Учебно-исследовательская работа Исследования качества питьевой воды. Колодец и криница
Муниципальное общеобразовательное учреждение-
Средняя общеобразовательная
школа №5
г. Унеча Брянской области
Учебно-исследовательская работа
Номинация
«Мониторинг водных объектов»
Тема работы:
«Исследование качеств питьевой воды.
Колодец и криница.»
Работу выполнил:
Белогуров Владислав
ученик 9 класса
МОУ – СОШ №5 г. Унеча
Руководитель работы:
Домаренко Т.В.
учитель географии
МОУ-СОШ №5 г.Унеча
г. Унеча
2016 год
Содержание
Введение
Методика исследований:
Блок 1
- Измерение мощности водосброса колодца
- Определение температуры воды
- Исследование цвета воды
- Определение прозрачности воды
- Исследование мутности
- Определение запаха воды
- Определение вкуса воды
Блок 2
- Определение жёсткости воды
- Определение водородного показателя воды (рН)
- Определение содержания ионов хлора
- Определение содержания сульфат- ионов
Результаты исследований и их анализ
Выводы
Заключение
Список используемой литературы
Приложение
Введение
Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха,
Тебя невозможно описать, тобой наслаждаться,
не ведая, что ты такое.
Нельзя сказать, что ты необходима для жизни:
ты сама жизнь
Антуан де Сент- Экзюпери
Обоснование исследовательской работы
Бытует мнение, что пресная вода безупречно чиста и всегда пригодна для питья. Я, Белогуров Владислав, проживаю в г.Унеча, ул. Локомотивная, дом 11 (микрорайон Белец), где нет центрального водоснабжения. Жители частного сектора используют для бытового водоснабжения подземные воды, залегающие на первом от поверхности водоупорном слое, т.е. грунтовые воды. Ранее они считались чистыми. В настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники грунтовой воды подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья. Тем не менее, большинство жителей нашего микрорайона предпочитают пользоваться водой из колодцев, хотя качество воды оставляет желать лучшего.
Актуальность исследовательской работы.
Проблема охраны и рационального использования водных ресурсов стала особенно актуальна в современных условиях. Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. В настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20% городского и75% сельского населения планеты. Подземные воды, хотя и скрыты от глаз, но роль их велика как в природе, так и в жизни человека. Жители микрорайона Белец грунтовые воды используются для местного водоснабжения, а нередко, при достаточной их мощности и для питания водопроводов, так как они содержат меньше болезнетворных бактерий, менее подвержены загрязнению, зачастую не требуют специальной очистки.
Цель исследовательской работы:
- Изучение состояние воды из колодца по адресу:
г.Унеча, ул. Локомотивная, дом 11 и источника «Криница».
- Определение, можно ли использовать эту воду для питья, не несёт ли она в себе опасность для здоровья.
- Исследовать методы очистки воды.
Задачи исследовательской работы:– проведение анализа воды; – установление соответствия качества воды санитарным нормам;– определение экологических критериев состояния колодца, степени загрязненности воды;– проведение социологического опроса жителей г.Унеча, ул. Локомотивная с целью изучения общественного мнения об использовании воды ;– проведение работы по благоустройству колодца
Практическая значимость работы:
Данная исследовательская работа позволит мне получить информацию о состоянии качества воды, благоустроить колодец, привлечь внимание общественности к проблеме загрязнения воды, обмелению грунтовых вод.
Формы работы:
– подбор литературы по данному исследованию; – проведение экспериментальных работ;– анализ результатов экспериментальной работы; – cоциологический опрос
- проведение мероприятий по очистке воды
Место проведения исследования: г.Унеча, ул. Локомотивная, дом 11
Сроки проведения исследования: сентябрь – октябрь 2016 года
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
В основу определения показателей качества воды легли следующие методы исследований:
1. Измерение мощности водосброса колодца
2. Определение температуры воды
3. Исследование цветности воды
4. Определение прозрачности воды
5. Исследование мутности
6. Определение запаха воды
7. Определение вкуса воды
8. Определение жёсткости воды
9. Определение водородного показателя воды (рН)
10. Определение содержания ионов хлора
11. Определение содержания сульфат- ионов
Блок 1
Физические методы определения показателей, характеризующие органолептические свойства воды
Органолептические свойства нормируются по интенсивности их восприятия человеком. Это температура, цветность, прозрачность, мутность, осадок, запах, вкус, примеси.
1. Измерение мощности водосброса колодца
Оборудование: ведро (10 литров), секундомер.
Ход работы: с помощью секундомера определил время, за которое заполняется водой ведро. Вычислил расход воды в 1 час, в сутки.
Оценка результатов: примерный дебит 52 л за 1 мин.
Произвел расчет: 52 л : 60 с = 0,86 л/с;
0,86 л/с х 60 с = 52 л/м
52 л/м х 60 м = 3120 л/ч
1920 л/ч х 24 ч = 74880 л/сутки
2. Определение температуры воды
Оборудование: водный термометр с ценой деления 0,1°С.
Ход работы: опустил водный термометр в воду, только что взятую из колодца и источника «Криница» , на пять минут. Не вынимая термометра, определил температуру воды. Полученные данные я записал в сводную таблицу (табл.1).
3. Исследование цветности воды 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 налил 10мл. исследуемой воды и сравнил с аналогичным столбиком дистиллированной воды. Рассмотрел её на свету, определил цвет. Полученные данные занес в сводную таблицу (табл.1).
4. 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 цилиндр с плоским дном; стандартный шрифт с высотой букв 3,5 мм.
Ход работы: определение провел в хорошо освещенном помещении, но не на прямом свету, на расстоянии 1 м. от окна. Цилиндр поместил неподвижно над стандартным шрифтом. Цилиндр наполнил хорошо перемешанной пробой исследуемой воды (фото 1-колодец, фото2-криница), следил за чёткостью различения шрифта до тех пор, пока буквы, рассматриваемые сверху, стали плохо различаться. Высота водяного столба в сантиметрах, сквозь который текст можно прочитать, считается значением прозрачности воды.
Оценка результатов: измерение повторил 3 раза и за окончательный результат принял 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. Полученный результат записал в сводную таблицу (табл.1).
5. Исследование мутности
Оборудование: стеклянная пробирка.
Ход работы: взболтал воду и налил её в пробирку, высотой воды 10 см., рассмотрел воду на свету, определил уровень мутности. Данные записал в сводную таблицу (табл.1).
Оценка результатов: мутность воды может быть слабая, заметная, сильная.
6. 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 налил в колбу. Накрыл притертой пробкой, встряхнул вращательным движением, открыл пробку и быстро определил характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагрел до 60°С на водяной бане и также оценил запах. Данные исследования занес в сводную таблицу (табл.1).
Интенсивность запаха воды определяется при 20 и 600С и оценивается по пятибалльной системе. Запах питьевой воды не должен превышать 2 балла
Оценка результатов: запах определяется в баллах. (Приложение №1)
7. 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 набрал в рот (после определения запаха) и задержал на 3–5 секунд, не проглатывая. После определения вкуса воду сплюнул. Данные занес в сводную таблицу (табл.1).
Оценка результатов: вкус определяется в баллах. (Приложение №1)
Блок 2
Химические методы определения качества воды
Определение жёсткости воды.
Оборудование: пластиковая бутылка, мыльный раствор.
Ход работы: набрал в бутылку 2/3 воды из колодца, добавил мыльного раствора и взболтал. Данные исследования занес в сводную таблицу (табл.2).
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: отобрал пробу воды из колодца. Смочил индикаторную бумагу в исследуемой воде и цвет её сравнил со стандартной бумажной цветной индикаторной шкалой. Время выдержки бумаги в воде около 20 секунд.
Полученный результат занес в сводную таблицу (табл.2).
Оценка результатов: pH определял 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.
Водородный показатель воды
Наименование индикатора Цвет индикатора в различных средах
Кислой Нейтральной (pH=7) Щелочной
Метиловый оранжевый Красный (pH < 3,1) Оранжевый Желтый (pH > 4,4)
Метиловый красный Красный (pH < 4,2) Оранжевый Желтый (pH > 6,3)
Фенолфталеин Бесцветный (pH < 8,0) Бледно-малиновый Малиновый (pH > 9,8)
3. 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 налил 5 мл. исследуемой воды и добавил 3 капли 10% раствора нитрата серебра.
Полученные данные я записал в сводную таблицу (табл.2).
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.
4.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.
Результаты исследований и их анализ
Блок 1
Физические показатели, характеризующие органолептические свойства воды
Объектом исследования является колодец, расположенный по адресу:
г.Унеча, улица Локомотивная, дом 11
Произвел расчет: примерный дебит составил 52л за 1 мин.
52л/ 60 с = 0,86л/с; 0,86л/с х 60 с = 52 л/м; 52 л/м х 60 м = 3120 л/ч1920 л/ч х 24 ч = 74880 л/сутки
С помощью физических методов определил показатели, характеризующие органолептические свойства воды.
Таблица 1. Характеристика органолептических свойств воды
№ Показатели, характеризующие органолептические свойства воды Результат
1 Адрес колодца/криницы г.Унеча, улица Локомотивная, дом 11 г. Унеча, улица Октябрьская, дом 68
2 t° C воды +4° C +3° C
3 Цветность 0° 0°
4 Прозрачность (см) 35 см 37 см
5 Мутность 0 0
6 Качество запаха 0 (не ощущается) 0 (не ощущается)
7 Качество вкуса 0 (не ощущается) 0 (слегка сладкий)
Блок 2
Химические показатели, характеризующие органолептические свойства воды
Таблица 2. Характеристика органолептических свойств воды
№ Показатели, характеризующие органолептические свойства воды Результат
1 Адрес колодца/криницы г.Унеча, улица Локомотивная, дом 11 г. Унеча, улица Октябрьская, дом 68
2 Жесткость воды мягкая (обильная пена) мягкая (обильная пена)
3 Водородный показатель 7 5
4 Содержание ионов хлора (CL-) - -
5 Содержание сульфат ионов(SO42-) 5-10 мг/л 5-10 мг/л
Вывод: вода прохладная, прозрачная, без запаха и вкуса, в тонком слое бесцветная, а в толстом слое имеет голубю окраску, мягкая, мало содержит вредных примесей – пригодна для питья.
Приложение №1 Оценка запаха воды
Интенсивность Балл Характеристика запаха
Никакого 0 Запах не ощущается
Очень слабый 1 Запах обнаруживается только опытным наблюдателем, а вы его не чувствуете
Слабый 2 Запах обнаруживается только тогда, когда на него кто-то обратит внимание
Заметный 3 Запах, который вы сразу замечаете
Отчетливый 4 Запах обращает на себя внимание, заставляющий отказаться от питья
Очень сильный 5 Запах настолько сильный, что вода для питья непригодна
В питьевой воде при температуре 20°С допустимо наличие запаха – не более 2 баллов.
Запах воды Вещества, загрязняющие воду
Химический Промышленные сточные воды, химическая обработка воды
Хлорный Свободный хлор
Углеводородный Стоки нефтеочистительных заводов
Затхлый Органические вещества
Лекарственный Фенолы
Сернистый Сероводород – показатель сильного загрязнения воды
гниющими животными отбросами
Гнилостный Застоявшиеся сточные воды
Землистый Сырая земля
Оценка вкуса воды (интенсивность и характер) при температуре 20°С
Пробу воды на вкус можно производить только при уверенности её безвредности, в сомнительных случаях, воду следует предварительно прокипятить в течение 5 мин., затем охладить до температуры 20°С и потом пробовать на вкус:
Интенсивность Характеристика Баллы
Нет Вкус и привкус не ощущается 0
Очень слабая Вкус и привкус не ощущается потребителем, обнаруживается только опытным исследователем 1
Слабая Вкус и привкус замечается потребителем, если обратить на это его внимание 2
Заметная Вкус и привкус вызывают неодобрительный отзыв о воде 3
Отчетливая Вкус и привкус заставляют воздержаться от питья 4
Очень сильная Вкус и привкус вызывает отвращение к воде 5
В питьевой воде допускается привкус при температуре 20°С не более, чем 2 балла.
Приложение №2 Социологическое исследование
Мною был проведён социологический опрос жителей микрорайона (г. Унеча, ул. Локомотивная). Из опрошенных 50 человек 42 человека постоянно пользуются водой из колодцев для приготовления пищи, для умывания, в лечебных целях. Не используют воду 8 человек по причине неудобного расположения колодца от дома, сложившихся традиций и благоустроенности быта (пользуются бутилированой или привозной водой). Большинство опрошенных отмечают, что вода в колодце достаточно чистая, но её нужно фильтровать и кипятить. Как вы оцениваете качество воды в колодце/кринице?
Каково ваше отношение к колодцу/кринице?
Как вы оцениваете экологическое состояние прилегающей к колодцу/кринице территории?
Как вы думаете, что произойдёт с колодцем/криницей в будущем?
Приложение №3
Мероприятия по очистке воды в моем доме
Сохранение запасов питьевой воды, ее экономное использование – одна из актуальных проблем, решение которой является важной задачей и для моей семьи.
Для того чтобы колодец и вода в нем оставались чистыми, было сделано:
- ежегодно в августе чистим дно колодца
- вода в дом подается по металлопластиковым трубам при помощи самовсасывающей насосной станции. Такая станция работает без постоянного вмешательства человека. Насосная станция имеет три основных элемента: самовсасывающий насос, мембранный бак-накопитель и блок автоматики для управления и защиты. Подобные насосные станции удобны в применении.
Для устранения примесей (песка, грязи, ржавчины) в колодце и на станции установлены фильтры со сменными картриджами РР-10М, изготовленные из пропиленовой нити, ресурс которых рассчитан до 10000 литров.
Фото11. Магистральный фильтр для холодной воды «Новая вода» АО72
Замена картриджа для механической очистки воды
(не реже 1раз в 6 месяцев)
Фото13. Сравнение картриджей
- питьевую воду перед непосредственным употреблением очищаем при помощи фильтра-кувшина «Новая вода».
Фильтры-кувшины предназначены для доочистки питьевой водопроводной воды в бытовых условиях.
Входящий в состав фильтра сменный фильтрующий картридж очищает воду от многих органических и неорганических соединений и примесей, например, хлорорганических соединений, токсичных металлов, а также умягчает воду.
Основная отличительная черта фильтров данного типа — это простота применения:
Наливаю водопроводную воду в воронку фильтра.
Дожидаюсь, пока вода самотеком не стечет в нижнюю емкость кувшина через фильтрующий картридж.
Отфильтрованная вода готова к употреблению.
Фото 16. Доочистка воды
Фото 17. Применение фильтра-кувшина помогает избавиться от неприятного вкуса или запаха водопроводной воды, чрезмерной жесткости воды.
- бытовые отходы и мусор утилизируем, чтобы не загрязнять грунтовые воды.
Список использованной литературы
1. Алексеева А.И., Николаева В.В. География: население и хозяйство России. - М.: Просвещение, 1999.
2. Бочкарева Н.Ф. Экология России. 8-9 классы. – Калуга: Золотая аллея, 1997.
3. Бурштейн Л.М. Обыкновенное чудо – вода. – М.: Детский экологический центр, 1997.
4. http:// nowajwoda.ru