Физико-химические свойства вод из разных источников одного населённого пункта (д.Вселюб Новогрудского района)

Государственное учреждение образования «Вселюбский учебно-педагогический комплекс детский сад-

средняя школа Новогрудского района»

Физико-химические свойства вод из разных источников одного населённого пункта

(д. Вселюб Новогрудского района)

Автор: Батура Ирина,

учащаяся 9 класса

Вселюбский детский сад-средняя школа

Научный руководитель: Янчук Ольга Александровна,

учитель химии и биологии

Консультант: Качан Дмитрий Петрович, учитель физики

Вселюб, 2009

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………......3

1. Методы исследования…………………………………………………….4

1.1 Общие правила отбора проб воды………………………………………...…4

1.2 Отбор снега……………………………………………………………………...5

1.3 Определение общих физико-химические показателей воды…..………....6

2. Результаты и обсуждение……………….……………………………..10

Заключение ……………………………………………………………………...12

Список использованных источников……………………………...13

Приложения………………………………………………………………...……14

Введение

Вода – одно из самых необходимых веществ для жизни всего живого. Она обладает удивительным сочетанием свойств и, несмотря на то, что это, несомненно, наиболее знакомое человеку вещество, до сих пор еще является источником неожиданных открытий [4]. Совсем чистой воды в природе нет. В настоящее время в результате бурного развития технического прогресса, возникает дополнительная проблема загрязнения вод. В мире возникает нехватка воды. Поэтому главной задачей в мире является поиск дополнительных источников чистой воды [5].

Цель настоящей работы: исследовать физико-химические свойства различных водных источников.

Задачи:

1. Познакомиться с основными методиками исследования водных источников.

2. Сравнить по исследуемым показателям воду из природных источников, водопроводную и снеговую воду.

3. Наметить дальнейший план исследований.

Объекты исследования – криница, озеро № 1, озеро № 2, река, колодец, водопроводная и талая вода.

Предмет исследования: свойства воды.

1. Методы исследования

Отбор проб проводили из 4-х природных источников: криницы, реки, озера № 1, озера № 2 (приложение А, В); а также из колодца, водопровода. Была взята и проба снега.

1.1. Общие правила отбора проб воды

1) В качестве ёмкости для отбора воды использовали стандартные (везде одинаковые) сосуды: прозрачные 2-х литровые пластиковые бутылки из-под минеральной воды. Предварительно их помыли без использования моющих средств и высушили.

2) Перед отбором пробы бутылку несколько раз споласкивали отбираемой водой.

3) Воду в бутылку наливали под самое горлышко и закручивали пробку так, чтобы в бутылке не было пузырьков воздуха.

4) Во всех источниках (кроме водопроводного крана) бутылку опускали в воду целиком, на 10 см ниже поверхности воды (чтобы в бутылку не попала поверхностная пленка воды).

5) В момент отбора пробы независимо от источника обязательно измеряли температуру воды.

6) После отбора пробы соблюдали основные правила ее хранения: прозрачность, запах определили в течение часа с момента отбора. Остальные показатели определяли на следующий день после отбора.

1.2. Отбор снега

Процедура отбора снега для физико-химических анализов имеет свои особенности.

Чтобы данные были достоверными, в одном месте отбирали три пробы. Это делали следующим образом:

1) Выбирали площадку для отбора проб, на которой можно построить треугольник со сторонами 10 м (не менее).

2). В вершинах этого треугольника размечали квадраты со сторонами 1 м. Получилось 3 таких квадрата.

3) Снег собирали методом "конверта" в этих квадратах, т.е. пробы брали по углам квадрата (4 шт.) и в центре квадрата. Всего отбирали 5 проб с каждого квадрата, которые объединяли и использовали для одного определения. Три квадрата в вершинах треугольника дали 15 проб, по 5 для каждого измерения.

4) Снег брали почти на всю глубину залегания. Это делалось для того, чтобы суммировать все загрязнения, накопившиеся за сезон в снегу. Снег отбирали цилиндром.

Все 15 проб складывали в чистый полиэтиленовый пакет.

Брали снег голыми чистыми руками, как можно меньше прикасаясь к внутренней поверхности пакета. Пакет со снегом завязывался и упаковывался во второй пакет. Во второй пакет вкладывалась бумажка с описанием и маркировкой пробы.

Перед анализом снег в пакете растапливали и доводили до комнатной температуры.

Для этого пакет оставили в теплом помещении на 2-3 часа[2].

1.3. Определение общих физико-химические показателей воды

Основными физическими показателями являются: температура, прозрачность (светопропускание), цветность и запах.

Основные химические показатели – кислотность (рН), содержание железа, сульфатов, хлоридов, гидрокарбонатов.

Температура

Измерения температуры воды проводили во время отбора проб (приложение Б). Делали это обычным бытовым термометром, опуская его в воду на 1 минуту, и считывали показатели, не вынимая его из воды. При отборе пробы из-под крана головку термометра помещали в поток воды у самого выхода из крана.

Прозрачность (светопропускание)

Прозрачность воды зависит от ее цветности и мутности. Прозрачность измеряли с помощью типографского шрифта (рис.1).

Рис.1 Прибор для определения прозрачности

Для этого использовали стеклянный цилиндр высотой 60 см. Его ставили на качественный типографский текст со шрифтом 3,5 мм (на страницу книги). Затем в цилиндр медленно наливали испытуемую воду, глядя на шрифт сверху, сквозь столб налитой воды. Воду подливали в цилиндр до тех пор, пока текст перестал быть читаемым (буквы начали расплываться). Эту высоту и принимали за прозрачность воды [6].

Цветность

Одновременно с измерением прозрачности определяли цветность воды.

Цветность определяли с использованием того же стеклянного цилиндра, в котором измеряли прозрачность воды (рис.2).

Рис.2. Определение цветности

Перед тем как слить воду, цилиндр ставили на фоне белого листа бумаги сбоку и определяли цвет визуально, давая его словесное описание по следующей стандартной шкале: бесцветный, голубой, зеленый, желто-зеленый, зеленовато-желтый, желтый, буровато-желтый, светло-коричневый, бурый.

Запах

Запах описывали словесно, например "землистый", "болотный", "гнилостный", "травянистый", запах химических веществ. Определение интенсивности и характера запаха зависят от опыта и индивидуальных способностей исследователя, поэтому во избежание субъективной оценки решение о характере запаса принимали коллективно [1].

Некоторые качественные химические анализы

Определение сульфатов

Для определения наличия сульфатов использовали следующий способ. Примерно 10 мл пробы подкисляли в пробирке несколькими каплями соляной кислоты и прибавляли около 0,5 мл 10%-ного раствора хлорида бария (BaCl₂).

При содержании 5-50 мг/л сульфатов возникает слабое помутнение, при более высокой концентрации выпадает осадок сульфата бария BaSO₄ (рис.3).

Рис.3 Определение сульфатов

Определение железа.

Определяли наличие железа в воде добавлением в воду реактивов. В пробирку помещали 10 мл пробы, прибавляли 1 каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель 5% раствора перекиси водорода и примерно 0,5 мл 20%-ного раствора роданида калия.

При содержании железа около 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание раствора, а при более высоком содержании - красное.

Хлориды (соли хлороводородной кислоты) определяли по помутнению воды при добавлении нитрата серебра с последующим охлаждением пробирки в струе холодной воды.

Гидрокарбонаты (кислые соли угольной кислоты) определяли в пробах, где рН исследуемой воды равен или больше 7. К пробе прибавляли по каплям раствор хлороводородной кислоты – интенсивное выделение пузырьков газа без запаха свидетельствовал о наличии гидрокарбонатов.

Кислотность воды (содержание ионов водорода, или рН) определяли с помощью универсальной индикаторной бумаги. По шкале рН значение 7 является нейтральным, от 6 до 0 - кислым, а от 8 до 14 – щелочным (рис.4) [3].

Рис.4 Определение рН

2. Результаты исследований

Исследования проводили на территории д. Вселюба. Взяли пробы из различных источников. Предварительно изучили расположение водоемов, их питание, всевозможные притоки. Загрязнений промышленными сточными водами нет, так как в пределах 10 км отсутствуют промышленные предприятия. Сток от сельскохозяйственных предприятий выявлен не был. Основное питание – подземные воды и паводок весной. Озера были покрыты льдом.

После проведенных методик были получены результаты.

Результаты физических исследований.

Поскольку исследования проводились в зимнее время и отбор проводили разово, результаты практические не отличаются. Вода из всех источников бесцветная, прозрачность почти одинаковая. Исключение, талая вода (прозрачность меньше).

Температура воды из криницы выше, чем из озер и реки. Это основано на свойствах теплоемкости.

Запах воды могут вызывать летучие пахнущие вещества, попадающие в нее естественным путем или со сточными водами. А поскольку сток от сельскохозяйственных предприятий выявлен не был, и отсутствуют промышленные предприятия, запах отсутствовал. Только пробы воды из озера № 1 и озера № 2 имели болотный запах (табл.1).

Таблица 1 Физические свойства воды

Результаты химических исследований.

По итогам исследования значение рН составило от 5,5 до 7. Причем, рН=5,5 (слабо кислая среда) характерно только для талой воды. В остальных пробах вода имеет значение рН, близкое к нейтральному или нейтральное (6,5 - 7).

Сульфаты присутствуют в каждой пробе воды, так как возникает слабое помутнение. Это свидетельствует о том, что в пробах содержится 5-50 мг/л сульфатов. Более точно определить нам не удалось. Однако, определив визуально, можно уточнить, что самое большее помутнение наблюдалось в пробе из колодца, затем в пробе из реки.

Ионы железа также присутствуют в пробах. Поскольку, при добавлении к подкисленной концентрированной азотной кислотой и перекисью водорода пробе раствора роданида калия появилось розовое окрашивание.

Хлориды выявили только в пробе воды из колодца по слабому выделению пузырьков газа, а гидрокарбонаты – в пробах воды из колодца и озера № 2, но в незначительных количествах (табл.2).

Таблица 2 Химический анализ

Более точно определить химические показатели нам не удалось. Проверить пробы воды на наличие других веществ (например, нитратов) также нам не удалось.

Заключение

1. Изучили основные физико-химические методики исследования водных источников: температуру, прозрачность, цветность, запах, рН, наличие сульфатов, хлоридов, гидрокарбонатов, ионов железа.

2. Проанализировали и сравнили по исследуемым показателям воду из природных источников, водопроводную и снеговую воду. Достоверных различий не обнаружили, поскольку исследования проводили в зимнее время, и отбор проводили разово. Вода из всех источников Вселюба содержит очень много химических соединений, это свидетельствуют не только о недостаточном качестве воды из природных источников, но в первую очередь о недостаточном качестве питьевой воды.

Необходимо проводить мероприятия по улучшении водных ресурсов Вселюба.

3. В дальнейшем планируем еще более детально изучить состав вод разных источников Вселюба. Провести серийный и зональный отборы проб воды.

Список использованных источников

1. Библиографический список

1. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. – Киров, 2000.

2. Боголюбов А.С. Экосистема. – Москва, 2001.

3. Кручинина Н.Е. и др. Химический анализ качества водных сред в центрах школьного экологического мониторинга: Методическое пособие для учителей. – Москва, 1999.

4. Петрянов И.В. Самое необыкновенное вещество в мире. – Москва, 1975.

5. Прокофьев М.А. Энциклопедический словарь юного химика. – Москва, 1982.

2. Информационные ресурсы Интернета

1. Электронный ресурс, режим доступа – http://www.edu.yar.ru

Приложения

Приложение А

Взятие проб из различных источников

Из криницы Из реки

Из озера № 2

Приложение Б

Измерение температуры

В озере № 1 В реке

В кринице

Приложение В

Природные источники

Озеро № 1 Озеро № 2

Река

17