Наукова робота. Визначення органолептичних показників якості питної води з різних джерел (криниця, свердловина домашня, шкільна вода з крану, дистильована)

Підготувала:
Абрамчук Крістіна
учениця 7-Б класу
Чудельської ЗОШ І-ІІІ ст.
Сарненської районної ради
Рівненської області

Керівник:
Жук Ірина Володимирівна,
вчителька хімії
Чудельської ЗОШ І-ІІІ ст.
Сарненської районної ради
Рівненської області,
лауреатка IV Всеукраїнського Інтернет-конкурсу 
„УЧИТЕЛЬ РОКУ–2019” за версією
науково-популярного природничого журналу
„КОЛОСОК” у номінації „Хімія”

Вступ

Вода є основою життя на нашій планеті, вона відграє важливу роль у формуванні й розвитку всіх живих організмів, у тому числі й людини. Для нормального функціонування людський організм потребу 2,5-3,0 л води на добу

Не говоримо про якість, говоримо лише про кількість. Якщо говорити про якість, то якісна питна вода – рідкість. Принаймні для звичайного споживача, який щодня відкриваючи кран на кухні, наповнюючи склянку і випиваючи цю рідину, навіть не усвідомлює як ризикує. Вода є основним компонентом людського організму, вона виконує надзвичайно важливу роль безпосередньо в організмі, та в середовищі, де знаходиться організм. Дуже важливо забезпечувати постачання якісної питної води. Вода повинна відповідати чинним стандартам якості, та безпосередньо бути не просто придатною для споживання, а високоякісною. Сьогодні ми спостерігаємо ситуацію, яка вражає своїми масштабами. Проблема нестачі якісної питної води є однією з найактуальніших проблем сьогодення, її вирішення є основною задачею на глобальному рівні. Цим займаються Всесвітня Організація Здоров’я, Організація Об’єднаних Націй, і ще багато інших.

Предмет дослідження: показники якості питної води своєї місцевості з різних джерел.

Об’єкт дослідження: вода з криниці, з домашньої свердловини, з шкільного крана, тала вода і дистильована вода.

Завдання роботи:

• Ознайомитись з основними органолептичними та фізичними властивостями води;
• дослідити якості питної води з різних джерел.
• Опрацювати та запропонувати шляхи покращення якості питної води ;

Методи дослідження :

• опрацювання літератури,
• спостереження,
• порівняння,
• лабораторний експеримент

Мета роботи: дослідити та оцінити якість питної води з різних джерел водопостачання та запропонувати методи очищення та покращення якості питної води.

Сподіваюсь моя робота допоможе оточуючим усвідомити масштабність проблеми з питною водою, та допоможе визначити ефективні методи очищення та покращення якості питної води.

1. Методи дослідження якості питної води

Ще порівняно недавно вважалось, що водні ресурси – безмежний і безплатний дар природи. Сьогодні більшість країн світу зіткнулися з проблемою неспатчі питної води.

Мені стало цікаво яку ж воду ми вживаємо кожного дня і чи є вона безпечкою для нашого здоров’я. Тому я вирішила дослідити воду. Оскільки більшу частину дня я перебуваю в школі, то стало цікаво чому вода питна, шкільна, з крана відрізняється за кольором і смаком, від тої яку я п’ю з криниці дома. Тому для дослідження я взяла проби води з крана шкільного, з криниці, з свердловини, палу воду (розтопила сніг) та дистильовану воду. В мене виникло багато питань на рахунок того як саме і чому вода з різних джерел відрізняється між собою за кольором, смаком. Чому у воді через деякий час з’являється осад?І чому після кипятіння води у чайнику зявляється через деякий час накип. На всі ці питання я знайшла відповідь провівши ряд лабораторних та цікавих для себе досліджень.

1.2 Дослідження води на прозорість

Принцип методу: визначаєм на якій висоті стовпчика води в циліндрі неможливо прочитати текст на аркуші паперу.

Хід роботи: для цього необхідно циліндр поставити на лист з текстом. Доливати в циліндр воду та через кожні 5 см намагатися прочитати текст. Необхідно відмітити, на якій висоті стовпа води текст неможливо прочитати.

Висновок: за результатами дослідження найпрозоріша вода виявилась у 2 зразках: №4-дистильована та №5-тала вода, у зразка № 3 вода відрізнялась кольором та прозорістю, дещо жовтіша. Хоча висота стовпчика у циліндрі на якій можна прочитати досить високий у всіх зразках, на висоті 50 мл можливо чітко прочитати текст надрукований на аркуші паперу 14 шрифтом. Отже всі зразки відібраних проби є прозорими, та придатними для вживання.

1.3 Визначення водневого показника (рН) з відібраних проб води.

Принцип методу: лакмусовий індикаторний папірець змінює свій колір залежно від рівня кислотності чи лужності розчину.

Хід роботи: у пробірку з досліджуваною водою занурюють смужку лакмусового індикаторного папірця і через одну хвилину отримують результат, порівнюючи колір індикаторного папірця зі шкалою.

Відповідно до держстандарту «Вода питна», водневий показник має бути на рівні 6,5–8,5.

В ідеально чистій дистильованій воді ці іони будуть врівноважувати один одного. У таких випадках вода нейтральна і рН = 7. При розчиненні у воді різних хімічних речовин цей баланс може бути порушений, що призводить до зміни рівня рН.

Дуже часто показник рН некоректно приймають за такі параметри, як кислотність і лужність води. Важливо розуміти різницю між ними. Головне полягає в тому, що рН ‒ це показник інтенсивності, але не кількості. Тобто, рН відображає ступінь кислотності або лужності середовища.

В залежності від рівня рН води умовно поділяють на декілька груп

Таб.1

Отже, рН досліджуваних зразків води №1, №2, №4, №5 коливались в межах 5-5,5, тобто такий показних характерний для слабокислих вод, лише у зразка № 3 рН=7,3-властивий для нейтральної води.

1.4. Визначення забарвлення води з відібраних проб криниці, свердловини, крана, тала вода та дистильована

Принцип методу: на фоні білого аркуша спостерігаємо та визначаємо забарвлення всіх зразків відібраних проб води.

Хід роботи: зразки води наливаємо у прозорі склянки і на фоні білого аркуша паперу спостерігаємо і порівнюємо. Органічні сполуки, що розкладаються у воді надають їй темного кольору. Розглянувши 5 зразків води мною було досліджено, що не всі зразки мають однакове забарвлення. А саме у пробі №3 чітно я спостерігала воду із жовтішим забарвленням ніж всі інші.

Висновок: Отже, із 5 досліджуваних зразків № 3 відрізняється забарвленням, тобто можна припустити, що тут є присутні органічні сполуки, розклади яких і надають такого жовтуватого відтінку воді.

1.5 Дослідження води з відібраних проб на запах

Принцип методу: Колбу закривають пробкою, вміст колби декілька разів перемішують обертальними рухами, після чого колбу відкривають і визначають характер і інтенсивність запаху.

Хід роботи: У конічну колбу місткістю 200 мл налити 120 мл досліджуваного зразка води. Колбу закрити скляною пробкою і сильно струсити. Відкрити колбу, визначити характер та інтенсивність запаху.

Розрізняють трав’янистий, болотний, гнильний, тухлий, затхлий, землистий запахи; можуть бути присутні запахи хімічних речовин (хлору, пально-мастильних матеріалів.

Висновок: Отже, у всіх зразках води інтенсивність запаху дуже слабка, у зразку № 5 –відчувався трошки більше виражено травянистий запах, нагадаю це зразок талої води. Гнильний запах у всіх зразках відсутній. У зразку №3 відчувався дещо слабкий болотний запах.

1.6 Дослідження води на наявність сторонніх домішок

Принцип методу: відстоявши всі зразки води спостерігаєм за появою чи відсутністю осаду.

Хід роботи: До прозорога стакана наливаємо відібрані проби і чекаємо 8 годин і спостерігаємо чи з’явився осад.

№1-не виявлено осаду

№2-не виявлено осаду

№3-присутній жовтий осад

№4-відсутній осад

№5-відсутній осад

Висновок: Отож, з впевненістю можу засвідчити що у зразоку під № 3 з’явився осад жовтого кольору. Це свідчить про присутність домішок у воді даної проби.

1.7. Визначення окиснюваності води різних джерел

Принцип методу: окиснюванність води характеризується кількістю міліграмів кисню, потрібного для окиснення органічних речовин, що містяться у 1 л води. Окиснювання здійснюють у м’яких умовах перманганатом калію в кислому середовищі (окиснюються лише легкоокиснювані органічні і деякі неорганічні сполуки).

Хід роботи: у пробірку наливають 10 мл досліджуваної води, додають 5 мл розбавленої (1: 3) сульфатної кислоти (Н₂SO₄) і 1 мл 0,01н розчину перманганату калію (КМnО₄). Вміст пробірки добре перемішують і нагрівають на водяній бані протягом 10 хвилин.

Висновок: з 5 зразків, як чітко видно на фото, в пробірці №3 трішки темніше забарвлення, але взагалом таку воду можна вважати задовільною для вживання

1.8 Визначення загальної твердості води

Принцип методу: метод ґрунтується на утворенні малорозчинних солей кальцію і магнію з калієвими чи натрієвими солями вищих карбонових кислот, які входять до складу мила. Поки не будуть витрачені ці катіони, мило не утворить піни.

Хід роботи: наливають у колбу 50 мл аналізованої води і порціями по 0,2 мл (5 крапель) додають стандартний мильний розчин, щоразу збовтуючи вміст колби. Після появи піни залишають колбу на 5 хвилин. Якщо піна не зникає, аналіз закінчено. Кількість витраченого мильного розчину в мілілітрах, помножена на 20, означає твердість води (в мг/л у перерахунку на СаСО₃).

Для проведення даного дослідження я витратила 0,2 мл мильного розчину у всіх випадках. Робимо розрахунки:

0,2*20=4

За таблицею 2 визначаю і оцінюю тип природної води за твердістю.

Таблиця 2

Типи природних вод за твердістю

Висновок: отож, всі зразки за шкалою твердості можна, за отриманими даними, віднести до дуже м’якої.

Проводячи всі вище зазначені дослідження, я звернула увагу, що серед всіх 5 зразків, лише один зразок води помітно вирізнявся на кожному досліду, це № 3. Цей зразок води, який було взято з шкільного крана відрізнявся і кольором, рН показник має більший ніж в інших, при нетривалому відстоюванні з’являвся жовтий осад, та й чайник в якому кип’ятилась ця вода протягом тижня мав накип, який швидно з’являвся. Тому я вирішила більш детально дослідити цей зразок води. Для цього я 01.02.18 р. відібрала 2 літра води та вчитель хімії відвезла до Сарненської Держсанепідслужби у відділ лабораторних досліджень на визначення вмісту заліза, сульфатів та хлоридів. Оскільки це одні із можливих причини появи жовтого осаду та забарвлення води. Результати дослідження не примусили чекати себе довго. Того ж дня було отримано протокол дослідження з результатами, ото ж:

• Вміст сульфатів – <0.2мг/дм³ в межах норми
• вміст хлоридів 14,0 в межах норми
• Вміст заліза – 7,02 при нормі 0.2 мг/дм³

Тобто, вміст заліза у даному зразку перевищує норму у 35,1 разів, а це і є причиною появи осаду, жовтого забарвлення та надає металевого присмаку води.

2. Методи очищення води

Вода з свердловин і природних джерел має ряд розчинених компонентів. Щоб отримати рідину, яку можна використовувати в промисловості, для побутових цілей і для пиття, її слід якісно очистити. Сучасні способи очищення води дуже різноманітні. Вони діляться на кілька груп за характером процесів, що відбуваються. З використанням методів створюються прилади, які забезпечують оптимальне очищення.

Одним із завдань моєї роботи над яким я працювала, було запропонувати шляхи очищення води в домашніх умовах. Пропоную до вашої уваги слідуючі методи очищення які я опрацювала.

2.1 Фільтрування

Хід роботи: після того як вода відстоялась у хімічному стакані я профільтрувала її через жмут вати з активованим вугіллям-це своєрідний бар’єр для сторонніх домішок які присутні у воді. Після цього порівнювала зміни прозорості води до фільтрування та після, також відмітила зміну кольору вати.

Висновок: Отже, після того як вода відстоялась, зявився помітний осад у пробірці № 3, після фільтрування колір води змінився на світліший а осад залишився на ваті. Можна вважати, що даний спосіб очищення води є дієвим і вода справді стає світлішою.

2.2 Кип’ятіння води

Коли вода кип’ятиться, то в ній знищуються бактерії, хвороботворні мікроорганізми, віруси, а також знищуються такі речовини, як радон, аміак, хлор та інші. Звичайно ж, за допомогою кип’ятіння можна очистити рідину, але також цей спосіб впливає на зміну її структури. Після кип’ятіння структура води стає начебто «мертвою», адже разом із шкідливими речовинами видаляється кисень і корисні речовини. Після тривалого кип’ятіння шкідлива сірка просто знищується, і це дає можливість людям вживати абсолютно безпечну воду.

Величезний мінус кип’ятіння в тому, що в процесі відбувається випаровування деякої частини рідини, а це сприяє збільшенню концентрації солей в тій рідини, яка залишилася. Солі затримуються на стінках посудини і утворюють вапно і накип. Все це при попаданні в наш організм стає причиною розвитку різних захворювань – цирозу печінки, інфаркту, болі суглобів, осідання в нирках каміння. При кип’ятінні далеко не всі віруси гинуть, існують такі види, які можуть вижити навіть при дуже високих температурах.

2.3 Виморожування

Використовується даний спосіб для того, щоб з більшою ефективністю відфільтрувати рідину завдяки її кристалізації. Виморожування дає набагато кращий результат, ніж відстоювання або кип’ятіння. Більшість людей вважає, що для цього потрібно просто заморозити і розморозити рідину. Але це зовсім не так. Суть даного способу в тому, що при замерзанні рідини, кристалізується в самому прохолодному місці основна речовина, тобто, спочатку замерзає лише чиста вода. Для цього повинні бути створені спеціальні умови. Потрібно зробити так, щоб процес заморожування відбувався неспішно. Після замерзання потрібно видалити замерзлу рідину, яка знаходиться в центральній частині посудини, тому що її не варто вживати. Щоб зробити це потрібно дістати її і поставити центральну частину під теплу воду, залишаючи до того моменту, поки в серединці не утвориться отвір, оскільки в середині буде найбільша концентрація шкідливих речовин. Лід, який залишиться потрібно розморозити і його можна вживати – це буде найбільш чиста вода.

3.1 Вплив неякісної води на організм людини

Вода це диво, створене природою і без неї не може прожити жоден організм на землі, причому вся користь і шкода питної води багатьом невідома. Стверджують що вода може бути жива і мертва, але це твердження не відноситься до біологічного життя, як камінь, залізо, безумовно, тут йде мова про властивості води, коли змінюється іі стан. Вода сприятливо діє на організм, в тому числі на клітини шкіри, без неї вона стає в’ялою і швидко старіє. Без води неможливо вивести з організму шлаки, що дає можливість організму не отруїтися продуктами обміну. Вся користь води полягає в тому, що вона зменшує в’язкість крові, та при вживанні її в кількості не менше 2 літрів на добу, знижується ризик появи інфаркту чи інсульту.

Вода є природним мастилом для суглобів людини, і лікарі стверджують, що недостатня кількість води в організмі викликає мязові спазми, тому всі спортсмени повинні вживати воду до і після тренування. Та й не тільки спортсмени, а й ті хто хоче прожити довше без хвороб.

Людина дуже швидко втрачає воду з організму, а от поповнює її неохоче. При втраті води людина відчуває головний біль,зявляється дратівливість, мозок не отримує достатню рідку кров, в результаті чого починаються з’являтися галюцинації, а потім і смерть, тому користь води величезна.

Користь води питної полягає в тому, що вона необхідна для нормального травлення, сприяє покращенню роботи всієї травної системи та забезпечує проходження фізико-хімічних процесів. Прийнято вважати що вода спалює жир, особливо при занятті спортом або при фізичному навантаженні, виділяється велика кількість поту і частина жиру, що і зменшує вагу тіла. Взагалі вода покращує самопочуття, при будь-яких захворюваннях лікарі радять більше питии, що сприяє виведенню токсинів з організму, а при підвищенні температури діє як жаропонижуючий засіб.

При вживанні неякісної води виникають такі небезпечні захворювання, як дизентерія, гепатит, менінгіт та інші. Питна вода може бути джерелом паразитарних хвороб

Висновок.

Отож, криза яка пов’язана з якістю питної води, показала, що на планеті практично не залишилось чистої прісної води. Майже всі поверхневі і підземні джерела водопостачання забруднені внаслідок дії природних і антропогенних факторів. Мільйони людей потерпають від хвороб, що викликані неякісною питною водою.

Вода – це велика цінність для людства, і в епоху інформаційних технологій, розвинутої промисловості та постійного зростання чисельності населення чи не час задуматися про те, що всі природні блага ми не отримуємо у спадщину від своїх предків, а беремо в борг у своїх нащадків. І від якості тієї питної води, яка тече з-під крана, чи з джерела чи криниці безпосередньо залежить здоров’я наше і наших дітей.

Питна вода являє собою продукт харчування людини, а необхідний ступінь її очищення і знезаражування є гарантією здоров’я і довголіття.

Прийшов час, коли людина зобов’язана взяти на себе турботу про дбайливу витрату ресурсу, а також по його очищенню, яку вірніше було б назвати водопідготовкою. При цьому варто дотримувати вимоги екології, тобто щоб процес якнайменше порушав природну рівновагу

На питання, яку воду краще пити: водопровідну, з свердловини, з криниці чи взагалі куплену, відповідь проста.

Потрібно пити чисту воду. А щоб це досягти, краще очищати її самостійно, так як проконтролювати якість та методи очищення води у промислових умовах або приватними компаніями ми фізично не в змозі.

Тому дана тема моєї роботи є актуальною.Опрацювавши різні методи очищення, я для себе обрала, як на мій погляд, декілька дієвих та доступними методів – фільтрування, відстоювання, заморожування та кремніювання води.

Тому дослідивши якісні показники води своєї місцевості я зробила для себе висновок, про те що краще вживати воду яка немає ніякого різкого запаху, прозора, з відсутніми сторонніми домішками. А ще краще щоб перестрахуватись, можна в будь який момент воду очистити в домашніх умовах, і тоді вже вживати і використовувати для приготування страв.

Але звичайно, яку воду пити чи не пити кожен вирішує для себе сам.

Редакція може не поділяти думку авторів і не несе відповідальність за достовірність інформації. Будь-який передрук матеріалів з сайту може здійснюватись лише при наявності активного гіперпосилання на e-kolosok.org, а також на сам матеріал!