Учебный центр «Крисмас+»

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА

КОЛОДЕЗНОЙ ВОДЫ

Автор: Лейбина Алёна, ученица 10 кл.

МБОУ СОШ №32, Каневского района Краснодарского края

Руководитель: Федяева Н.Ю.

В нашей станице остро стоит вопрос о водоснабжении населения. В связи с изношенностью централизованной водопроводной системы, большая часть населения, особенно в летний период, испытывают нехватку питьевой воды. Поэтому многие жители в своих дворах бурят скважины или пользуются колодцами.

Объектом исследования является вода, взятая из трех колодцев.

Цель работы: дать сравнительную характеристику показателей качества колодезной воды в разных частях станицы Новоминской.

Исходя из этого, были определены следующие основные задачи:

1.Составить паспорта исследуемых колодцев.

2.Провести органолептический анализ качества воды.

3.Провести химический анализ воды.

4.Сравнить показатели качества воды в колодцах.

Методы исследований:

1.Органолептические методы определения качества воды:мутность (прозрачность), запах, вкус и привкус.

2.Химические: определение водородного показателя рН, наличие ионовCl-, SO₄^2-, Са²⁺ и Mg²⁺, вычисление временной, общей и постоянной жесткости воды.

3.Метод комплексного сравнения показателей.

Результаты и их обсуждение.

Составление паспортов изучаемых колодцев

Колодец №1 расположен в станице Новоминской по улице Космонавтов во дворе дома №137. Подход к колодцу удобный. Тип колодца – копаный. Расстояние от земли до уровня воды составляет 2, 5 метра. Толщина воды 13 метров. Запас воды 13000 литров. Пополняется колодец дождевыми, талыми и родниковыми водами. Уровень меняется по сезонам. Высокий уровень воды наблюдается весной, а низкий – в июле-августе. Вода из колодца используется для полива огорода. Температура воды в июле составила +7оС. Зимой колодец не замерзает. Сверху оправлен железом, внутри выложен кирпичом, имеется ворот, к которому цепью привязывается ведро.

Колодец №2 расположен в станице Новоминской по улице Пионерской во дворе дома №14. Тип колодца – копаный. Расстояние от земли до уровня воды составляет 3 метра. Толщина воды 11 метров. Запас воды 11000 литров. Пополняется колодец дождевыми, талыми и родниковыми водами. Уровень меняется по сезонам. Высокий уровень воды наблюдается весной, а низкий – в июле-августе. Вода из колодца используется в пищевых целях. Температура воды в июле составила +3оС. Зимой колодец не замерзает. Сверху оправлен колодец железом, внутри выложен кирпичом, имеется ворот, к которому цепью привязывается ведро.

Колодец №3 расположен в станице Новоминской по улице Культурной во дворе дома №42. Тип колодца – копаный. Расстояние от земли до уровня воды составляет 1,7 метра. Толщина воды 6,5 метров. Запас воды 6500 литров. Пополняется колодец дождевыми, талыми и родниковыми водами. Вода из колодца используется для полива огорода. Температура воды в июле составила +8оС. Зимой колодец замерзает во время сильных морозов. Сверху оправлен колодец деревом, внутри стенки из дерева, имеется ворот, к которому цепью привязывается ведро.

Органолептические показатели качества воды

Дата взятия проб воды 02.09.2013 года.

1.Для определения мутности воды мы взяли воду из каждого колодца, налили в три пробирки, рассмотрели воду на темном фоне. Мы пришли к выводу, что мутность в исследуемой воде отсутствует.

2.Для определения запаха исследуемой воды из колодцев мы пользовались таблицами 1 и 2. Вывод: исследуемая вода не имеет запаха.

3.Определение вкуса и привкуса воды. Вода из колодцев №1 и №2 не имеет вкуса и привкуса, но при тщательной оценке обнаруживаются (1 балл). Вода из колодца №3 имеет заметный привкус горечи и оценивается в 2 балла.

Химические показатели качества воды

1.Изучение кислотности воды производили при помощи раствора универсального индикатора. Показатель рН в исследуемых образцах воды равен 5. Следовательно, вода в изучаемых колодцах слабокислая. Скорее всего, причиной снижения рН в колодезных водах является присутствие хлорид и сульфат-ионов.

2.Определение содержания ионов железа.Результаты исследований показывают, что вода в пробирках осталась без изменений. Ионы железа в колодезной воде не обнаружены.

3.Для обнаружения ионов хлора в исследуемые образцы воды добавили 10% раствор нитрата серебра. Рисунок 1. Обнаружение ионов хлора.Во всех пробирках произошло помутнение и выпал белый осадок. Набольшее помутнение и осадок в пробирке под №3, меньше всего – в пробирке №1. Таким образом, колодезная вода содержит ионы хлора

4.Обнаружение сульфат-ионов в воде. Рисунок 2. Обнаружение сульфат - ионов. В результате опытов во всех пробирках произошло помутнение воды. В большей степени в пробирке №3, в меньшей - №1. Образование мути позволяет сделать вывод о том, что колодезная вода содержит сульфат-ионы. Согласно предложенной методике при слабой мути, появляющейся через несколько минут, в пробирке №1 концентрация сульфатов составляет  5-10мг/л. При слабой мути, появляющейся сразу, в пробирках №2 и №3 – 10-100мг/л.

5.Определение временной жесткости. Налили в три пробирки с исследуемой водой по 1 мл раствора мыла.Во всех пробирках выпадает белый хлопьевидный осадок. Мыло в исследуемой воде не растворяется. Значит, вода обладает временной жесткостью, обусловленной присутствием в воде гидрокарбонатов.

6.Определение карбонатной (временной) жесткости мы производили непосредственным титрованием воды соляной кислотой в присутствии индикатора метилового оранжевого. Во всех колбах с исследуемой водой цвет изменился на оранжево-розовый. Расчет временной жесткости воды (Ж врем в мэкв/л) производили по формуле:

Таким образом, наибольшая временная жесткость в пробе №2 и №3.

7.Общую жесткость воды определяли тригонометрическим методом. Наблюдаем изменение цвета раствора на лилово-красный за счет образования комплексов индикатора с ионами Са²⁺ и Mg²⁺. При добавлении титранта раствор приобретает бледно-синюю окраску индикатора, так как комплексы распадаются и ионы Са²⁺ и Mg²⁺ связываются в бесцветный более прочный комплекс с титрантом.

Расчет общей жесткости воды производили по формуле: Ж общая = (Сн(трилона Б)*Vсред(трилона Б))/(V(Н₂O))*1000,
где Сн(трилонаБ)=0,01Н, V(Н₂O)=50мл.

Проба №1: Ж общая=(0,01Н*20мл)/50мл*1000=4мэкв/л;

Проба №2: Ж общая=(0,01Н*23мл)/50мл*1000=4,6мэкв/л;

Проба №3: Ж общая=(0,01Н*27мл)/50мл*1000=5,4мэкв/л

Таким образом, наибольшая общая жесткость воды в пробе №3 (5,4мэкв/л), наименьшая – в пробе №1 (4мэкв/л). Исследуемая вода из колодцев средней жесткости, так как величина общей жесткости от 2 до 6 мэкв/л.

8.Постоянную жесткость воды определили по формуле:

Ж постоянная=Ж общая-Ж временная

Проба №1: Ж постоянная=4мэкв/л-0,65мэкв/л=3,35мэкв/л;

Проба №2: Ж постоянная=4,6мэкв/л -0,75мэкв/л=3,85мэкв/л;

Проба №3: Ж постоянная=5,4мэкв/л -0,75мэкв/л=4,65мэкв/л

Вывод: Вода во всех колодцах обладает средней жесткостью, что обусловлено содержанием в ней растворимых солей кальция и магния (хлориды и сульфаты). Самая жесткая вода–в колодце №3, менее жесткая–в колодце №1.

Сравнение показателей качества воды в колодцах

Полученные результаты свидетельствуют о том, что исследованная колодезная вода не пригодна для питья и использования ее в бытовых целях. Воды всех колодцев имеют слабо кислую среду, в ней содержатся ионы Cl-, SO₄^2-, Са²⁺ и Mg²⁺, которые придают ей жесткость. Качественные показатели воды зависят от глубины колодца и от пород, через которые она протекает. Лучшие показатели качества воды в колодце №1, худшие–в колодце №3.

Выводы по работе:

1.Мы составили паспорта трех колодцев, расположенных в разных частях станицы Новоминской. Выяснили, что колодцы копаные, имеют разную глубину. Самый глубокий колодец №1 (15,5 м), колодец №2 – 14 м, колодец №3 – 8,2 м. Пополняются колодцы дождевыми, талыми и родниковыми водами. Расположены колодцы в местах, удаленных от химических загрязнителей.

2.Органолептический анализ качества воды показал, что исследуемая вода прозрачная, не имеет мутности и запаха. Вода из колодцев №1 и №2 не имеет вкуса и привкуса, но при тщательной оценке они обнаруживаются (1 балл), а из колодца №3 имеет заметный привкус горечи и оценивается в 2 балла.

3.Мы провели химический анализ воды. Показатель рН в исследуемых образцах воды равен 5. Следовательно, вода в изучаемых колодцах слабо - кислая. Ионы железа в колодезной воде не обнаружены. Установлено содержание ионов хлора и сульфат-ионов, в большей степени– в воде колодца №3, в меньшей - №1. В результате проведенных опытов было выяснено, что мыло в исследуемой воде не растворяется. Значит, вода обладает временной жесткостью, обусловленной присутствием в ней гидрокарбонатов. Наибольшая временная жесткость обнаружена в воде колодцев №2 и №3 (0,75 мэкв/л), наименьшая - №1 (0, 65 мэкв/л). С помощью тригонометрического метода мы определили наличие ионов Са²⁺ и Mg²⁺. Мы рассчитали общую жесткость воды, наибольшая общая жесткость воды в пробе №3 (5,4 мэкв/л), наименьшая – в пробе №1 (4 мэкв/л). Исследуемая вода из колодцев средней жесткости, так как величина общей жесткости от 2 до 6 мэкв/л, что обусловлено содержанием в ней растворимых солей кальция и магния (хлориды и сульфаты). Определили постоянную жесткость. Самая жесткая вода– в колодце №3, менее жесткая – в колодце №1.

4.В результате сравнения показателей качества воды из трех колодцев мы выяснили, что исследованная колодезная вода не пригодна для питья и использования ее в бытовых целях. Воды всех колодцев имеют слабо кислую среду, в ней содержатся ионы Cl-, SO₄^2-, Са²⁺ и Mg²⁺, которые придают ей жесткость. Лучшие показатели качества воды в колодце №1, худшие – в колодце №3.

Список использованных источников информации:

1.Платонов О.А.  Колодец // Русский образ жизни. — М.: Институт русской цивилизации, 2007. — С. 352.

2. http://ru.wikipedia.org/wiki/Колодец

3. Исаев Д.С. Анализ загрязнений воды// Химия в школе. – 2001. - №5 – С. 77.

4.Пашкевич, В. И. Оценка уровней нитратного загрязнения подземных вод. / В. И. Пашкевич [и др.] // Природные ресурсы.2003. № 3. С. 101–102.

5.Шабрева Е.В. Современные экологические проблемы с точки зрения химика// Химия в школе. – 2007. - №1. – С.14.

6.Комплект карт-инструкций для учебно-лабораторного оборудования по экологии, химии и биологии – Уфа: Компания «Базис», 2012. – С.32.

7.Географический образовательный портал

http://mygeog.ru/issledovanie-i-opisanie-kolodca/

См. также

Учебное оборудование производства ЗАО «Крисмас+» для исследования водоемов и воды

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников IX Международного конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»