Разговоры о важном

МУОО «Прибайкальский район»

МУО «Коменская СОШ»

 

 

 

 

Тема

Создание  карты  Итанцинского сельскогопоселения Прибайкальского района с условными обозначениями суммарногосодержания железа в питьевой воде с использованием  оборудования

«Точка роста. Экология. Releon Lait.».

 

 

                                                                  Автор — Мужанова Олеся , 11 класс

                                                                  Руководитель — Козлова Ольга Евгеньевна,                                                            

                                                                  учитель биологии  высшей   

                                                                  квалификационной  категории     

                                                                                      

 

 

                                                          Кома , 2022

                                                         Содержание:

1.Тип работы                                                                                       стр2

2.Введение                                                                                          стр 2

3.Методика выполнения работы  (практическая часть)                  стр 7                                

4.Результаты работы                                                                           стр11

5. Выводы                                                                                            стр12

6.Практическое применение проекта                                               стр 12

7.Список литературы                                                                          стр13

8.Приложения                                                                                      стр14-17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Тип работы:

исследовательская работа, реализацияпроекта.

2. Введение

Цельработы: Создать карту  Итанцинского сельскогопоселения Прибайкальского района с условными обозначениями суммарного содержанияжелеза в питьевой воде.

Задачи:

-изучить литературу по интересующей проблеме;

-ознакомиться с методикой выполнения работы;

-сделатьзабор образцов воды у населения;

-изучить понятие «молярная концентрация»;

-провести реакции и построить градуировочный график, используя оборудование «Точка роста. Экология. Releon Lait

-протестировать образцы воды с помощью датчика оптической плотности;

-определить по графику оптической плотности результаты исследуемых образцов;

-сравнить полученные данные с СанПин-2021 и сделать выводы;

-создать продукт  проекта – карту поселения с содержанием в воде ионов  железа,дать жителям рекомендации по безопасному употреблению  грунтовых вод;

Актуальность: Повышенноесодержание железа в воде, особенно в питьевой воде — извечная проблема, какпользователей центрального водопровода, так и владельцев колодцев и скважин.Железистая вода негативно влияет на здоровье человека и животных, сокращаетсрок эксплуатации сантехники и бытовых приборов, обладает  неприятным запахом,привкусом и др.

Гипотеза:по отзывам части населения Итанцинского поселения, вода в домах невкусная, апосуда покрывается ржавым налетом. Возможно, содержание железа в воде превышаетнорму  и оно может отрицательно влиять на состояние  здоровья односельчан? Выявить точное количество  примесей в воде поможет анализ воды.

                                Содержание железа в воде: нормаСанПин.

Сколько должно быть железа в воде? Ионы этого металлавстречается в воде в двух  формах:

·        Fe3⁺, илиокисленная — знакомая всем ржавчина, окрашивающая воду в бурый цвет и хлопьямиоседающая на дне емкостей;

·        Fe^2+, или растворенная — проявляется в виде осадка только послеконтакта воды с открытым воздухом. Также выявляется в связи с привкусом и «запахомметалла», первоначально незаметен в прозрачной воде. Еще одним неприятнымприсутствием растворенного железа является желтый налет на эмалированныхповерхностях: ванне, раковине, унитазе и металлических — например, ржавчинавнутри чайника на нагревательном элементе. Вроде бы из крана течет прозрачнаявода, но при отстаивании и нагревании железо выпадает в осадок и портит бытовуютехнику и сантехнику.

Согласно нормам СанПин -2021 (п. 3685), допустимое содержаниежелеза в питьевой воде — 0,3 мг на 1 литр. В данном случае имеется ввиду суммарноеколичество железа в обоих его состояниях. Если допустимая норма железа в питьевойводе повышена, это сразу будет понятно Избытокжелеза в питьевой воде оказывает негативный эффект на организм человека. Все“лишнее” железо не может усвоиться и не выводится телом целиком. Ткани ивнутренние органы адсорбируют металл и при достижении пороговой  концентрации  начинаютразрушаться. Большое содержание железа может нанести вред различным системаморганов  человеческого организма. Избыток, как и недостаток железа, чреватзаболеваниями и неприятными симптомами: поражением тканей, болезнями почек,печени, всего желудочно-кишечного тракта, вялостью, снижением иммунитета,сухостью кожи и ломкостью волос, аллергическими реакциями и пр.

Вода с повышеннымколичеством железа также может привести к коррозии сантехники и нагревательныхприборов, ржавым пятнам на вещах из стиральной машины, налету на эмалированныхи металлических поверхностях.

Железо составляетпримерно 5% всей твердой земной коры и является естественным минералом, которыйвсегда имеется в любой воде в определенном количестве. Попадает он в неевследствие естественных природных процессов — разрушения и выветриваниякаменных пород, а также старения и коррозии чугунных и стальных водопроводов.Еще один способ попадания железа в воду со сточными водами, поступающими от свалок,заводов, фабрик и других вредных производств.    

       Наиболее часто повышенное содержание железа в воде встречается в городахЦентральной части России, Сибири и Дальнего Востока.    

       В природных водах, железо, чаще всего встречается в виде ионов Fe2+ иFe3+, а также в виде органических и неорганических соединений (коллоиды,взвеси).    

       В поверхностных    водах  железо, как примесь, содержитсяглавным образом в органических комплексах (гуматы), а также образует коллоидныеи высокодисперсные взвеси.    

       В подземных водах    при отсутствии растворенногокислорода оно обычно находится в виде ионов Fe2+.    

    Наиболеечасто повышенное содержание железа в воде встречается в городах Центральнойчасти России, Сибири и Дальнего Востока.    

       В природных водах, железо, чаще всего встречается в виде ионов Fe2+ иFe3+, а также в виде органических и неорганических соединений (коллоиды,взвеси).    

       В поверхностных    водах железо, как примесь, содержитсяглавным образом в органических комплексах (гуматы), а также образует коллоидныеи высокодисперсные взвеси.    

       В подземных водах    при отсутствии растворенногокислорода оно обычно находится в виде ионов Fe2+.    

                     

 

 

                               Как определитьсодержание железа в воде?

Как проверить наличиежелеза в воде, если она абсолютно прозрачна? Ведь отсутствие цветности негарантирует норму общего железа. Определение содержания металла возможнонесколькими способами:

1.    Лабораторный анализ выявит,если в питьевой воде много железа с указанием точного количества.

2.    Собственные наблюдения.Несмотря на очевидную погрешность, способ востребован при условии пониманиявопроса. Признаки избытка:

·        железистая вода отличаетсяцветностью,

·        вода пахнет железом и имеетхарактерный вкус,

·        вода прозрачна, но желтеетпо мере нахождения на открытом воздухе, после чего ржавчина выпадает в осадок иоседает на дно емкости.

·        раковины, ванны и другиеповерхности, имеющие частый контакт с водой, постепенно желтеют.

 

 

 

 

 

                                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                  3.Методика выполнения работы. Практическаячасть.

Оборудование для обнаружения суммарного железа: цифровая лаборатория «Releon» с датчиком оптической плотности.

Дополнительное оборудование: кювета для датчика оптической плотности, колбы мерные объемом100мл, промывалка лабораторная, вода дистиллированная, 0,1М  раствор KSCN  родонита калия,0,001М раствор FeCi₃, 0,0005 М раствор FeCl₃, концентрированная НСl, пипетка аптечная, 2 пипетки мерные объемом 25 мл, 10 пробводы.

Для определения  иона Fe³⁺ в воде используют весьмачувствительную ( предел обнаружения железа 0,02 мг/л) реакцию с родонитом калия:

FeCl₃+3KSCN=Fe(SCN)₃+3KCl

Fe³⁺+3SCN^—= Fe(SCN)₃

Образующеесякомплексное соединение Fe(SCN)₃имеет красную окраску. Но реакция чувствительна только к ионам железа в форме Fe³⁺,поэтому для обнаружения железа в форме Fe²⁺его нужно доокислять добавлением  в пробу 1 капли концентрированной солянойкислоты НСl. Концентрацию окрашенныхсоединений удобно определять по оптической плотности раствора.

ОПТИЧЕСКАЯПЛОТНОСТЬ – мера ослабления светапрозрачными объектами или отражения света непрозрачными объектами. Измеряется вБеллах.Световой поток, проходя через окрашенную  жидкость, частичнопоглощается. Остальная часть попадает на фотоэлемент, в котором возникаетэлектрический ток, регистрирующийся с помощью амперметра. Чем большеконцентрация раствора, тем больше его оптическая плотность и тем больше степеньпоглощения света и тем меньше сила возникающего тока. Между оптическойплотностью и концентрацией вещества существует прямая зависимость.

                                                     

 

                                                         Ход работы:

1.Приготовить дваградуировочных раствора :

1) отобрать мернойпипеткой 10 мл 0,001М раствора FeCl₃ в мерную колбу  объемом 100 мл, долитьдистилированной воды до метки и хорошо перемешать. 2) Затем отобрать мернойпипеткой 50 мл в мерную колбу  объемом 100 мл, долить дистилированной воды дометки и хорошо перемешать.

2. Подключитьдатчик оптической плотности к ноутбуку. Запустить программу Releon Lite.В подменю датчика выбрать синий светофильтр с длиной волны 47нм.

3.Прокалиброватьдатчик. Для этого налить дистиллированной воды в кювету и поместить ее вдатчик. Нажать на кнопку «Пуск», а после истечения 2-3 секунд нажать кнопку «Сбросить». Нужно дождаться установления нулевого значения (5-15 секунд). Доокончания калибровки не вынимать кювету  из датчика!!!

4. В кювету спомощью мерной пипетки налить 2 мл 0,001Мраствора  FeCi₃, добавить с помощьюаптечной пипетки  1 каплю концентрированной соляной кислоты НСl и с помощью другой мерной пипетки  0,5 мл 0,1М  раствор KSCN  родонита калия.

5.Нажатькнопку «Пуск», дождаться устойчивых показаний, зафиксировать значениеоптической плотности, нажать кнопку «Пауза».

6.Повторить пп 4и 5 со вторым градуровочным раствором 0,0005 М  FeCl₃.

7.Построилиградуировочный график, отражая на нем зависимость оптической плотности отконцентрации раствора FeCl₃ , включая нулевуюточку (дистиллированная вода). Все точки должны лежать на одной прямой. Наличиеотклонений  показывает ошибку и  пробы следует переделать.

Если известносодержание ионов  при 0,00005 и оптической плотности 0,11, а также известносодержание ионов  при 0,0001 и оптической плотности 0,24, то по градуировочномуграфику и методом математических вычислений можно получить искомые данные длявзятых проб.

8.Проделываем те же работы с  исследуемыми образцами 1- 10, взятыми на территорииИтанцинского сельского поселения.

9.На основании градуировочного графика произвели расчеты содержания ионов железа,перевели данные  из системы Моль/л в мг/л и сравнили с данными СанПин.

№	Адрес	Система водозабора	Оптическая плотность  Д (Беллы)	Концентрация Fe3+  С (моль/л)	Концентрация Fe3+  С (мг/л)
1	Ул. Романовского,39	Станция	0	0	0
2	Ул. Коммунистическая,11	Ручной насос	0	0	0
3	Ул. Заводская, 2-1	Станция + фильтр	0,01	0,0000045	0,252
4	Ул. Коммунистическая,102	Станция	0,01	0,0000045	0,252
5	Ул. 60 лет СССР,1-1	Станция	0,01	0,0000045	0,252
6	Ул. Гладкова, 1-1	Станция	0,01	0,0000045	0,252
7	Ул. Первомайская, 10-1	Станция	0	0	0
8	Ул. Колхозная, 18	Станция	0,01	0,0000045	0,252
9	Ул. Лесная, 3-2	Станция	0,02	0,0000085	0,476
10	Ул. Полевая, 22	Станция	0	0	0

 

Вносимна карту условные обозначения в виде треугольников с номерами проб, цветоваяградация предполагает уровень концентрации ионов железа: красный – превышениеПДК суммарного железа в питьевой воде, оранжевый – ПДК не превышает норму,зеленый – не содержит или содержит следы ионов железа.

 

 

 

4.Результатыработы:

Карта содержание суммарногожелеза в питьевой воде  на территории Итанцинского сельского поселения

 

 

Методика расчетовпоказаний прибора оптической плотности  и приведение данных в соответствие снормами СанПин-2021:

1. 1М(одномолярная)  концентрация раствора -1Моль вещества в 1 литре раствора(моль/л).

2. Поградуировочному графику была определена концентрация ионов железа в исследуемомрастворе и пересчитана в мг/л: С (мг/л)= С(моль/л)*М(г/моль)=0,0000045моль/л*56г/моль=0,000252г/л=0,252мг/л

3. С(мг/л)=С(моль/л)*М(г/моль)= 0,0000085моль/л*56г/моль=0,000476г/л=0,476мг/л

 

5.Выводы:

1. По полученнымданным  видно, что на большей части территории Итанцинского сельского поселениявода содержит  ионы железа   впограничном и даже критическом количестве, превышая ПДК  почти в 1,5 раза.Гипотеза об избытке содержания железа в поселении подтвердилась на 60% (5  пробиз10 показали пограничное, а 1- критическое состояние  воды).

2. По улицеЗаводской даже с использованием фильтра очистки воды и забором глубинных вод изскважины с помощью станции проблему содержания железа не удается решить до конца.

6.Практическое применение проекта:

1. Рекомендациинаселению следующие:

-установкаглубинных насосов;

-установкафильтров очистки воды;

-регулярнаязамена  фильтрующих компонентов;

2. Рекомендацииадминистрации: при  отведении участков под индивидуальное жилищное строительствопринимать во внимание состав питьевой воды и сообщать застройщикам с цельюпринятия своевременных мер по повышению ее качества.

 

 

 

7.Список литературы:

1. Методическиерекомендации для проведения лабораторных работ по экологии. Releon

2.Глинка, Н.Л.Общая химия/ Под. Ред.В.А.Рабиновича. – Л.:Химия,2008 – 708 с. Ил

3.Использованиецифровых лабораторий при обучении химии в средней школе / П.И.Беспалов  [и др.].– М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. – 229с.:ил.

4.Коровин, В.Н.Общая химия/Н.В.Коровин. – М.: Высшая школа,1998. – 343 с.

5.infourok.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.Приложения: