Badanie stanu. fizyko-chemicznymi

Transkrypt

1 PUBLICZNE GIMNAZJUM im. Bp Jana Chrapka w Jastrzębi Badanie stanu czystości wód metodami fizyko-chemicznymi

2 Woda jest jedną z podstawowych substancji potrzebnych do życia. Dzięki jej badaniu dowiedziałem się o niej więcej. Poznałem: jaka woda jest czysta; jaka woda jest niezdatna do picia; co decyduje o jej stanie. Między innymi właśnie z tych powodów wykonałem mój projekt. Projekt ten jest ważny, myślę też, że interesujący.

3 Badanie wód metodami fizyko-chemicznymi polega na badaniu zbiorników wodnych pod kątem zawartości określonych związków chemicznych oraz posiadanych przez nie cech fizycznych zapachu, mętności, barwy, temperatury. Rezultaty oraz przebieg takiego badania udokumentowałem. By wyniki były wiarygodne, badający musi mieć wyczulone zmysły, a także dokładny oraz czysty sprzęt badawczy (kroplomierze, probówki, termometry, skale kolorystyczne, itp.).

4

5 Przed badaniami wykonałem doświadczenia sprawdzające poprawne działanie moich zmysłów, uwrażliwiając je na: smak; zapach; mętność substancji. Do badania posłużyły mi substancje, z którymi stykam się na co dzień. Dowiedziałem się też wtedy, jak ważne jest utrzymywanie pojemników na wodę w czystości.

6

7 Badając wodę: pobierałem ją z odpowiedniego źródła do oznaczonego słoiczka; następnie przelewałem ją do probówek, by dodać do niej reagentów; po wyznaczonym czasie porównywałem ze skalą barwną odpowiadającą ilości danych związków w wodzie. Wyniki zapisywałem na papierze i w komputerze. Moją pracę dokumentowałem aparatem fotograficznym sfinansowanym w ramach projektu.

8 Wodę pobrałem dwukrotnie z dziesięciu źródeł: z kranu; ze studni głębinowej; z rzeki płynącej w sąsiedztwie pól; z rzeczki leśnej; z rzeczki miejskiej; z kałuży miejskiej; z kałuży wiejskiej; ze stawu w parku miejskim; ze stawu hodowlanego; z akwarium. Ilość źródeł miała na celu urozmaicenie wyników pomiarów, a także uwzględnienie różnych typów zbiorników wodnych.

9 Badania wody obejmowały: temperaturę próbek podczas badania; mętność wody podczas pobierania próbki; zapach wody; zabarwienie wody; odczyn ph wody; twardość próbek (w ºn); stężenie azotanów (III), azotanów (V), fosforanów (V), żelaza i związków amonowych w próbkach (w mg/l). Były one również datowane i uwieczniane na zdjęciach.

10

11 Badane kryteria

12 Temperatura Temperatura to jedno z podstawowych pojęć fizycznych. Wpływa na szybkość zachodzenia reakcji chemicznych, zależy więc od niej stężenie większości badanych przeze mnie substancji (które są głównie efektami przemian). Temperatura wody pitnej powinna mieścić się w zakresie od 10 do 40ºC, temperatura optymalna jest zbliżona do temperatury ciała człowieka, czyli wynosi ok. 36,6ºC.

13 Mętność Mętność to odwrotność przeźroczystości. Powoduje rozproszenie światła przechodzącego przez dane ciało (najczęściej ciecz). Obecnie używaną jednostką mętności jest NTU, a sama mętność jest określana nefelometrycznie, czyli na podstawie analizy efektu Tyndalla. Dopuszczalna wartość mętności wody pitnej to 1 NTU.

14 Barwa Barwa to wrażenie psychiczne występujące u zwierząt, gdy oko odbiera promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu światła. W przypadku wody dana barwa może świadczyć o jej zanieczyszczeniu. Np. brązowy kolor wody może świadczyć o występującym w niej błocie. Według norm europejskich, kolor wody nie powinien sugerować nieprawidłowych zmian.

15 Zapach Zapach to wrażenie węchowe spowodowane obecnością różnych związków (m. in. gazów i substancji organicznych). Zapach wody dzieli się na roślinny (R), gnilny (G) oraz specyficzny (S). Powinien być akceptowalny przez konsumenta.

16 Odczyn ph Odczyn ph to (w przypadku substancji ciekłych) ilościowa skala kwasowości i zasadowości roztworów wodnych związków chemicznych. Woda destylowana ma ph=7, czyli obojętne. Wartość ph wody pitnej powinna mieścić się w przedziale 6,5 9,5.

17 NO 2 azotany (III) Azotany (III) (dawna nazwa: azotyny) to efekt przemiany związków amonowych, silnie toksyczna i łatwopalna substancja. Krótkotrwały kontakt grozi poważnym zatruciem lub śmiercią. Ich zawartość nie może przekroczyć 0,05 mg/l.

18 NO 3 azotany(v) Azotany (V) to końcowy produkt przemiany azotowej. Najmniej szkodliwa z substancji, których stężenie było badane. Jej maksymalna dozwolona ilość w wodzie pitnej wynosi 50 [mg/l].

19 NH 3 / (związki amonowe) (amoniak) - wynik przemiany białek, a także kationów amonu, zaczyna pojawiać się przy ph większym niż 7. Silnie toksyczny. Dopuszczalna wartość: 0,5 mg/l. NH 3 NH 4 NH 4 (kation amonu) - wynik przemiany białek, występuje poniżej ph obojętnego. Woda może maksymalnie zawierać 0,5 mg/l kationów amonu.

20 3 PO 4 fosforany(v) Fosforany (V) to związki pełniące ważną rolę w prawidłowym rozwoju roślin i zwierząt. Powodują też wiele chorób, hamując przy tym rozwój pierwotniaków i bakterii w przewodzie pokarmowym. Łącząc się z wapniem, mogą prowadzić do zmniejszenia jego ilości w kościach. Maksymalna zawartość fosforanów w wodzie wg norm europejskich wynosi 6,95 mg/l.

21 Fe (żelazo i jego związki) Sole (i jony) żelaza (III)-(VI) są nieszkodliwe, ponieważ się nie wchłaniają. Inaczej jest z solami żelaza (II), których duże ilości są toksyczne. Wchłaniają się one w dwunastnicy, następnie w wyniku reakcji są wiązane w ferrytynę i przechowywane w wątrobie. Osady żelaziste są doskonałym podłożem do rozwoju szkodliwych drobnoustrojów. Ilość żelaza w zdatnej do picia wodzie nie może przekroczyć 200 μg/l, czyli 0,2 mg/l. Związki żelaza są wymywane do wód głębinowych ze skał i z gleby.

22 Badania zimowe

23

24

25 Tabelaryczne zestawienie wyników

26 Odczyn ph

27 Twardość ogólna (w ºn)

28 Twardość węglanowa (w ºn)

29 Stężenie azotanów (III) NO (w mg/l) 2

30 Stężenie azotanów (V) (w mg/l) NO 3

31 Stężenie związków amonowych (w mg/l)

32 Stężenie fosforanów PO (w mg/l) 3 4

33 Stężenie żelaza Fe (w mg/l)

34 Wyniki badań

35 Woda z kałuży wiejskiej Zauważone nieprawidłowości: zbyt wysokie stężenie żelaza (spowodowany prawdopodobnie długotrwałym kontaktem z glebą i wymyciem z niej związków żelaza)

36 Woda z rzeki Radomki Zauważone nieprawidłowości: maksymalne dopuszczalne stężenie azotanów (III), (spowodowane prawdopodobnie przez dużą ilość związków amonowych) maksymalne dopuszczalne stężenie związków amonowych (spowodowane prawdopodobnie przez obecność dużej ilości zwierząt i roślin wodnych, a więc białka)

37 Woda z akwarium Zauważone nieprawidłowości: BRAK

38 Woda z kałuży miejskiej Zauważone nieprawidłowości: zbyt duża mętność (spowodowana prawdopodobnie dużą ilością zanieczyszczeń miejskich, a także kontaktem z brudną glebą)

39 Woda ze stawu w parku Zauważone nieprawidłowości: maksymalne dopuszczalne stężenie związków amonowych (spowodowane prawdopodobnie obecnością znacznej ilość zwierząt i roślin wodnych, a także dokarmianiem pływających tam kaczek chlebem, który w dużej ilości opada na dno i rozkłada się)

40 Woda z rzeczki leśnej Zauważone nieprawidłowości: zbyt wysoki poziom żelaza (spowodowany prawdopodobnie wymywaniem przez rzeczkę związków żelaza z gleby i skał)

41 Woda z kranu Zauważone nieprawidłowości: maksymalny dopuszczalny poziom związków amonowych (spowodowane prawdopodobnie dużą ilością związków amonowych w ujęciu wody)

42 Woda ze stawu rybnego Zauważone nieprawidłowości: BRAK

43 Woda ze studni głębinowej Zauważone nieprawidłowości: maksymalne dopuszczalne stężenie związków amonowych, (spowodowane prawdopodobnie obecnością szczątków owadów i roślin w wodzie) przekroczone dopuszczalne stężenie azotanów (III) (spowodowane prawdopodobnie dużą ilością związków amonowych)

44 Woda z rzeczki miejskiej Zauważone nieprawidłowości: przekroczony dopuszczalny poziom żelaza (spowodowany prawdopodobnie wymywaniem przez rzekę związków żelaza ze skał i z gleby)

45 Badania letnie

46

47

48 Tabelaryczne zestawienie wyników

49 Odczyn ph

50 Twardość ogólna (w ºn)

51 Twardość węglanowa (w ºn)

52 Stężenie azotanów (III) NO (w mg/l) 2

53 Stężenie azotanów (V) NO (w mg/l) 3

54 Stężenie związków amonowych (w mg/l)

55 Stężenie fosforanów (V) PO (w mg/l) 3 4

56 Stężenie żelaza Fe (w mg/l)

57 Wyniki badań

58 Woda z kałuży wiejskiej Zauważone nieprawidłowości: BRAK

59 Woda z rzeki Radomki Zauważone nieprawidłowości: nieprawidłowy zapach, (spowodowany prawdopodobnie rozkładaniem się organizmów wodnych) maksymalne dopuszczalne stężenie azotanów (III) (spowodowane prawdopodobnie rozkładaniem się organizmów wodnych)

60 Woda z akwarium Zauważone nieprawidłowości: maksymalne dopuszczalne stężenie azotanów (III), (spowodowane prawdopodobnie obecnością dużej ilości związków amonowych) maksymalny dopuszczalny poziom związków amonowych (spowodowany prawdopodobnie rozkładaniem się karmy dla ryb oraz organizmów wodnych)

61 Woda z kałuży miejskiej Zauważone nieprawidłowości: ZNACZNIE przekroczony poziom azotanów (III), (spowodowany prawdopodobnie dużą ilością związków amonowych) przekroczony dopuszczalny poziom związków amonowych, (spowodowany prawdopodobnie miejskimi zanieczyszczeniami) zbyt wielka mętność, (spowodowana prawdopodobnie kontaktem z brudną glebą i zanieczyszczeniami miejskimi) nieprawidłowy zapach (spowodowany prawdopodobnie zanieczyszczeniami miejskimi)

62 Woda ze stawu w parku Zauważone nieprawidłowości: BRAK

63 Woda z rzeczki leśnej Zauważone nieprawidłowości: BRAK

64 Woda z kranu Zauważone nieprawidłowości: maksymalne dopuszczalne stężenie związków amonowych (spowodowane prawdopodobnie dużą ilością związków amonowych w ujęciu wody)

65 Woda ze stawu rybnego Zauważone nieprawidłowości: maksymalne dopuszczalne stężenie związków amonowych, (spowodowane prawdopodobnie rozkładaniem się organizmów wodnych) nieprawidłowy zapach (spowodowane prawdopodobnie rozkładaniem się organizmów wodnych)

66 Woda ze studni głębinowej Zauważone nieprawidłowości: BRAK

67 Woda z rzeczki miejskiej Zauważone nieprawidłowości: nieprawidłowy zapach, (spowodowany prawdopodobnie obecnością bardzo dużej ilości azotanów (III)) ZNACZNIE przekroczone dopuszczalne stężenie azotanów (III) (spowodowane prawdopodobnie zanieczyszczeniami)

68 Projekt wykonany został przez Dawida Sygockiego pod kierunkiem p. Doroty Wiatr Dziękuję za obejrzenie.