Выбранный для просмотра документ Физические исследования качества питьевой в селе Петерфельд.doc
Кызылжарский район
КГУ «Петерфельдская средняя школа»
|
Рассмотрен и одобрен на заседании методического
совета протокол № _____ от «__» __________200_г. |
«Утверждаю» Директор КГУ «Петерфельдская СШ» __________С.К. Куандыков «____»_________200 __г. |
Учебный проект
«Физические исследования качества питьевой в селе Петерфельд»
Возраст обучающихся: 13-16 лет.
Количество часов в неделю: 4,5
Составила:
педагог дополнительного
образования Быкова Мария Александровна
с. Петерфельд, 2014
2. Пояснительная записка.
Дополнительная образовательная
программа «Физические исследования качества питьевой воды в селе Петерфельд»
имеет экологическую направленность.
Вода - второе (после воздуха) по
значимости вещество, без которого существование человека невозможно. Не секрет, что организм
человека на две трети состоит из воды, а
часть из неё ежедневно расходуется. Как же пополнить её запасы в
организме? И сколько воды человеку требуется ежедневно и, главное, какая вода нам необходима. Именно от питьевой
воды зависит здоровье человека. Если снизить суточное потребление воды на 3- 5
%, это приведёт к ухудшению самочувствия, быстрой утомляемости и
преждевременному старения тканей и кожи. При дефиците воды в 10% повышается
риск многих заболеваний. Хронический же недостаток воды способен привести к
развитию уже серьёзных недугов.
В среднем за свою жизнь человек выпивает 35- 40 т. воды, вместе с которой в организм попадают около 50кг различных микроэлементов. Французский микробиолог Луи Пастер больше века назад сказа, что «человек выпивает 90% своих болезней». В наше время ситуация не очень изменилась. По данным Всемирной организации здравоохранения, 85% всех заболеваний в той или иной степени связаны с питьевой водой. Поэтому важно не просто ежедневно пить воду, а пить воду хорошего качества. Это относится и к воде, используемой для приготовления пищи и напитков. Одним из доступных способов обеспечить себя качественной питьевой водой - установить дома фильтр. Конечно, вода, поступающая к нам в квартиры, проходит очистку, но, к сожалению, чистой от этого не становится: часто концентрация некоторых вредных веществ в ней значительно превышает нормы и перед потреблением встаёт проблема «какие необходимо принять меры для очищения водопроводной воды в своём доме, чтобы сохранить здоровье своих близких». Эта тема весьма актуальна в настоящее время, т.к. ежегодно наблюдается численный рост различных заболеваний человека, связанных с воздействием токсичных веществ, находящихся в питьевой воде, на метаболические процессы, происходящие в организме.
Вода доставляет в клетки организма питательные вещества (витамины, минеральные соли) и уносит отходы жизнедеятельности. Кроме того, вода участвует в процессе терморегуляции и дыхания. Для нормальной работы всех систем человеку необходимо как минимум 1,5 литра воды в день. Парадоксальный факт: вода необходима для жизни, но она же является и одной из главных причин заболеваемости в мире. Опасность употребления некачественной воды может быть микробиологической: вода в природе содержит множество микроорганизмов, некоторые из которых вызывают у человека тяжелые заболевания, такие, например, как холера, тиф, гепатит или гастроэнтерит. Загрязнение воды может быть и химическим. При этом последствия употребления грязной воды могут наступить как немедленно, так и через несколько лет. Кроме того, вода должна быть не только чистой, но и вкусной. Напрашивается вывод, что без воды наше существование невозможно. А без хорошей воды невозможно хорошее существование.
Но какую воду мы с вами пьём? Я выбрала эту тему потому, что мне стало интересно какую воду лучше использовать для питья без вреда для своего здоровья.
Цель: Изучение физических свойств воды, анализ качества питьевой воды.
Общепедагогическая цель: нравственное воспитание личности, формирование мировоззрения, сплочение коллектива в процессе выполнения учебного проекта.
Задачи:
1. Овладеть простейшими методами анализа воды.
2. Получить теоретические знания по теме: «Вода и её свойства»,
2. Освоить навыки ведения экспериментальных наблюдений и оформление результатов.
3. Научиться анализировать полученные данные и делать выводы.
· Программа рассчитана на учеников 7-11 классов, хорошо владеющих основами физики, математики, химии и биологии.
· Новизна данного учебного проекта – учениками впервые будут проведены исследование и анализ качества питьевой воды в данной местности.
· Тематика данного проекта актуальна, поскольку качество питьевой воды является основной экологической проблемой наших дней.
· Отличительные особенности данной образовательной программы: для достижения целей занятия могут проводиться вне школы на территории села Петерфельд под ответственностью педагога дополнительного образования Быковой Марии Александровны.
· Сроки реализации данной программы – III и IV четверти 2014 года.
· Режим занятий: 4,5 часа в неделю, согласно расписанию.
3. Учебно-тематический план
№ |
Название раздела |
Количество часов |
Всего |
Теория |
Практика |
|
1 |
Физические исследования качества питьевой воды |
|
16 |
7 |
9 |
|
1.1 |
Строение воды и ее физические свойства |
|
|
1 |
|
|
1.2 |
ГОСТ по качеству воды в РК |
|
|
1 |
|
|
1.3 |
Методика анализа воды |
|
|
1 |
|
|
1.4 |
Воздействие качества воды на здоровье человека |
|
|
1 |
|
|
1.5 |
Опыт №1 Определение цвета воды |
|
|
|
1 |
|
1.6 |
Опыт № 2 Определение запаха воды |
|
|
|
1 |
|
1.7 |
Опыт № 3 Определение РН-фактора воды |
|
|
|
1 |
|
1.8 |
Опыт № 4 Определение кислорода в воде |
|
|
|
1 |
|
1.9 |
Опыт № 5 Наличие в воде органических примесей |
|
|
|
1 |
|
1.10 |
Опыт № 6 Проверка воды на наличие масел |
|
|
|
1 |
|
1.11 |
Опыт № 7 Определение жёсткости воды |
|
|
|
1 |
|
1.12 |
Опыт № 8 Определение степени прозрачности воды |
|
|
|
1 |
|
1.13 |
Опыт № 9 Определение в воде наличие соли |
|
|
1 |
|
|
1.14 |
Фильтры для воды. Изготовление самодельного фильтра для воды. |
|
|
1 |
|
|
1.15 |
Проверка качества воды, очищенной через самодельный фильтр. |
|
|
|
1 |
|
1.16 |
Выводы и анализ результатов |
|
|
1 |
|
|
Итого |
|
16 |
7 |
9 |
|
3. Содержание изучаемого курса
Раздел № 1. Физические исследования качества питьевой воды
Тема 1.1 Строение воды и ее физические свойства
Цели: 1. Образовательная:
· активизировать познавательную деятельность учащихся на уроке;
· обобщить знания учащихся об агрегатных состояниях вещества на примере воды, рассмотрев её физические свойства, строение её молекул;
· закрепить умение учащихся объяснять физические процессы на основе МКТ и химического строения, навыки составления моделей молекул;
· показать значение воды в природе и в жизни человека.
2. Развивающая:
· развивать умение применять свои знания для объяснения конкретных явлений в необычной ситуации;
· развивать умение выделять главное и составлять конспект;
· продолжать формирование логического мышления;
· развивать интерес к предметам естественно - научного цикла;
· развивать устную речь;
· продолжать формирование убежденности учащихся в возможности познания законов природы путем раскрытия понимания ими явлений, фактов окружающего мира.
3. Воспитательная:
· формирование культуры общения;
· развитие самостоятельности.
Оборудование: сосуд со льдом; термометр; плакаты “Модели атомов для составления молекул”; глобус; таблица “Агрегатные состояния тел”; таблица “Плавление. Испарение. Кипение”; репродукции картин “Времена года”; презентация “Состав воды и ее физические свойства”, первая и третья части документального фильма “Вода”.
Методы обучения:
1. словесный (беседа);
2. наглядный (демонстрация фрагментов фильма “Вода”, презентации, таблиц, репродукций картин, глобуса);
3. -практический (составление модели молекулы воды; измерение термометром температуры льда в сосуде).
I. Организационный момент (1 мин.)
II. Актуализация знаний (2 мин.)
Учитель: Мы живем в мире, в котором много химических веществ. Встречаются природные и созданные человеком. Назовите самое распространенное вещество, без которого невозможна жизнь на Земле. С ним мы встречаемся каждый день. Догадались? Слайд 1.
Учащиеся: Вода.
Учитель: “Вода!.. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть сама жизнь…”- писал Антуан де Сент-Экзюпери. Изучив на уроках физики тему “Тепловые явления”, а на уроках химии строение воды, какую бы вы могли предложить формулировку сегодняшнего обобщающего урока?
Учащиеся: Строение воды и ее физические свойства. Слайд 2.
Учитель физики: Мы совершим экскурсию-расследование, на которой вспомним строение и известные нам физические свойства воды. Несмотря на то, что об этом веществе накоплена большая научная информация, природа его до конца не известна, а нам предстоит соединить те знания, которые мы получили на уроках разных предметов. Ребята, во время урока вам необходимо самостоятельновыделить главное и кратко записывать в тетради. Слайд 3.
III. Основной этап урока: повторение с пошаговым закреплением (30 мин.)
Демонстрируется фрагмент фильма “Вода. Часть 1”. (1 мин)
Учитель: На каких уроках вы с учителями вели речь о воде?
Учащиеся: природоведение, биология, география, литература, физика, химия, история, русский язык, английский язык.
Учитель: Посмотрите, сколько понятий, связанных с водой, мы с вами уже знаем. Слайд 4. Большинство из них мы сегодня обсудим и проверим ваше умение объяснять физические процессы на основе МКТ и в свете химического строения. Вначале вспомним о распространении воды на нашей планете. Слайд 5.
Сообщение учащихся. Приложение 3 (1).
Учитель: Какую роль она играет для живых организмов? Слайд 6,7
Сообщение учащихся. Приложение №3 (2-3).
Учитель: Давайте обобщим: почему вода столь необходима для жизни? Слайд №8. Теперь, когда мы вспомнили значение воды для живых организмов, давайте вспомним, каков состав воды? Что вы знаете о строении воды? Слайд 9.
Учащиеся: Н2О.
Учитель: К какому классу соединений относится вода и почему? А каково его название по систематической номенклатуре?
Учащиеся: Это оксид, т.к. в этом соединении два элемента и один из них кислород с зарядом “2-”, называется оно оксид водорода.
Учитель: А теперь с учетом зарядов давайте построим молекулу воды.
Выполнение элемента практической работы. Задание: нарисовать молекулу воды и выяснить её строение.
Учитель: Какой заряд сосредоточен на полюсе кислорода?
Учащиеся: “-”.
Учитель: Такая молекула, где есть два полюса, называется диполем. С чем ассоциируется у вас слово “полярная”? Слайд 10.
Учащиеся: Полярная ковалентная связь между кислородом и водородом.
Учитель: Какая связь называется ковалентной?
Учащиеся: Это связь за счет общих электронных пар, между атомами неметаллов.
Учитель: Какие виды ковалентных связей вы знаете?
Учащиеся: Полярная и неполярная.
Учитель: Почему вы решили, что в воде она полярная?
Учащиеся: Т.к. это сложное соединение, состоящее из разных элементов.
Учитель: Но эта связь между элементами внутри молекулы, а как образуются связи между молекулами?
Учащиеся: Между молекулами воды образуются водородные связи. Возникают силы притяжения: “-” полюс одной молекулы притягивается к “+” полюсу другой молекулы.
Учитель: Данная связь оказывает большое влияние на физические свойства воды, которые вы сейчас вспомните, работая в группе в течение 2 мин, и запишите себе в тетрадь.
Учитель физики: А теперь проверим и обсудим свойства воды, которые вы записали. Слайд №11. Давайте более детально рассмотрим процессы перехода из одного агрегатного состояния в другое на основе МКТ и наших знаний о химических связей между молекулами? Слайд 12. Послушайте стихотворение и определите: А) о каких агрегатных состояниях воды идет речь; Б) какие процессы лежат в основе перехода воды из одного агрегатного состояния в другое?
Я
вездесуща и легка,-
Я лед, я пот, я облака.
Я иней, чай, бульон, туман,
Река, ручей и океан.
Когда я злюсь, то закипаю,
Когда мороз – я застываю.
Учащиеся: при нагревании процесс перехода из жидкого состояния в газообразное при t=100оС (при н.у.) называется кипением, а обратный ему – конденсацией. При охлаждении процесс перехода из жидкого в твердое состояние называется кристаллизацией при t=0о (при н.у.)
Учитель физики: Как объяснить данные процессы перехода (например, процесс кипения), зная особенности химических связей молекулы воды? Слайд 13.
Учащиеся: Подводимая теплота при процессе кипения идет на увеличение внутренней энергии (на увеличение потенциальной энергии молекул воды), при этом молекулы изменяют свое положение, что приводит к разрыву водородных связей между ними.
Учитель физики: Какие еще уникальные свойства воды вы вспомнили? Слайд 14.
Учащиеся: tкип.=100оС рн.атм. Сообщение учащихся. Приложение №3 (4).
Учитель физики: Почему мы не можем сварить суп или мясо высоко в горах?
Учащиеся: Многие продукты питания можно сварить только при 1000 С, а в горах tкип.=50о - 70оС.
Учитель физики: Почему термометр в стакане, где находится вода и лед, показывает 0оС?
Учащиеся: Уникальное свойство воды - её tпл.=0оС. Слайд 15. Сообщение учащихся. Приложение №3 (5).
Учитель физики: Почему вода, налитая на замороженные продукты питания, замерзает?
Учащиеся: Температура продуктов питания ниже 00 С и вода отдает им тепло, охлаждается и замерзает.
Учитель физики: Рассмотрим другое уникальное свойство воды - аномальное изменение плотности, её вязкости при нагревании, начиная от 0° С. Слайд 16,17. Какое значение имеет это аномальное изменение плотности для живых организмов? Сообщение учащихся. Приложение №3 (6). Почему мы ощущаем резкий перепад температур во время ныряния под воду?
Учащиеся: Потому что слои с меньшей плотностью более теплые, располагаются ближе к поверхности.
Учитель: Большое поверхностное натяжение - следующее уникальное свойство воды. Сообщение учащихся. Приложение №3 (7). Слайд 18. Дома вы можете сами проверить данное свойство, аккуратно положив швейную иглу на поверхность воды.
Учитель: Малая сжимаемость тоже является уникальным свойством воды. Сообщение учащихся. Приложение №3 (8). Слайд 19.
Учитель: Наибольшая удельная теплоемкость 4200 Дж/кг, высокая теплопроводность. Сообщение учащихся. Сообщение учащихся. Приложение №3 (9). Слайд 20. Как человек использует высокую теплопроводность воды? Почему для растений опасно их покрытие ледовой коркой по сравнению со снегом? Когда огородники получают информацию о ночных заморозках, то вечером поливают огородные культуры. Почему?
Учащиеся: В быту – в отопительных системах, в системе охлаждения двигателя автомобиля. Теплопроводность льда в 20 раз больше, чем у снега, поэтому растения вымерзают. Т.к. удельная теплоемкость воды велика, то при охлаждении вода будет отдавать тепло земле.
Учитель: Наибольшая теплота парообразования 2,3*106 Дж/кг. Сообщение учащихся. Приложение №3 (10). Слайд 21. Что опаснее: ожог паром или 1000 С водой?
Учащиеся: Паром, т.к. при одинаковой температуре удельная теплота парообразования больше удельной теплоёмкости воды примерно в 1000 раз.
Учитель: Без воды можно прожить не более 3 дней. А какое вещество еще необходимо для существования живых организмов? В результате какого процесса на нашей планете он образуется? Что это за процесс, где он происходит и каково его значение? Слайд 22.
Учащиеся: Кислород. Процесс – фотосинтез, происходит в хлоропластах, в зеленых частях растений. Это процесс образования органических веществ и кислорода из воды и углекислого газа под действием солнечного света. Кислород необходим для дыхания большинства живых существ, и в этом заключается ее значимость для живых организмов, в том числе и для человека.
Учитель: Запишите уравнение реакции, подпишите названия всех веществ. Сколько веществ принимают участие в данной реакции? Назовите их.
Учащиеся: Два вещества – вода и углекислый газ.
Учитель: Сколько продуктов реакции? Назовите их.
Учащиеся: Тоже два – кислород и глюкоза.
Учитель: Что означают цифры перед формулами, слово “свет” над стрелкой и стрелка после формулы кислорода?
Учащиеся: Цифры перед формулами – коэффициенты, показывают число молекул, с их помощью мы выравниваем число атомов каждого элемента до и после реакции. Над стрелкой записано необходимое условие, а кислород – газ, поэтому стрелкой мы показываем его агрегатное состояние.
Учитель: Вода как растворитель. Сообщение учащихся. Приложение №3 (11). Слайд 23-24. Какие твердые вещества мы часто растворяем в воде в домашних условиях? А жидкие и газообразные?
Учащиеся: Твердые: марганцовка, соль, сахар, лимонная кислота, фурацилин, стиральный порошок. Жидкие: уксус, спирт. Газы: углекислый газ.
Учитель: Какое оптимальное процентное содержание спирта в водке и кто это установил? А в какой форме вам знаком раствор углекислого газа в воде?
Учащиеся: Менделеев Д.И. определил, что водка должна быть 40%. А раствор углекислого газа в воде – газировка, но она вредная для здоровья, так как имеет кислотную среду и усиливает кислотность желудочного сока.
Учитель: В заключении хочется сообщить вам научный факт, природа которого до конца не известна. Вода обладает уникальным свойством – информационной памятью. Она помнит все! Каждый организм имеет свою собственную частоту излучения. Каждый вирус, бактерия тоже имеют свою частоту. Все виды этих излучений “записываются” на молекулах воды. Само же это излучение обладает таким свойством, что при встрече двух излучений – излучения болезни и излучения воды с записью этой болезни – от одного и того же источника, они взаимно поглощаются. Отравленная вода “помнит” обо всех ядовитых процессах, тяжелых металлах, ядрах с которыми имела контакт. При попадании в организм такая вода вызовет разные виды болезненных реакций. Стереть предыдущую информацию очень трудно.
Демонстрируется фрагмент фильма “Вода. Часть 3”. (1 мин)
Учитель физики: Итак, воде не важно, на каком языке с ней общаются и на каком расстоянии, она понимает любую речь. Мы знаем, как ранят любого человека грубые, обидные слова. Не забывайте об этом.
IV. Выводы
Учитель физики: Время нашего урока подходит к концу. Давайте вместе сформулируем основные выводы нашего урока. Слайд 25
V. Выходной контроль Индивидуальная письменная поуровневая работа.
Учитель физики: Сейчас вам необходимо внимательно прочитать все задания карточки самостоятельной работы и ответить письменно на одно задание того уровня, с которым вы справитесь. (Текст работы раздается каждому учащемуся. Во время работы для релаксации звучит музыкальное сопровождение “Звуки прибоя”). Приложение 2
Учитель физики: Спасибо за работу. До свидания.
Тема 1.2 Гост по качеству воды в РК Обзор основных экологических проблем Казахстана.
Цель: Познакомить учащихся с основными критериями качества питьевой воды. Изучить основные экологические проблемы Казахстана.
В последние годы мы часто наблюдаем засушливые явления, опустынивание, снижения уровня воды в водоёмах. Эти проблемы особенно явно проявились в ХХ в. В Карабугазколе, Каспийском и Аральском морях.
Чтобы поднять уровень Каспийского моря, был отгорожен земляной плотиной залив Карабугазколь. Но при этом не учли, какой вред может нанести окружающей среде и близлежащим хозяйствам высыхающий залив. Позднее, через 25 – 30 лет стало ясно, что снижение уровня Каспийского моря не как не связано с заливом, а зависит от законов эволюционного развития земной коры.
Согласно вековым геологическим ритмам каждые 50 – 100 лет уровень морей или снижается, или повышается. А со дна высохшего залива ежегодно в атмосферу попадает 120 – 140 млн. т пыли, содержащие в основном сульфаты натрия.
Не лучшее экологическое состояние и других озёр и рек Казахстана. Изменение состава почв вследствие загрязнения их тяжёлыми металлами и вредными химическими веществами, которые попадают вместе с промышленными отходами и бытовыми сточными водами в реки Иртыш, Урал, Сырдарья, Или, Тобол, Коксу. А Каспийское море настолько загрязнено нефтепродуктами, что нередки факты массовой гибели прибрежных птиц и животных.
Загрязнения водных ресурсов земли сегодня тревожит всё человечество. Реальна эта проблема и для Казахстана. Загрязнения водной системы происходит различными путями. Современные загрязнители водной среды классифицируются следующим образом:
• Биологическое загрязнение: растения, животные, микроорганизмы и бактерии;
• Химическое загрязнение: ядовитые вещества и вещества, разрушающие природную среду водной среды;
• Физическое загрязнение: тепловое воздействие, электромагнитные волны, радиоактивные вещества.
Всемирной организации здравоохранения качество питьевой воды определяется по 100 параметрам. В Казахстане соответственно требованиям Государственного стандарта (ГОСТ 2874-82) качество питьевой воды определяется по 30 нормативным показателем. Главная причина загрязнения водной среды – сбрасывание в водоемы неочищенных сточных вод. К загрязнителям вод относятся:
• Жилищно-коммунальные хозяйства;
• Промышленные предприятия;
• Применение в сельском хозяйстве избыточного количества минеральных удобрений;
• Другие виды народного хозяйства;
ГОСТ 2874-82 Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством
1.1. Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.
1.2. Качество воды определяют ее составом и свойствами при поступлении в водопроводную сеть; в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети.
1.3. Микробиологические показатели воды
1.3.1. Безопасность воды в эпидемическом отношении определяют общим числом микроорганизмов и числом бактерий группы кишечных палочек.
1.3.2. По микробиологическим показателям питьевая вода должна соответствовать требованиям, указанным в табл. 1.
Таблица 1
|
Норматив |
Метод испытания |
|
|
Число микроорганизмов в 1 см3 воды, не более |
100 |
|
|
Число бактерий группы кишечных палочек в 1 дм3 воды (коли-индекс), не более |
3 |
1.4. Токсикологические показатели воды
1.4.1. Токсикологические показатели качества воды характеризуют безвредность ее химического состава и включают нормативы для веществ:
встречающихся в природных водах;
добавляемых к воде в процессе обработки в виде реагентов;
появляющихся в результате промышленного, сельскохозяйственного, бытового и иного загрязнения источников водоснабжения.
1.4.2. Концентрация химических веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов, указанных в табл. 2.
Таблица 2
|
Норматив |
Метод испытания |
|
|
Алюминий остаточный (Аl), мг/дм3, не более |
0,5 |
|
|
Бериллий (Be), мг/дм3, не более |
0,0002 |
|
|
Молибден (Мо), мг/дм3, не более |
0,25 |
|
|
Мышьяк (As), мг/дм3, не более |
0,05 |
По ГОСТ 4152-89 |
|
Нитраты (NO3), мг/дм3, не более |
45,0 |
|
|
Полиакриламид остаточный, мг/дм3, не более |
2,0 |
|
|
Свинец (Рb), мг/дм3, не более |
0,03 |
|
|
Селен (Se), мг/дм3, не более |
0,01 |
|
|
Стронций (Sr), мг/дм3, не более |
7,0 |
|
|
Фтор (F), мг/дм3, не более для климатических районов: |
|
По ГОСТ 4386-88 |
|
I и II |
1,5 |
|
|
III |
1,2 |
|
|
IV |
0,7 |
|
(Измененная редакция, Изм. № 2).
1.5. Органолептические показатели воды
1.5.1. Показатели, обеспечивающие благоприятные органолептические свойства воды, включают нормативы для веществ:
встречающихся в природных водах;
добавляемых к воде в процессе обработки в виде реагентов;
появляющихся в результате промышленного, сельскохозяйственного и бытового загрязнений источников водоснабжения.
1.5.2. Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов, указанных в табл. 3.
Таблица 3
|
Норматив |
Метод испытания |
|
|
Водородный показатель, рН |
6,0-9,0 |
Измеряется при рН-метре любой модели со стеклянным электродом с погрешностью измерений, не превышающей 0,1 рН |
|
Железо (Fe), мг/дм3, не более |
0,3 |
По ГОСТ 4011-72 |
|
Жесткость общая, моль/м3, не более |
7,0 |
По ГОСТ 4151-72 |
|
Марганец (Мn), мг/дм3, не более |
0,1 |
По ГОСТ 4974-72 |
|
Медь (Сu2+), мг/дм3, не более |
1,0 |
По ГОСТ 4388-72 |
|
Полифосфаты остаточные (РO3-4), мг/дм3, не более |
3,5 |
|
|
Сульфаты (SO4--), мг/дм3, не более |
500 |
По ГОСТ 4389-72 |
|
Сухой остаток, мг/дм3, не более |
1000 |
|
|
Хлориды (Сl-), мг/дм3, не более |
350 |
По ГОСТ 4245-72 |
|
Цинк (Zn2+), мг/дм3, не более |
5,0 |
Примечания:
1. Для водопроводов, подающих воду без специальной обработки по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы, допускается: сухой остаток до 1500 мг/дм3, общая жесткость до 10 моль/м3, железо до 1 мг/дм3; марганец до 0,5 мг/дм3.
2. Сумма концентраций хлоридов и сульфатов, выраженных в долях предельно допустимых концентраций каждого из этих веществ в отдельности, не должна быть более 1.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1.5.3. Органолептические свойства воды должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 4.
Таблица 4
|
Норматив |
Метод испытания |
|
|
Запах при 20 °С и при нагревании до 60°, баллы, не более |
2 |
По ГОСТ 3351-74 |
|
Вкус и привкус при 20 °С, баллы, не более |
2 |
По ГОСТ 3351-74 |
|
Цветность, градусы, не более |
20 |
По ГОСТ 3351-74 |
|
Мутность по стандартной шкале, мг/дм3, не более |
1,5 |
По ГОСТ 3351-74 |
Примечание. По согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы допускается увеличение цветности воды до 35°; мутности (в паводковый период) до 2 мг/дм3.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1.5.4. Вода не должна содержать различимые невооруженным глазом водные организмы и не должна иметь на поверхности пленку.
1.6. Концентрации химических веществ, не указанных в табл. 2 и 3, но присутствующих в воде в результате промышленного, сельскохозяйственного и бытового загрязнений, не должны превышать ПДК, утвержденных Министерством здравоохранения СССР для воды водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования по органолептическому и санитарно-токсикологическому признаку, а также норм радиационной безопасности НРБ-76/87. При обнаружении в воде таких химических веществ с одинаковым лимитирующим признаком вредности, сумма отношений обнаруженных концентраций в воде и их ПДК не должна быть более 1.
Расчет ведется по формуле
где С1, С2, Сn - обнаруженные концентрации, мг/дм3.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
2.1. Учреждения и организации, в ведении которых находятся централизованные системы хозяйственно-питьевого водоснабжения и водопроводы, используемые одновременно для хозяйственно-питьевых и технических целей, постоянно контролируют качество воды на водопроводе в местах водозабора, перед поступлением в сеть, а также в распределительной сети в соответствии с требованиями настоящего раздела.
2.2. Методы отбора проб - по ГОСТ 24481-80 и ГОСТ 18963-73.
На водопроводах с подземным источником водоснабжения анализ воды в течение первого года эксплуатации проводят не реже четырех раз (по сезонам года), в дальнейшем - не реже одного раза в год в наиболее неблагоприятный период по результатам наблюдений первого года.
На водопроводах с поверхностным источником водоснабжения анализ воды проводят не реже одного раза в месяц.
2.4. Лабораторно-производственный контроль качества воды перед поступлением в сеть проводят по микробиологическим, химическим и органолептическим показателям.
2.4.1. Микробиологический анализ проводят по показателям, установленным в табл. 1.
На водопроводах с подземным источником водоснабжения должен проводиться анализ при отсутствии обеззараживания:
не менее одною раза в месяц - при численности населения до 20000 чел.;
не менее двух раз в месяц - » » » до 50 000 чел;
не менее одного раза в неделю - » » » более 50000 чел;
при обеззараживании:
один раз в неделю - при численности населения до 20000 чел.;
три раза в неделю - » » » до 50000 чел.;
ежедневно - » » » более 50000 чел.
На водопроводах с поверхностным источником водоснабжения должен проводиться анализ:
не реже одною раза в неделю и ежедневно в весенне-осенний периоды - при численности населения до 10000 чел.;
не реже одного раза в сутки - более 10000 чел.
2.4.2. При контроле обеззараживания воды хлором и озоном па водопроводах с подземными и поверхностными источниками водоснабжения концентрацию остаточного хлора и остаточного озона определяют не реже одного раза в час по ГОСТ 18190-72 и ГОСТ 18301-72.
2.4.3. Содержание остаточного хлора в воде после резервуаров чистой воды должно быть в пределах, указанных в табл. 5.
Таблица 5
|
Концентрация остаточного хлора, мг/дм3 |
Необходимое время контакта хлора с водой, мин, не менее |
|
|
1. Свободный |
0,3-0,5 |
30 |
|
2. Связанный |
0,8-1,2 |
60 |
Примечание. При совместном присутствии свободного и cвязанногo хлора, при концентрации свободного хлора более 0,3 мг/дм3, контроль осуществляется по подпункту 1, при концентрации свободного хлора менее 0,3 мг/дм3 - по подпункту 2.
2.4.4. В отдельных случаях по указанию органов санитарно-эпидемиологической службы или по согласованию с ними допускается повышенная концентрация остаточного хлора в воде.
2.4.5. При озонировании воды с целью обеззараживания концентрация остаточного озона после камеры смещения должна быть 0,1-0,3 мг/дм3 при обеспечении времени контакта не менее 12 мин.
2.4.6. При необходимости борьбы с биологическими обрастаниями в водопроводной сети места введения и дозы хлора согласовываются с органами санитарно-эпидемиологической службы.
2.5. Химический анализ воды проводят по показателям, установленным в табл. 2 и 3 (за исключением остаточных количеств реагентов), а также по п. 1.6. Перечень показателей и частоту отбора проб согласовывают с органами санитарно-эпидемиологической службы с учетом местных природных и санитарных условий.
2.5.1. Лабораторно-производственный контроль за остаточными количествами реагентов и удаляемых веществ при обработке воды на водопроводах специальными методами проводится в зависимости от характера обработки в соответствии с графиком, согласованным с санитарно-эпидемиологической службой, но не реже одного раза к смену.
2.6. Органолептические показатели, указанные в табл. 4, определяют при анализе всех проб (за исключением проб на остаточный хлор и озон), отбираемых на водопроводах из подземных и поверхностных источников.
При обнаружении микробного загрязнения свыше допустимых нормативов для выявления причин загрязнения должен проводиться повторный отбор проб с дополнительными исследованиями на наличие бактерий-показателей свежего фекального загрязнения по ГОСТ 18963-73, минеральных азотсодержащих веществ по ГОСТ 4192-82 и ГОСТ 18826-73; хлоридов по ГОСТ 4245-72.
2.7.1. Отбор проб в распределительной сети проводят из уличных водоразборных устройств, характеризующих качество воды в основных магистральных водопроводных линиях, из наиболее возвышенных и тупиковых участков уличной распределительной сети. Отбор проб проводят также из кранов внутренних водопроводных сетей всех домов, имеющих подкачку и местные водонапорные баки.
2.7.2. Общее количество проб для анализа в указанных местах распределительной сети должно согласовываться с органами санитарно-эпидемиологической службы и соответствовать требованиям табл. 6.
Таблица 6
|
Минимальное количество проб, отбираемых по всей разводящей сети в месяц |
|
|
До 10000 |
2 |
|
До 20000 |
10 |
|
До 50 000 |
30 |
|
До 100000 |
100 |
|
Более 100000 |
200 |
В число проб не входят обязательные контрольные пробы после ремонта и переустройства водопровода и распределительной сети.
2.8. Государственный санитарный надзор за качеством воды централизованных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения осуществляется по программе и в сроки, установленные местными органами санитарно-эпидемиологической службы.
Тема 1.3 Методика анализа воды
Мы разделимся на 4 группы и возьмём 4 образца воды:
1. Вода очищенная, купленная в магазине
2. Вода водопроводная, взятая со школьного крана
3. Вода, взятая из колодца 1
4. Вода, взятая из колодца 2
Далее каждая группа будет проверять на качество свой образец воды, используя следующие методы:
Наблюдение даёт возможность описать физические объекты и явления. Будут проведены наблюдения за постановкой опытов для определения свойств воды.
Сравнение позволяет установить сходство и различие предметов и явлений действительности. Проводится сравнение разных образцов воды.
Опыт - воспроизведение какого-нибудь явления экспериментальным путём, создание нового в определённых условиях с целью исследования, испытания. По плану проводятся опыты, с помощью которых выявляется изменение свойств воды в зависимости от образца.
Анализ - исследование путём рассмотрения отдельных сторон, свойств, составных частей свойств воды. Будет проведён сравнительный анализ опытных образцов воды.
Индукция - способ рассуждения от частных фактов, положений к общим выводам. Данные, полученные в ходе опытов и наблюдений, анализируются и обобщаются.
Обобщение - общий вывод, выражение основных результатов в общем положении. Мы обобщим полученные данные о свойствах воды и сделаем соответствующие выводы.
Мы построим диаграмму качества воды разных источников.
Тема 1.4 Воздействие качества воды на здоровье человека
Качество воды определяется с помощью показателей, которые подразделяются на: физические, химические и санитарно-бактериологические.
К физическим показателям воды относятся: температура, запах, привкус, цветность, мутность, прозрачность, электропроводность.
К химическим показателям относятся: водородный показатель (рН), окислительно-восстановительный потенциал, общая минерализация (сухой остаток), жесткость, кислотность, щелочность, окисляемость, микроэлементы, ионный состав, радиоактивные вещества.
К санитарно-бактериологическим показателям относятся: микробиологические и паразитологические.
Требования и нормативы к питьевой воде.
|
Показатели. |
Требования и нормативы. |
|
Плавающие примеси (вещества). |
На поверхности водоема не должны обнаруживаться плавающие пленки, пятна минералов, масел и скопления других примесей. |
|
Запахи, привкус |
Вода не должна приобретать запахи и привкусы более 2 баллов, обнаруживающиеся непосредственно, или при последующем хлорировании. |
|
Окраска. |
Не должна обнаруживаться в столбце высотой 20 см. |
|
Реакция (рН). |
Не должна выходить за предел рН 6,5-8,5. |
|
Минеральный состав |
Не должен превышать по сухому остатку 100 мг/л в т.ч. с 1-350 мг/л и 804 - 500 мг/л. |
|
Биохимическая потребность в кислороде. |
Полная потребность воды при 20°С не более 3 мг/л. |
|
Бактериальный состав. |
Вода не должна содержать возбудителей кишечных заболеваний. Число бактерий группы кишечных палочек не более 10 000 в/л. |
|
Токсические химические вещества. |
Не должны содержаться в воде в концентрациях, превышающих нормативы. |
В таблице показано, как отдельные загрязняющие вещества в воде влияют на здоровье.
|
Вещества |
Источники |
Воздействие на организм |
|
Алюминий |
Водоочистные сооружения, цветная металлургия |
Нейротоксическое действие, болезнь Альцгеймера |
|
Барий |
Производство пигментов, эпоксидных смол |
Воздействие на сердечно-сосудистую систему |
|
Бор |
Цветная металлургия, природный фон |
Снижение репродуктивной функции у мужчин, нарушение: менструального цикла у женщин, углеводного обмена, активности ферментов |
|
Кадмий |
Коррозия труб с гальваническим покрытием, текстильная промышленность |
Увеличение кардиоваскулярной заболеваемости, онкозаболевания, нарушения менструального цикла, мертворождаемость, нарушения костной ткани |
|
Никель |
Гальваника, химическая промышленность |
Поражение сердца, печени, онкозаболевания, кератиты |
|
Нитраты |
Животноводство, удобрения, сточные воды |
Метгемоглобинемия, рак желудка |
|
Ртуть |
Протравка зерна, гальваника, пайки, водопроводы |
Нарушение функции почек, нервной системы |
|
Свинец |
Тяжелая промышленность, пайки, водопроводы |
Поражение почек, нервной системы, органов кроветворения, увеличение кардиоваскулярной заболеваемости, авитаминозы. С и В |
|
Стронций |
Естественный фон |
Стронциевый рахит |
|
Соли кальция и магния |
Природный фон |
Мочекаменная и слюнокаменная болезнь, склероз, гипертония |
|
Бром |
Естественный фон |
Нарушение функции почек, печени, снижение калия |
Также на здоровье влияет вода, с которой мы соприкасается в своей деятельности или быту. В природных водоемах, в которых человек купается, могут содержаться организмы, вызывающие опасные заболевания.
Вода - источник жизни, она должна быть максимально чистой и полезной для улучшения качества жизни людей.
Тема 1.5 Опыт №1 Определение цвета воды
Определить цвет воды. Чистая вода бесцветная, а если вода имеет оттенок, то это значит, что вода непригодна для питья. Присутствие в воде растворенного железа и марганца - такая вода первоначально прозрачна, но при отстаивании или нагреве приобретает желтовато - бурую окраску, что является причиной ржавчины подтеков на сантехнике. При повышенном содержании железа вода также приобретает характерный «железистый» привкус.
Образцам воды дать настояться и нагреть до 40 градусов Цельсия.
Берём пробирку и наливаем в неё по очереди каждый из образцов и с обратной стороны приложить к ним лист бумаги (Приложение 1).
|
Водопроводная |
Очищенная |
Колодец 1 |
Колодец 2 |
|
Без цвета |
Без цвета |
Без цвета |
Светло-коричневый |
Вывод: В колодце 2 вода имеет светло-коричневый оттенок. Это является признаком наличия в воде повышенного содержания железа, ржавчины.
Тема 1.6 Опыт №2 Определение запаха воды
Необходимо определить запах воды. Для этого нужно будет нагреть воду до 50-60С, для этого нам понадобится термометр. Когда вода будет нагрета, при помощи вращательных движений определим запах (Приложение 2).
|
Водопроводная |
Очищенная |
Колодец 1 |
Колодец 2 |
|
Без запаха |
«Химический» запах |
Несвежий запах |
Без запаха |
Вывод: Вода из колодца 1имеет не приятный запах.
Тема 1.7 Опыт №3 Определение РН-фактора воды
Определить PH-фактор воды. Я налил в банки образцы воды и опускал лакмусовые бумажки. Потом оценил их цвет (Приложение 3).
Индикатор
лакмус - красный
Кислоту укажет ясно.
Индикатор лакмус - синий,
Щёлочь здесь - не будь разиней,
Когда ж нейтральная среда,
Он фиолетовый всегда.
|
Водопроводная |
Очищенная |
Колодец 1 |
Колодец 2 |
|
Кислая среда 6,5 баллов |
Кислая среда 6,5 баллов |
Щелочная среда 8 баллов |
Щелочная среда 8 баллов |
Вывод: Образцы прошли испытания.
Тема 1.8 Опыт №4 Определение кислорода в воде
Определение кислорода в воде. Я взял 4 баночки и налил в каждую воду и оставил на сутки. На стенках ёмкости появились пузырьки, что означает наличие кислорода в воде, чем больше кислорода в воде, тем больше пузырьков (Приложение 4).
|
Водопроводная |
Очищенная |
Колодец 1 |
Колодец 2 |
|
80% |
100% |
60% |
20% |
Вывод: 4-ый образец воды содержит мало кислорода.
Тема 1.9 Опыт № 5 Определение в воде органических примесей
Определение в воде органических веществ. В каждый образец нужно добавить раствор перманганата калия (марганцовки), и если окраска останется прежней, значит, что органических веществ воде не содержится (Приложение 5).
|
Водопроводная |
Очищенная |
Колодец 1 |
Колодец 2 |
|
Есть небольшие потемнения – органические примести содержатся
|
Светло-розовый Нет органических примесей
|
Есть небольшие потемнения – органические примести содержатся |
Есть небольшие потемнения – органические примести содержатся |
Вывод: Во всех образцах, кроме очищенной воды, содержатся органические примеси. Это характерно для сельской местности.
Тема 1.10 Опыт№6 Проверка воды на наличие масел
Проверка воды на наличие масел. Для этого нам понадобиться химический препарат под названием камфара. Я брошу её в каждый образец, и если камфара начнёт кружиться, это значит, что в воде присутствуют масла. Я добавлю в опытные образцы воды марганцовку, чтобы было лучше видно, перемещаются ли кусочки камфары (Приложение 6) (Видеоролик).
|
Водопроводная |
Очищенная |
Колодец 1 |
Колодец 2 |
|
Масло отсутствует |
Масло отсутствует |
Масло отсутствует |
Масло отсутствует |
Вывод: Все образцы прошли проверку.
Тема 1.11 Опыт № 7 Определение жёсткости воды
Определить жёсткость воды. У нас нет в наличии приборов, как в лаборатории, поэтому мы будем воду кипятить. При воздействии высоких температур будут осаждаться соли кальция и магния и будет образовываться накипь (Приложение 7).
|
Водопроводная |
Очищенная |
Колодец 1 |
Колодец 2 |
|
Жёсткая |
Мягкая |
Жёсткая |
Жёсткая |
Вывод: Три образца не прошли проверку.
Тема 1.12 Опыт № 8 Определение степени прозрачности воды
Данный способ состоит в том, чтобы налить воду в большую прозрачную ёмкость, например, аквариум, (литров на 50−100, но подойдёт и трёхлитровая банка, хотя и хуже) и дать ей постоять день-два.
Если вода не очень хорошего качества, то это будет видно сразу (лучше на белом фоне) – в ёмкости она будет мутного зеленоватого цвета, а через два дня на дно выпадет осадок, стенки покроются налётом, а на поверхности появится маслянистая плёнка.
С другой стороны, если вода прозрачна, за два дня не выпадает осадок, стенки ёмкости не загрязняются, на поверхность ничего не всплывает, то, есть вероятность того, что вода чистая.
На стенку цилиндра наклеили полоску миллиметровой бумаги установили на печатный текст. Затем наполнили его исследуемой водой, следили за тем, чтобы можно было прочитать текст. Добавляя или отливая воду из цилиндра, нашли предельную высоту столба воды, при которой возможно чтение шрифта. Степень прозрачности выражается высотой столба жидкости в см. Определение произвели в хорошо освещенном помещении на расстоянии 1 м от окна.
|
Водопроводная |
Очищенная |
Колодец 1 |
Колодец 2 |
|
Выпал осадок |
Прозрачная |
Выпал осадок |
Выпал осадок, зеленоватый оттенок |
Тема 1.13 Опыт № 8 Определение воде наличие соли
Для этого необходимо капнуть водой на зеркало или другую поверхность. Когда вода испариться, то на этом месте возникнет белое пятно. Это указывает на наличие соли в воде. Чем белее пятно, тем больше концентрация соли.
Соль содержится во всех образцах
Тема 1.14 Фильтры для воды. Изготовление самодельного фильтра для воды.
Виды фильтров.
Бытовые фильтры можно разделить на группы по их устройству и принципу действия. При выборе фильтра, следует учитывать качественные характеристики воды и ее количество. Возможно, вам будет достаточно приобрести кувшин-водоочиститель, а может быть и серьезную водоочистительную систему.
Фильтр кувшинного типа.
Механизм фильтрации этого фильтра прост. Вода поступает в верхнюю чашу, затем под тяжестью собственного веса проходит через специальный картридж в нижнюю чашу. Производительность кувшина от одного до полутора литров в минуту при ресурсе (зависит от модели) 150-400 литров. Достоинство кувшина состоит в том, что он не требует подключения к водопроводу, как фильтры-насадки. Опять же, картридж можно менять, что добавляет кувшину универсальности, так как используя разные картриджи, можно убирать различные загрязнения. Например, чтобы смягчить воду и удалить железо, ставится специальная кассета. Кроме того, кувшин легко мыть, а менять кассеты в нем достаточно просто.
К недостаткам этих фильтров можно отнести то, что они ограничены в объеме, то есть за раз можно получить только полтора, два с половиной литра чистой воды. А также то, что эффективность сменного картриджа, все же ниже, чем в фильтрах, работающих с проточной водой.
Насадка на кран.
Внешне этот водоочиститель имеет цилиндрическую форму и похож на маленький бочонок, который надевается на кран. Достоинством этого фильтра является его компактность. Его можно брать в дорогу и использовать на разные типы кранов, так как он укомплектован различными переходниками.
Его недостаток, как ни странно, вытекает из его основного достоинства: это маленькая производительность от одного стакана до полулитра в минуту. Ресурс фильтров-насадок составляет от 300 до 700 литров или два-три месяца работы. Если рассматривать универсальный фильтр Аквафор В300, то его ресурс несколько больше – до 1000 литров. Еще один недостаток, это то, что сложно регулировать поток воды, идущей через фильтр, а также то, что для очищенной воды нужна отдельная емкость.
Настольные фильтры.
Такие фильтры имеют цилиндрическую форму и кран, их еще называют фильтры «на мойку». Соединяются эти водоочистители с водопроводным краном с помощью шланга. Следует отметить их продуктивность – два литра в минуту и хорошую степень очистки. Также ресурс их больше, чем у описанных выше фильтров: от трех до четырех тысяч литров.
Наряду с достоинствами, эти водоочистители имеют свои недостатки: они занимают какое-то место, они «привязаны» к крану, их надо в случае необходимости подключать и отключать. Существуют модели, которые можно прикрепить к стене, это экономит месть, да и риск уронить фильтр тоже уменьшается.
Стационарные фильтры для очистки воды.
Эти водоочистители состоят из одной или нескольких емкостей, имеющих форму цилиндра, к которых расположены фильтрующие элементы, а также отдельную чашу для чистой воды, емкостью до 10 литров. Как правило, эти фильтры устанавливают под мойку, а кран, из которого идет очищенная вода, выводят наверх. Эта система очистки достаточно дорогая, но очень подходит для семьи с большим потреблением воды
Достоинствами стационарных фильтров являются большой ресурс (до пятнадцати тысяч литров) и высокая степень очистки воды. Им очень удобно пользоваться, так как после монтажа водоочистителя, можно о нем забыть – из крана поступает чистая вода. Недостатком этого фильтра можно считать его высокую стоимость, но при высокой производительности (от полутора до пяти литров в минуту), она окупается.
Походный фильтр.
Как правило, его используют на природе, для очистки воды из водоемов. Так как «кувшин» брать с собой неудобно, можно использовать более компактный вариант. Аквафор Универсал в своем комплекте имеет переходник, который подходит для обычной пластиковой бутылки. Впрочем, в этом случае кипятить воду все равно нужно.
Механизмы фильтрации.
В любом фильтре может быть несколько степеней очистки воды, то есть различные комбинации из существующих механизмов фильтрации:
1. Механическая. Очистка от механических примесей. Такой вид очистки подразделяется на категории, определяемые размером задерживаемых частиц: грубая очистка (от 5 до 500 мкм), тонкая очистка (от 0,5 до 5 мкм), ультратонкая очистка (меньше 0,5 мкм). Механические фильтры очищают воду от таких примесей, как ржавчина, песок и микроорганизмы.
2. Сорбция. Уничтожение посторонних запахов, в том числе, хлора. Этот механизм работает за счет сорбента, например, активированного угля, который поглощает примеси. Сорбция присутствует во всех водоочистителях. Однако, есть существенный недостаток у этого механизма очистки. Идет накопление сорбентом всех примесей, которые он поглощает из воды, что является благодатной почвой для болезнетворных бактерий. Чтобы этого не допустить, к нему добавляют серебро, препятствующее размножению микроорганизмов.
3. Ионный обмен. Смягчение воды. Этот механизм очистки задерживает ионы металлов.
4. Окисление. Удаление железистых примесей путем превращения неокисленного железа в нерастворимые примеси. То есть это предварительная очистка воды, а затем вода должна пройти через другие фильтры.
5. Мембранная фильтрация. Обратный осмос. Этот механизм способствует высокой степени очистки воды. Вода поступает на тонкопленочную мембрану под давлением три-четыре атмосферы. Мембрана состоит из мелкопористого материала, через который проходят только молекулы воды, все остальное задерживается на ней. Это стопроцентная очистка воды. Этот механизм применяется только в стационарных фильтрах. Исключение составляют настольные фильтры «Ручеек».
Эффективность фильтров.
Очень важно помнить, что элементы водоочистителей не вечны. Мембраны замусориваются, а сорбент накапливает вредные примеси. Поэтому со временем эффективность очистки снижается и необходимо менять фильтрующие элементы. Некоторые производители устанавливают календари или индикаторы, чтобы не пропустить момент, когда фильтр требует замены. Если вы стали замечать, что вода стала медленнее проходить через фильтр, это значит, что пришел срок заменить фильтрующий элемент, даже если по документации он еще не подошел. Если в стационарном фильтре отсутствует мембранная фильтрация, то он малоэффективен. Лучше всего очищают воду многоступенчатые стационарные фильтры обратного осмоса. Они дают почти стопроцентную очистку.
Фильтр для воды своими руками
Вот так выглядит данная конструкция:
Может вы подумаете, что оно не очень красиво смориться? Но скажу вам честно:
этот фильтр может очистить от 3 до 5 тон воды, что не скажешь про обычный
магазинный фильтр около 300 л. Воды. Согласитесь разница есть.
Теперь приступим к сборке данного агрегата .
Все что нам нужно – это бутылка 5л. От минеральной воды,древесный уголь,
и кусочек хлопковой ткани.
Уголь покупаете в любом маркере
Ну а бутылка это не редкость, думаю у каждого она есть. Хлопковая ткань – это
тоже не проблема. Берем бутылку и сверху делаем круглое отверстие (там конечно
твердая пластмасса ) я лично брал проволоку , накалял её на газовой
плите и таким способом сделал круглое отверстие.
Потом мы измельчаем уголь на меньшие кусочки (главное не
переборщить) примерно 2 на 2 см.Потом уголь нужно промыть и активировать.
Делаем это способом кипячения: нужно положить уголь в любую емкость, будь то
кастрюля или ведро, заливаем воду и доводим до кипения. Так у нас
получился активированный уголь. Далее берем в крышке бутылки делаем отверстие.
Теперь дошла очередь к хлопковой ткани. Мы ее складываем в несколько
слоев, просовываем через отверстие и засыпаем уголь,а с верху
сложим снова ткань.
Все, самодельный фильтр готов. Осталось только несколько раз через него
пропустить воду.
Активированный
уголь, как известно, славится большим количеством микроскопических пор, за счет
чего поглощает (научными терминами — адсорбирует и абсорбирует) органические
молекулы из воды и некоторые неорганические вещества. Особенно он эффективен
для фильтрации органики, «благодаря» которой вода окрашивается в желтоватый
цвет и имеет неприятный запах. Также активированный уголь хорошо удаляет из
воды тяжелые металлы.
Порядок применения прибора очень прост: надо
опустить верхний конец фильтра-футляра в воду, а через отверстие в донышке
всасываем жидкость в рот.
Кстати, одна таблетка активированного угля
очищает до 1 литра воды с эффективностью очистки 80-90%. После этого ресурс
таблетки практически исчерпывается и ее надо менять. И еще надо помнить, что
старый угольный фильтр не очищает, а, наоборот, начинает загрязнять воду, так
как из сорбента вымывается ранее скопившаяся в нем грязь.
Насколько часто менять фильтр? Можно определить по степени загрязнённости воды, прошедшей через данный фильтр спустя определённое время.
Дополнительный материал
ОЧИСТКА ВОДЫ УГЛЁМ
Сорбция – один из наиболее эффективных методов очистки воды. Этим термином называют способность поглощать сорбентом различные вещества. Основным элементом для осуществления сорбции является материал-сорбент – древесные опилки, активные смолы и угли, шламы и другие, которые обладают достаточно развитой поверхностью и как следствие способны к поглощению загрязнений из воды. Наиболее удобным для сорбционной очистки является активированный уголь, так как:
- Он легко
крошится на очень мелкие кусочки;
- Он не ядовит и безвреден для здоровья человека;
- Его можно активировать материал;
- Его можно йотировать. [1]
Угольные фильтры применяются для удаления осадка, глинистых взвесей, органических соединений (в том числе хлорорганики – хлороформа, бромдихлорметана, четыреххлористого углерода), избыточного активного хлора, водорослей, трехвалентного железа, неприятного привкуса и запаха, тяжелых металлов, бактерий и вирусов.
Такие фильтры можно ставить на магистрали водоснабжения в квартирах. Активированный уголь может применяться на городских очистных станциях водоподготовки в качестве загрузки для механических фильтров (но это очень дорогой вариант, так как у любой загрузки есть «срок годности», по истечению которого ее необходимо заменять). Сорбционные фильтры с загрузкой из активированного угля применяют также для промышленного водоснабжения.
Бытовые магистральные угольные фильтры состоят обычно из корпуса и съемных одного или двух картриджей, в которых находится загрузка. Такие фильтры производятся компаниями: «Аквафор», «Наша вода», «Гейзер».
Промышленный
фильтр с загрузкой из активированного угля (кокосового ореха) состоит из
пластикового корпуса (материал должен быть способен противостоять коррозии и
быть пищевого класса). В этом корпусе находятся распределительная система труб,
слой загрузки, который лежит на поддерживающем слое из кварцевого щебня или
гравия и дренажная система. Вода проходит фильтр сверху вниз. Для очистки воды
углем важно, чтобы:
- Промывка загрузки осуществлялась во время;
- Поддерживалась необходимая скорость фильтрации жидкости;
- Вода распределялась равномерно по загрузки.
Поэтому современные промышленные фильтры оснащены управляющим блоком. В нем задаются параметры работы: режим фильтрации и промывки, период регенерации и взрыхления. Такие фильтры применяются в нефтяной промышленности, а также для обезжелезивания и умягчения. [2]
Отрицательными сторонами очистки воды углем считаются:
- Высокая стоимость;
- Бактерии, задержанные порами сорбента не только не погибают, но могут свободно там размножаться;
- Магистральные угольные фильтры могут работать только при низких скоростях фильтрации;
- Необходимость отслеживания износа загрузки фильтра
ВСЁ ДЕЛО В РАВНОВЕСИИ.
При обжиге дерево трескается, образуются очень очень маленькие поры-щели. И в этих щелях — всё совсем не как на поверхности. Чем уже щель, тем в меньшем равновесии находятся её стенки и объём. А то, что находится не в равновесии, стремится восстановить его. То есть, микротрещины имеют тенденцию к заполнению чем-нибудь.
Чем может восстановить равновесие очень маленькая и узкая щель? Да чем угодно. Например, органическими веществами. Теми самыми, которые придают воде старнные запахи и привкусы. Или хлором. Или пестицидами. Или тяжёлыми металлами. Главное, чтобы выполнялись два условия:
Микротрещины-поры соответствовали по своим размерам тем веществам, которые нужно удалять. То есть. Если в воде есть водоросли величиной с кулак, то понятное дело, никакая микротрещина их не затянет. Точно так же, если микропоры не пропустят в себя молекулу тяжёлого металла или органического соединения из-за того, что они меньше — то никакого удаления этих веществ не будет. Зато хорошо будут удяляться более мелкие вещества. Например, газы.
Микропоры-трещины должны иметь сходство строения поверхности и улавливаемых веществ. Так, если вещества растворяются в воде, то и поверхность активированного угля не должна отталкивать воду. Иначе удаление будет неполным.
ТО ЕСТЬ, АКТИВИРОВАННЫЙ УГОЛЬ УДАЛЯЕТ ИЗ ВОДЫ ТОЛЬКО ТО, ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЧЕГО ОН СОЗДАВАЛСЯ.
Итак, уголь забирает из воды различные вещества, чтобы восстановить собственное равновесное состояние. Отсюда, чем больше щелей-пор в угле, тем больше он может вобрать в себя посторонних веществ. Увеличение количества пор в угле и называется его активацией.
Сейчас существуют многочисленные и разнообразные способы активации угля. В качестве сырья уже давно не выступает древесина, используются такие вещества, как:
· скарлупа кокосов (кокосовый активированный уголь);
· скарлупа косточек фруктовых деревьев (косточковый активированный уголь);
· антрацит (антрацитовый уголь или активированный уголь из каменного угля);
· кремниевые соединения (силикагели);
· органические полимеры, созданные в лаборатории.
Поры в активированном угле имеют объём, и, соответственно, площадь. Уровень активированности угля определяется суммарной площадью всех пор, которые есть в одном грамме угля.
В домашних условиях можно добиться показателя 10-50, иногда 100 метров квадратных на 1 грамм угля. В промышленных условиях эти показатели достигают 1000 метров квадратных и более на 1 грамм угля.
Для примера, если взять монетку (примерно 1 грамм) и раскатать её в тонкий лист площадью 1 квадратный километр (парочка больших футбольных полей), а потом свернуть обратно, это и будет примером активированного угля с современными показателями.
Естественно, постепенно поры активированного угля забиваются, то есть, приходят в равновесие. Это означает, что уголь постепенно выходит из строя, перестаёт вбирать вещества в прежнем количестве, а затем…
Затем наступает такой период, когда в воде становится столько же веществ, сколько и в угле, и привкусы и запахи воды возвращаются.
Если случится такая ситуация, когда через использованный фильтр с активированным углём начнёт поступать более чистая, чем обычно, вода, то вещества из угля (поскольку их больше) начнут вымываться в воду (где веществ меньше).
Кстати, это один из способов регенерации (то есть, восстановления) фильтрующей способности активированного угля. Другой способ восстановления-регенерации состоит в повторной обработке температурой, когда вещества, накопившиеся в порах, выжигаются, и уголь снова становится активным. Удалять посторонние примеси можно кислотами, щелочами, различными газами. Способов не счесть.
Тема 1.15 Проверка качества питьевой воды, очищенной через самодельный фильтр
Возьмём образец воды, показавший наихудший результат по качеству. Пропустив воду через самодельный фильтр определим её качество. Полученные результаты занесём в таблицу.
|
Опыты |
Результаты |
|
Опыт №1 Определение цвета воды |
Бесцветная |
|
Опыт № 2 Определение запаха воды |
Без запаха |
|
Опыт № 3 Определение РН-фактора воды |
7 |
|
Опыт № 4 Определение кислорода в воде |
присутствует |
|
Опыт № 5 Наличие в воде органических примесей |
нет |
|
Опыт № 6 Проверка воды на наличие масел |
нет |
|
Опыт № 7 Определение жёсткости воды |
нет |
|
Опыт № 8 Определение степени прозрачности воды |
прозрачна |
Вывод: фильтр удовлетворяет своим требованиям, вода очистилась.
В течение нескольких дней необходимо учитывать количество воды, прошедшей через данный фильтр до тех пор пока вода перестанет очищаться. Так мы узнаем примерный срок действия фильтра.
Срок действия - _______________
Тема 1.16 Выводы и анализ результатов
|
Опыт |
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
№ 7 |
№ 8 |
Процент «+» |
|
Водопроводная |
+ |
-+ |
- |
+ |
+- |
+ |
++ |
- |
68,8 |
|
Очищенная |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
+ |
-+ |
- |
87,3 |
|
Колодец 1 |
+ |
- |
+ |
+- |
- |
+ |
-- |
- |
44 |
|
Колодец 2 |
- |
+ |
+ |
- |
-+ |
+ |
-- |
- |
44 |
«+» - образец прошёл проверку
«-» - образец не прошёл проверку
Вывод:
Исходя из результатов опытов, воду из колодцев 1 и 2 необходимо обязательно очищать, 100 % качественной и безопасной воды не обнаружено.
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Выбранный для просмотра документ Физические исследования качества питьевой воды.pptx
Скачать материал "Проект по физике: "Физические исследования качества питьевой воды""
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
1 слайд
Кызылжарский район
КГУ «Петерфельдская средняя школа»
Учебный проект
Руководитель: педагог дополнительного
образования Быкова М.А.
Выполнили: ученики 10 «Б» класса
2014
«Физические исследования
качества питьевой воды»
2 слайд
Изучить физические свойства воды
Овладеть простейшими методами анализа воды
Исследовать качество питьевой воды, взятой из различных источников
Проанализировать результаты наших опытов
Наши цели
3 слайд
Новизна
Учениками впервые проводятся опыты по анализу качества воды в с.Петерфельд
Направленность
Экологическая
Актуальность
Чистота воды является основной экологической проблемой в наши дни
Особенности проекта
4 слайд
Вода (обычная) - вещество, описываемое химической формулой H2O, самое распространенное соединение на земле, состоящее из двух атомов водорода и одного атома кислорода, растворитель минеральных солей.
5 слайд
Строение воды и её некоторые физические свойства
Строение молекул воды
Двуполярная молекула воды – диполь.
Темпрературы при нормальном АД
Замерзания – 00С
Кипения - 1000С
Максимальная плотность воды при 40С
При замерзании вода расширяется
Лёд легче воды
Большое поверхностное натяжение
Высокая теплопроводность
6 слайд
Некоторые показатели, взятые из ГОСТа по качеству воды в РК
Число бактерий группы кишечных палочек в 1 дм3 воды (коли-индекс), не более 3
Число микроорганизмов в 1 см3 воды, не более 100
7 слайд
Концентрация химических веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов, указанных в табл.
8 слайд
Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, не должны превышать нормативов, указанных в табл.
9 слайд
Органолептические свойства воды должны соответствовать требованиям, указанным в таблице
10 слайд
Требования и нормативы к питьевой воде.
11 слайд
Воздействие качества воды на здоровье человека
12 слайд
Методика анализа воды
Учащиеся разделились на 4 группы и взяли 4 образца воды:
Вода очищенная, купленная в магазине
Вода водопроводная, взятая со школьного крана
Вода, взятая из колодца 1 (ул. Коминтерна, ближе к трассе)
Вода, взятая из колодца 2 (ул. Коминтерна)
Далее каждая группа будет проверять на качество свой образец воды
13 слайд
Опыты по определению качества питьевой воды
Определение вкуса
Определение цвета
Определение запаха
Определение РН-фактора
Определение кислорода в воде
Наличие в воде органических примесей
Проверка воды на наличие масел
Определение жёсткости воды
Определение степени прозрачности воды
Определение в воде наличие соли
14 слайд
Чистая вода должна быть приятна на вкус
Чистая вода бесцветная, а если вода имеет оттенок, то это значит, что вода непригодна для питья.
Присутствие в воде растворенного железа и марганца - такая вода первоначально прозрачна, но при отстаивании или нагреве приобретает желтовато - бурую окраску, что является причиной ржавчины подтеков на сантехнике.
При повышенном содержании железа вода также приобретает характерный «железистый» привкус.
Образцам воды дать настояться и нагреть до 40 градусов Цельсия.
Затем нужно взять пробирку и налить в неё по очереди каждый из образцов воды.
С обратной стороны пробирки нужно приложить белый лист бумаги.
Определение вкуса и цвета воды
15 слайд
Определение запаха воды
Для этого нужно будет нагреть воду до 50-60С, для этого нам понадобится термометр. Когда вода будет нагрета, при помощи вращательных движений определим запах.
Очень часто водопроводная вода имеет запах хлора. В этом нет ничего удивительного, так как вода проходит очистку. Чтобы избавиться от запаха хлора, необходимо дать воде отстояться в течении 2 часов.
16 слайд
Определение РН-фактора воды
Водная среда организма может иметь кислотные или щелочные свойства, которые определяются по специальной шкале, называемой pH-фактором (pH — potential hydrogen — потенциальный водород).
Водная cреда может быть кислой (pH<7), нейтральной (pH=7–7,5) или щелочной (pH>7,5).
Известно, что pH биологических жидкостей организма колеблется в пределах от 7,0 до 7,5, за исключением тех жидкостей, которые изначально имели кислую реакцию (желудочный сок и моча). Сдвиг кислотно-щелочного равновесия в сторону закисления может привести к развитию болезней.
Для определения Р-Н фактора нужно налить в банки образцы воды и опускать лакмусовые бумажки. Потом оценить их цвет.
17 слайд
Соответствие цвета лакмусовой бумажки и Р-Н фактора воды
18 слайд
Определение кислорода в воде
Надо взять 4 баночки и налить в каждую воду и оставить на сутки.
На стенках ёмкости появятся пузырьки, что означает наличие кислорода в воде.
Чем больше кислорода в воде, тем больше пузырьков.
19 слайд
Определение в воде органических примесей
Пробирку ополоснуть исследуемой пробой, налить исследуемую воду (1/4 емкости пробирки) и добавить несколько капель марганцовки (до розового цвета), нагреть содержимое до кипячения.
При наличии органических примесей в воде появляются темно-коричневые хлопья оксида марганца и цвет с розового меняется на желтовато-коричневый.
20 слайд
Проверка воды на наличие масел
Для этого нам понадобиться химический препарат под названием камфара.
Бросаем её в каждый образец, и если камфара начнёт кружиться, это значит, что в воде присутствуют масла.
Можно добавить в опытные образцы воды марганцовку, чтобы было лучше видно, перемещаются ли кусочки камфары
21 слайд
Определение жёсткости воды
Так как кальций широко распространен в природе, его соли в большом количестве содержатся в природных водах.
Вода, имеющая в своем составе соли магния и кальция, называется жесткой водой.
В жесткой воде мыло плохо пенится, поскольку соли кальция и магния образуют с ним нерастворимые соединения. В ней плохо развариваются пищевые продукты. При кипячении на стенках паровых котлов образуется накипь, которая плохо проводит теп-лоту, вызывает увеличение расхода топлива и изнашивание стенок котла. Жесткой водой нельзя пользоваться, проводя ряд технологических процессов (крашение).
К 10мл. воды в конической колбочке добавить 1 каплю мыльного раствора, закрыть колбу и энергично взболтать ее содержимое. Повторить эту операцию до тех пор, пока мыльная пена сохранится (не менее 3 минут). Чем больше капель, тем больше жёсткость.
Другой способ - кипятить воду. При воздействии высоких температур будут осаждаться соли кальция и магния и будет образовываться накипь, если вода жёсткая.
22 слайд
Определение степени прозрачности воды
На стенку цилиндра наклеить полоску миллиметровой бумаги и установить на печатный текст.
Затем наполнить цилиндр исследуемой водой, следить за тем, чтобы можно было прочитать текст.
Добавляя или отливая воду из цилиндра, нашли предельную высоту столба воды, при которой возможно чтение шрифта.
Степень прозрачности выражается высотой столба жидкости в см. Определение произвели в хорошо освещенном помещении на расстоянии 1 м от окна.
Чем больше см., тем мутнее вода.
23 слайд
Определение воды на наличие соли
Для этого необходимо капнуть на зеркало или другую поверхность.
Когда вода испарится, на этом месте возникнет белое пятно.
Это указывает на наличие соли в воде.
Чем белее пятно, тем больше концентрация соли.
24 слайд
Настольные фильтры
Фильтр кувшинного вида
Стационарные фильтры для очистки воды
Насадка на кран
Походный фильтр
Вода поступает в верхнюю чашу, затем под тяжестью собственного веса проходит через специальный картридж в нижнюю чашу. Производительность кувшина от одного до полутора литров в минуту при ресурсе (зависит от модели) 150-400 литров.
Его можно брать в дорогу и использовать на разные типы кранов, так как он укомплектован различными переходниками
Такие фильтры имеют цилиндрическую форму и кран, их еще называют фильтры «на мойку». Соединяются эти водоочистители с водопроводным краном с помощью шланга.
Эти водоочистители состоят из одной или нескольких емкостей, имеющих форму цилиндра, к которых расположены фильтрующие элементы, а также отдельную чашу для чистой воды, емкостью до 10 литров. Как правило, эти фильтры устанавливают под мойку, а кран, из которого идет очищенная вода, выводят наверх.
Так как «кувшин» брать с собой неудобно, можно использовать более компактный вариант
25 слайд
Механизмы фильтрации
Механическая.
Сорбция. Уничтожение посторонних запахов, в том числе, хлора. Этот механизм работает за счет сорбента, например, активированного угля, который поглощает примеси
Ионный обмен. Смягчение воды. Этот механизм очистки задерживает ионы металлов.
Окисление. Удаление железистых примесей путем превращения неокисленного железа в нерастворимые примеси.
Мембранная фильтрация. Мембрана состоит из мелкопористого материала, через который проходят только молекулы воды, все остальное задерживается на ней. Это стопроцентная очистка воды.
26 слайд
Активированный уголь поглощает
Осадок
Глинистые взвеси
Избыточный активный хлор
Органические соединения
Водоросли
Трёхвалентное железо
Неприятный привкус и запах
Тяжёлые металлы
Бактерии и вирусы
Изготовление угольного фильтра.
Естественно, постепенно поры активированного угля забиваются, то есть, приходят в равновесие. Это означает, что уголь постепенно выходит из строя, перестаёт вбирать вещества в прежнем количестве, а затем…
Затем наступает такой период, когда в воде становится столько же веществ, сколько и в угле, и привкусы и запахи воды возвращаются.
Если случится такая ситуация, когда через использованный фильтр с активированным углём начнёт поступать более чистая, чем обычно, вода, то вещества из угля (поскольку их больше) начнут вымываться в воду (где веществ меньше).
Кстати, это один из способов регенерации (то есть, восстановления) фильтрующей способности активированного угля. Другой способ восстановления-регенерации состоит в повторной обработке температурой, когда вещества, накопившиеся в порах, выжигаются, и уголь снова становится активным. Удалять посторонние примеси можно кислотами, щелочами, различными газами.
У каждого угольного фильтра
есть свой срок действия!
27 слайд
Этот фильтр может очистить от 3 до 5 тонн воды.
Для фильтра нужно:
бутылка 5л (с круглыми отверстиями сверху и снизу)
древесный уголь (только не из хвойных деревьев!)
2 кусочка хлопковой ткани
уголь нужно промыть и активировать- делаем это способом кипячения
самодельный фильтр готов
осталось только несколько раз через него пропустить воду.
Этот фильтр компактный и может очистить от 3 до 5 литров воды.
Для фильтра нужно:
трубка размером с ручку (с круглыми отверстиями сверху и снизу)
таблетки активированного угля
2 кусочка ваты
1 таблетка очищает 1 литр воды
один конец трубки опускаем в воду, а через другой всасываем воду
такой фильтр используют в походе, в лесу, на природе.
28 слайд
Для экономии природный ресурсов, в качестве сырья уже давно не выступает древесина!
Используются такие вещества, как:
скарлупа кокосов (кокосовый активированный уголь);
скарлупа косточек фруктовых деревьев (косточковый активированный уголь);
антрацит (антрацитовый уголь или активированный уголь из каменного угля);
кремниевые соединения (силикагели);
органические полимеры, созданные в лаборатории. Например, половолоконные мембраны - это трубки диаметром около 1 мм с пористыми стенками. Размер пор, через которые происходит фильтрация воды, 0,1 мкм, что в 600-800 раз меньше толщины человеческого волоса. Через такие отверстия не могут проникнуть даже мельчайшие загрязнители
29 слайд
Спасибо за внимание!
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
6 663 997 материалов в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Быкова Мария Александровна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
300 ч. — 1200 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Мини-курс
4 ч.
Мини-курс
10 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.