопасной. Об этих исследования мы рассказали ученикам нашего класса.
Литература:
Неорганическая химия" М.А. Тамаров, 1998 год;
Методика выполнения измерения.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Камызяк_(река)
http://www.mediana-filter.ru/st8.html
Приложение№1
Приложение №2
Приложение №3