|
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ВОДООЧИСТНОЙ СТАНЦИИ ПОСЕЛКА ДВИНСКОЙ ХОЛМОГОРСКОГО РАЙОНА АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
Авторы: Сумароков Евгений (9 класс), Сумароков Вячеслав (6 класс)
МБОУ «Двинская средняя общеобразовательная школа» п. Двинской Холмогорского района Архангельской области
Руководитель: Сумарокова О.Д.
Вода, важнейший компонент окружающей среды. Воду, предназначенную для питья, очищают на водоочистных станциях, которые, к сожалению, не всегда справляются с возложенной на них задачей. Для жителей поселка Двинской данная проблема очень актуальна. В поселке имеется водоочистная станция, но каждую весну, с началом ледохода из колонок и кранов течет грязная мутная вода.
Цель работы: исследовать эффективность работы водоочистной станции п. Двинской по очистке питьевой воды
Задачи:
1.Изучить литературу по химическому анализу воды.
2.Овладеть методикой экспериментального определения кислотности, жесткости, окисляемости, наличия в воде хлоридов, ионов железа.
3. Проводить данные экспериментальные исследования воды ежемесячно, в течение года, начина с декабря 2011 г.
4. Изучить работу водоочистной станции поселка Двинской.
5. Проанализировать полученные данные и сделать выводы.
Объект исследования: образцы воды, взятые на разных этапах водоочистки (в районе водозабора на Северной Двине, на водоочистной станции после её очистки, и из-под крана)
Методы исследования:
1. Проведение эксперимента.
2. Математическая обработка результатов эксперимента.
3. Графическое представление результатов эксперимента.
4.Посещение водоочистной станции, беседа с ее работниками.
5. Анализ полученных в ходе эксперимента данных.
Водоочистная станция в поселке Двинской была введена в эксплуатацию в 1973 году. Здесь вода фильтруется, хлорируется. Работники проводят анализ воды на содержание остаточного хлора. Кроме определения остаточного хлора существует ряд других показателей, которые позволяют оценить качество воды:
1. Наличие запаха
2. Прозрачность (мутность): Органические вещества могут сделать воду мутной и зеленоватой, глинистые придадут ей желтый или коричневый оттенок.
3. Кислотность рН (норма 6 – 9) Диапазон кислотности воды составляет от 0 до 14: 0 — максимально кислая среда, кислотность воды максимальна, 7 — нейтральная среда,14 — максимально щелочная среда [5].
4. Щелочность (норма 2): Щелочность природных вод обусловлена, главным образом, содержанием в них гидрокарбонатов и карбонатов.
5. Содержание хлоридов (норма до 350 мг/л): Почти все природные воды, дождевая вода, сточные воды содержат хлорид-ионы. Концентрации хлоридов могут служить одним из критериев загрязненности водоема хозяйственно-бытовыми стоками [5].
6.Содержание нитратов (ПДК — 45 мг/л): Из-за присутствия нитратов нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма. Высокие дозы нитратов у животных и человека могут вызвать тяжелое отравление и даже привести к смерти[5]
7. Жесткость воды (ПДК -7): Данный показатель определяется содержанием в воде солей кальция и магния.
8. Содержание ионов железа (ПДК -0,3 мг): Длительное употребления человеком воды с содержанием железа более 0,3 мг/л приводит к заболеванию печени, увеличению риска инфаркта и т. д.[5]
9. Содержание ионов марганца (ПДК -0,05 мг/л): Избыток марганца (свыше 0,1 мг/л) приводит к заболеваниям костной системы [5].
10.Окисляемость (наличие органических веществ, норма - 5 мг О2/л): Этот показатель отражает общую концентрацию органики в воде. Природа органических веществ может быть самой разной: гуминовые кислоты почв, сложная органика растений, химические соединения антропогенного происхождения [5].
Таким образом, сравнивая показатели анализируемой воды с допустимыми нормами, можно сделать вывод о качестве питьевой воды.
Результаты исследований, на основании которых были построены графики и диаграммы, представлены в таблице, в которой используются следующие сокращения: Р – вода из реки Северная Двина, С – на выходе с водоочистной станции, К – из краны в лаборантской здания школы
Исследования проводились следующим образом:
1. Прозрачность: через стеклянный мерный цилиндр, в который наливается исследуемая вода, читается текст; вода приливается до тех пор, пока текст не перестает читаться, при этом измеряется высота столба воды в цилиндре в мм. [1].
2. Кислотность - рН (норма 6 - 9): смачивается универсальную лакмусовую бумажку и по цветной шкале определяется рН.
3. Определение хлоридов (норма до 35): в колбу наливается 100 мл исследуемой воды, добавляется 1 мл хромата калия до появления светло-желтой окраски, затем титруется нитратом серебра до появления грязно-оранжевой окраски; содержание хлоридов вычисляется по формуле: А х 0,5х0,9746х1000/100 , А – объем раствора, пошедшего на титрование [1].
4. Определение ионов железа (ПДК -0,3 мг): наливается в пробирку 10 мл исследуемой воды, добавляется 2 капли к. азотной кислоты и 1 мл 20%-ного раствора родонита калия или аммония; содержимое пробирки перемешивается и визуально определится приблизительная концентрация железа в соответствии с таблицей [2].
5. Определение общей жесткости (ПДК - 7): в колбу наливается 100 мл исследуемой воды, добавляется 5 мл аммиачного буферного раствора, 8 капель индикатора хромогена черного, затем содержимое колбы титруется 0,1н раствором трилона Б по одной капле до перехода розово-красной окраски в синюю. Результаты вычисляются по формуле: Жобщ.= V х 0,1 х 1000 /100 (мг х экв/л),где V – объем израсходованного трилона[4].
6.Перманганатная окисляемость (норма 5 мг/л): в пробирку наливается 10 мл исследуемой воды и прибавляется 0,5 мл серной кислоты в разведении 1:3 и 1 мл 0,01 н. раствора перманганата калия. Смесь хорошо перемешивается и оставляется в покое на 20 минут при температуре выше 20°. После этого окраска раствора в пробирке сравнивается с таблицей приблизительной окисляемости воды [6].
В ходе работы сделаны следующие выводы:
1.Показатели качества воды из реки Северная Двина имеют различные значения и зависятот времени года:
- прозрачность воды достаточно высокая за исключением периода ледохода и половодья;
- кислотность имеет преимущественно пониженные значения;
- содержание хлоридов не превышает значения ПДК:
- содержание ионов железа не превышает ПДК, за исключением результатов анализов, проведенных 30 апреля и 9 ноября; данные, полученные 7 апреля при анализе воды, взятой из реки, скорее всего ошибочные;
- общая жесткость воды, находящейся подо льдом, постепенно возрастает и имеет максимальное значение, равное ПДК, перед началом ледохода;
- перманганатная окисляемость воды, находящейся подо льдом, соответствует норме; весной, после начала ледохода, и осенью в разы превышает норму.
2.Наиболее хорошие показатели качества имеет вода в зимний период, когда она находится подо льдом. Самые плохие показатели качества имеет вода в весенний период.
3. Работа водоочистной станции влияет только на два показателя, которые были исследованы: прозрачность и окисляемость. По этим двум показателям работу водоочистной станции можно считать эффективной, за исключением периода ледохода и половодья.
4. Работа водоочистной станции необходима, т.к. при отсутствии хлорирования в осенний период перманганантная окисляемость превышает норму.
5. Гипотеза, выдвинутая в начале работы, о неэффективной работе водоочистной станции поселка Двинской подтвердилась частично.
Источники информации в литературе
1.Врабий М.Н. Химический кружок для восьмиклассников// Химия в школе. - 2007. - № 9.
2.Давтян М.Л., Волков В.Н., Лобов Б.И. Определение содержания общего железа в природных водах// Химия в школе. - 2007. - № 8.
3.Зеленская Е. А.. Организация исследовательской деятельности учащихся во внеурочное время // Химия в школе. - 2009. - №8.
4.Мухаметшина Т.Г. Практическая работа «Определение качества водопроводной и бутилированной воды»// Химия в школе. - 2009. - № 8.
Источники информации в Интернете
5. « α: Анализ воды » – Консультационно образовательный портал//http://a-water.info/
6.Метод приблизительного определения окисляемости воды// http://www.razvedenie-ryb.ru
7.Методические рекомендации для кружков математики, физики, химии, черчения/3.10. Лабораторная работа «Определение остаточного хлора в воде»// . http://cmm.univer.omsk.su
8.Хлорирование воды - о пользе и вреде//http://www.aquaexpert.ru
См. также
Учебное оборудование производства ЗАО «Крисмас+» для исследования водоемов и воды
Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ
|
Библиотека исследовательских работ обучающихся 
