Человек — это сложный живой организм, одарённый мышлением и речью, создающий специальные орудия труда, которые он использует для собственных нужд. Испокон веков, неотъемлемой частью и самым ценным благом для человека является здоровье. Здоровье человека зависит от многих факторов, одним из которых является вода, как необходимая составляющая нашей планеты Земля. Но не только наличие воды влияет на жизнь и здоровье человека. Очень важно качество воды, которую потребляют люди.
В связи с появлением разнообразных систем очисток питьевой воды у людей появилось мнение, что пожарно-питьевая вода из-под крана недостаточно качественная. К тому же реклама вводит людей в заблуждение, пользуясь незнанием человека в узконаправленной области. Чтобы разобраться в ситуации, было принято решение отобрать воду после разных систем очисток. Проводилось исследование воды до очистки (вода из-под крана) и воды после фильтровальной установки.
Эксперимент № 1
Было взято два образца: 1 — питьевая вода с Орджоникидзевского района г. Магнитогорска; 2 — та же вода после очистки.
На рисунке 1 показана система очистки для исследуемой воды.
Рис. 1. Система очистки воды (фильтрующий материал-активированный кокосовый уголь)
На рисунке видно, что первый фильтр, предназначенный для очистки механических частиц коричневого цвета, т. е. загрязнен. Цвет говорит о таких загрязнениях, как железо.
Результаты исследований представлены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты исследований первого эксперимента
|
№ |
Наименование определяемых компонентов |
Единицы измерения |
Результаты воды |
Нормы ПДК по СанПиН 2.1.4.1074–01 не более |
СанПиН 2.1.4.1116–02 категория 1/ высш. |
|
|
До очистки |
После очистки |
|||||
|
3 |
Общая минерализация (сухой остаток) |
мг/дм 3 |
|
|
650 |
100–1000/200–500 |
|
4 |
Жесткость |
мг-экв/л |
|
7,52 |
7 |
1,5–7 |
|
5 |
Окисляемость перманганатная |
мг O 2 /л |
0,24 |
0,21 |
5 |
3/ 2 |
|
8 |
ОМЧ при температуре 37°С/22°С не более |
КОЕ/мл |
отсутствие |
следы |
20/100 |
20/100 |
По результатам анализа можно сделать вывод, что вода из-под крана по определяющим показателям соответствует нормам СанПиН, кроме одного параметра — жесткости. Но и после очистки указанный параметр выше нормы.
Эксперимент № 2
Было взято два образца: 1 — питьевая вода с Правобережного района г. Магнитогорска; 2 — та же вода после очистки (система очистки с применением обратного осмоса).
На рисунке 2 показана система очистки для исследуемой воды.
Рис.2. Система очистки воды (фильтрующий материал- кокосовый уголь)
Результаты исследований представлены в таблице № 2.
Таблица 2
Результаты исследований второго эксперимента
|
№ |
Наименование определяемых компонентов |
Единицы измерения |
Результаты воды |
Нормы ПДК по СанПиН 2.1.4.1074–01 не более |
СанПиН 2.1.4.1116–02 категория 1/ высш. |
|
|
До очистки |
После очистки |
|||||
|
1. |
Общая минерализация (сухой остаток) |
мг/дм 3 |
339 |
|
650 |
100–1000/200–500 |
|
2. |
Жесткость |
мг-экв/л |
4,32 |
|
7 |
1,5–7 |
|
3. |
Водородный показатель рН |
ед. |
7,68 |
6,73 |
6–9 |
6,5–8,5 |
|
4. |
Железо |
мг/дм 3 |
0,026 |
|
0,3 |
0,3 |
Проанализировав результаты показателей воды после очистки, видим, что с точки зрения физиологической полноценности вода не соответствует заявленным требования по СанПиН 2.1.4.1116–02. У таких систем очисток может быть предусмотрен минерализатор (обогащение воды минералами). Также в домашних условиях были проведены следующие опыты, основанные на физических явлениях: отстаивание и замораживание.
Опыт № 1 — Отстаивание
Описание. Для опыта было взято 3 стакана с водой. В каждый стакан добавили нерастворимое в воде вещество: песок, мелкие камешки с бентонитом, земля (почво-грунт). Размешали содержимое стакана и поставили отстаиваться (рисунок 3).
а) б) в)
Рис. 3. Начало опыта № 1: а) вода с песком; б) вода бентонитом; в) вода с почво-грунтом.
Наблюдения. Песок в воде осел практически сразу на дно стакана в виде темного осадка, вода в стакане осталась мутной; Вода с бентонитом была мутная длительное время, через 45 минут — 1 час появился осадок и прозрачная вода над осадком. Вода с почво-грунтом в течение 30–40 минут была мутной, потом раствор разделился на три части: на дно осели частицы, которые тяжелее воды (в почво-грунте присутствует песок и минеральные вещества); частицы, которые легче всплыли на поверхность воды (органические вещества), по середине прозрачная вода, с пузырьками воздуха на стенках стакана (рисунок 4)
Рис. 4. Конец опыта № 1
Вывод: Из наблюдения мною было увидено, что скорость оседания разных частиц неодинаковое. Чем тяжелее и крупнее частицы, тем быстрее они осаждаются. Мутность воды — это мелкие частицы, которые ещё не осели. Если частицы легче воды, то они всплывают и в этом случае отстаивание не происходит. Из этого следует, что важно знать, какие примеси содержатся в воде, чтобы понять подойдёт метод отстаивания или нет.
Опыт № 2 — Замораживание
Описание. Для проведения опыта воспользовались питьевой водой из-под крана (Ленинский район г. Магнитогорска). Сначала охладили воду до 4 °С и дали постоять при такой температуре. Изменений не произошло. После этого произвели однократное замораживание воды на 2/3 объема. Незамёрзшая 1/3 объема воды удалялась. Лед охладили и сделали замер по жесткости и удельной электропроводности (рисунок 5). Сравнили с питьевой водой из-под крана. Также было решено провести несколько этапов замораживаний одного и того же образца. После этого провели исследование на наличие сульфатов (качественное) и определили жесткость и УЭП.
а) б)
Рис. 5. а) Замораживание образца; б) выполнение анализа на жесткость
Наблюдения. После охлаждения образца до 4 °С изменений никаких не произошло. Можно предположить, что в воде отсутствуют соли тяжелых металлов (при 4 °С такие вещества замерзают). После однократного и четырехкратного замораживания провели анализ на жесткость и УЭП. Результаты представлены в таблице 3.
Таблица 3
Результаты эксперименты (однократное замораживание, 4-х кратное замораживание
|
Наименование определяемого компонента |
Единицы измерения |
Питьевая вода |
Образец после однократного замораживания |
Образец после четырехкратного замораживания |
|
Удельная электропроводность (минерализация) |
мкСм/см |
517 |
216 |
44 |
|
Жесткость |
мг-экв/л |
4,48 |
1,72 |
0,247 |
Из таблицы видно, что количество растворенных веществ в воде после одного замораживания снизилось в 2,4 раза (УЭП), в 2,6 раз (Жесткость); после 4-х замораживаний значение УЭП снизилось в 11,75 раз, значение жесткости — в 18,13 раз.
Проверка образца на содержание сульфатов в образце после 4-х замораживаний показала, что их в воде почти не осталось. При добавлении ВаСl 2 в образец питьевой воды из-под крана, проба помутнела (образование BaSO 4 , который выпадает в осадок и мутнеет), это означает, что в воде присутствуют сульфаты. При добавлении ВаСl 2 в очищенную воду образец остался прозрачным, а ВаСl 2 осел на дно, что свидетельствует об отсутствии или малом содержании сульфатов (рисунок 6).
Рис. 6. Проведение анализа на сульфата 1) вода питьевая; 2) вода после одного замерзания (помутнел); 3) образец после 4-х замораживаний (реакция не прошла)
Вывод: методом замораживания можно очистить воду от растворенных веществ в домашних условиях. Более качественной получается вода, которая прошла несколько этапов замораживания. Полученную воду можно использовать при проведении химических опытов дома, выращивании кристаллов, а также применять воду для утюгов.
Литература:
- Кoмaрова Л. Ф., Кoрминa Л. А. / Инженерные методы защиты окружающей среды [Электронный ресурс] — URL: https://www.chem-astu.ru/chair/study/engmet-ooc/ (дата обращения: 18.02.2021)
- Монченко Е. О. / Микробиология и гидробиология природных и сточных вод. — Новочеркасск, 1974. — 200с.
- Сениор Дороти, Деге Николас / Бутилированная вода: типы, состав, нормативы. — Санкт-Петербург, 2006. — 418с.
- Сердитова В. / Баланс воды и качества. [Электронный ресурс] — URL: https://www.mr-info.ru/17792-balans-vody-i-kachestva-vodnyy-resurs-izdrevle-schitalsya-istochnikom-zhizni-na-zemle.html (дата обращения: 18.02.2021).
- Degremont S. A./Технический справочник по обработке воды — в 2 т., Т.1 пер с фр., – СПб.: 2007. — 1696 с.
