ГБПОУ МО «КРАСНОГОРСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
ВОЛОКОЛАМСКИЙ ФИЛИАЛ
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ
ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ И ЕЁ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ
Выполнила:
Шапран Лилиана Васильевна
14 СДд-25В группы
Научный руководитель:
Тришина Ольга Юрьевна
преподаватель химии и биологии
Волоколамск
2026
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………..……………3
ГЛАВА 1 ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………..……5
- ПОНЯТИЕ ЖЙСТКОСТИ ВОДЫ…………………………………….……..5
- ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЖЁСТКОСТИ ВОДЫ………………………….6
- КАК ВОДА СТАНОВИТСЯ ЖЁСТКОЙ……………………………………7
ГЛАВА 2 ЖЁСТКАЯ ВОДА В БЫТУ……………………………..……………9
2.1 ВЛИЯНИЕ ЖЁСТКОЙ ВОДЫ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОЮЩИХ СРЕДСТВ И ИЗНОС МАТЕРИАЛОВ……………………………………….….9
2.2 СТИРКА ЖЁСТКОЙ ВОДОЙ………………………………………………10
ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЕ ЖЁСТКОСТИ ВОДЫ НА ОРГАНИЗМ……………….11
3.1 КАК ЖЁСТКАЯ ВОДА ВЛИЯЕТ НА НА КОЖУ…………………………11
3.2 ПОПАДЕНИЕ ЖЁСТКОЙ ВОДЫ В ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА………….12
3.3 ВРЕД ДЛЯ ДЕТЕЙ……………………………………………………………13
3.4 ВЛИЯНИЕ НАКИПИ НА ОРГАНИЗМ……………………………………14
ГЛАВА 4 УМЯГЧЕНИЕ ЖЁСТКОСТИ ВОДЫ………………………………15
4.1 ИЗБАВЛЕНИЕ ОТ ЖЁСТКОСТИ ВОДЫ…………………………………15
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………….19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………….…………………………………………………22
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………..24
ВВЕДЕНИЕ
Вода — прозрачное вещество, без вкуса, без запаха, которое является основным компонентом озер и океанов, а также жидкостей большинства живых организмов. Вода жизненно важна для всех известных форм жизни, хотя и не содержит ни калорий, ни органических питательных веществ. Ее химическая формула-H2O, что означает, что каждая из его молекул содержит один кислород и два атома водорода, соединенных ковалентными связями.
Вода — это название жидкого состояния H2O при стандартной температуре окружающей среды и давлении. Вода образует осадки в виде дождя и аэрозоли в виде тумана. Облака образуются из взвешенных капель воды и льда, находящихся в твердом состоянии. При тонком разделении, кристаллический лед может осаждаться в виде снега. Газообразное состояние воды — это пар или водяной пар.
В.И. Вернадский первым в мире сумел осмыслить всеохватную роль воды в истории нашей планеты: «Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества — минерала, горной породы, живого тела, которое бы ее не заключало. Все земное ею проникнуто и охвачено. Вода без жизни в биосфере неизвестна». И вместе с тем, вода остается одним из самых таинственных, неразгаданных феноменов нашей жизни.
Американский деятель Поль С. Брэгг, специалист по продлению жизни, в книге «Шокирующая правда о воде и соли» написал про жесткую воду, что это катализатор, ответственный за образование твердых веществ при попадании в человеческий организм и за последующий процесс метаболизма, который протекает в течение многих лет. Именно она является главным виновником так называемого «затвердения артерий».
Жизнь людей без воды невозможно представить. Мы ее пьем, а также применяем в других целях. Столь частое использование воды требует внимательного отношения к её качеству. Именно поэтому необходимо проводить анализ и экспертизу воды. Нас заинтересовала проблема жесткости воды в городе Волоколамск и поселке городского типа Лотошино, а также вопрос влияния жесткости воды на организм человека.
Гипотезы:
1) вода г. Волоколамск и п. Лотошино по своему химическому составу жесткая;
2) жесткая вода оказывает негативное влияние на организм человека.
Предмет исследования:
образцы воды, взятые в г. Волоколамск и п. Лотошино (для сравнения). Объект изучения — водопроводная вода.
Образец: №1-водопроводная вода до кипячения (столовая, Красногорский колледж Волоколамский филиал)
Образец №2 вода после кипячения из котла (столовая, Красногорский колледж Волоколамский филиал)
Образец №3 г. Волоколамск (сравнение)
Образец №4 п. Лотошино (сравнение)
Цель работы: изучить проблему жесткости воды в городе Волоколамск и поселке городского типа Лотошино, выяснить влияние жёсткости воды на организм человека, изучить способы снижения жесткости воды.
В процессе выполнения нашей исследовательской работы мы поставили перед собой следующие задачи:
1. Изучить нормативные требования к питьевой воде
2. Изучить влияние жёсткой воды на организм человека
3. Познакомиться с методами очистки воды
4. Провести анализ воды из различных источников в домашних и лабораторных условиях
5. Изучить методики по определению жёсткости и ее снижению, нормативы на жесткость, проанализировать результаты и сделать выводы.
Метода исследования:
1.Наблюдение. 2. Сравнение. 3. Химический эксперимент.
ГЛАВА 1 ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 ПОНЯТИЕ ЖЕСКОСТЬ ВОДЫ
Жёсткость воды с точки зрения химии — совокупность химических и физический процессов в воде, связанных с содержанием в ней растворенных солей щелочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния, так называемых, «солей жесткости».
Жесткость воды делятся на 3 вида:
1.Общая жесткость (карбонатная — временная или устранимая) — обусловленная концентрацией гидрокарбонатов (и карбонатов при рН> 8.3) солей кальция и магния Са(НСО3)2; Mg(НСО3)2. Устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью.
2.Некарбонатная — обусловленная концентрацией в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот. Присутствуют сульфаты и хлориды кальция и магния сульфатов и хлоридов Са и Mg (CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2). При кипячении не устраняется (постоянная жесткость).
3.Общая жесткость — представляет собой сумму карбонатной и некарбонатной жесткости.
С помощью калькулятора жесткости воды можно определить общую постоянную жесткость. В калькуляторе используется следующая формула:
ОБЩАЯ ПОСТОЯННАЯ ЖЕСТКОСТЬ = МАГНИЕВАЯ ЖЕСТКОСТЬ + КАЛЬЦИЕВАЯ ЖЕСТКОСТЬ
Кальций и магний обозначают концентрацию обоих элементов в виде карбоната кальция.
Также описать постоянную жесткость можно, как сумму кальциевой и магниевой жесткости воды. Чтобы рассчитать жесткость воды, понадобится специальный тестовый набор.
1.2 ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЖЁСТКОСТИ ВОДЫ
В разных странах существуют свои нормы жесткости для воды. Степень жесткости измеряется в миллиграмм- эквивалент на литр (мг-экв/л). Согласно методам определения жесткости воды по гидрохимии считается:
2,4 мг-экв. /л — мягкая вода
4-8 мг-экв. /л -средней жёсткости
8-12 мг-экв. /л -жёсткая вода
Больше 12 мг-экв. /л — очень жесткая
(Приложение Б)
1.3 КАК ВОДА СТАНОВИТСЯ ЖЁСТКОЙ
Очистка воды из водопровода является вполне оправданной мерой, в том числе с точки зрения необходимости устранения жёсткости (смягчение воды). Жесткость обусловлена присутствием в воде ионов щелочноземельных металлов, в частности кальция(Ca2+) и магния(Mg2+). Они попадают в воду в основном из природных залежей известняков, гипса и доломитов. Жесткость воды в реках и озерах меняется в зависимости от времени года. Так, наибольшая концентрация кальция и магния наблюдается в конце зимы, но довольно резко падает с наступлением весны и обильных паводков. В течение теплого времени года идет постепенное испарение чистой воды, поэтому количественный состав других элементов возрастает. Подземные воды к таким изменениям менее уязвимы, но отсутствие или слабость течения влияет на их содержание по-своему.
Вода, которую люди используют для повседневного употребления, может быть различного химического состава. Однако именно повышенный уровень солей кальция и магния делает воду жесткой. Избыток соединений данных элементов может оседать накипью на подогревающих воду поверхностях.
Плохая теплопроводность такой накипи вызывает повышенный расход электроэнергии или газа, но худший из возможных результатов — неожиданный выход из строя такой техники. Причем пагубное влияние в таком случае только от временных солей жесткости, а существуют соединения Ca и Mg, которые даже под действием температуры никуда не денутся, и с радостью осядут в организме. Органический состав воды формирует среда, где эта вода собирается. Дождь проходит сквозь естественный фильтр и, в зависимости от состава почвы, влияет на кислотность и наличие определенных микроэлементов. Глубина, где самая распространенная жидкость собирается, также вносит свою лепту, ведь это количество степеней очистки и, соответственно, уровень техногенного воздействия.
В качестве источников питьевой воды, кроме поверхностных вод, используются также и грунтовые (подземные) источники. Такая вода вследствие продолжительного контакта с осадочными горными породами и минералами, как правило, содержит высокие концентрации ионов различных поливалентных металлов, среди которых в наиболее высоких концентрациях присутствуют ионы кальция и магния.
Они попадают в воду в результате их вымывания из распространенных известковых пород, чему способствует взаимодействие растворенного в воде диоксида углерода (CO2) с кальций- и магний- содержащими минералами. Источниками ионов Ca2+ и Mg2+ в поверхностных водах являются отложения на дне водоемов, а также бытовые и промышленые сточные воды.
Жесткость воды может очень сильно отличаться как в различных регионах, так и в пределах одного региона, в зависимости от исходного качества воды в используемых для водозабора источниках. Качество воды для одного и того же поверхностного источника может сильно варьироваться в зависимости от сезона и, как правило, степень загрязненности значительно возрастает в периоды весенних паводков. Единицами измерения жесткости являются — мг-экв/л или градусы жесткости (Ж°), что одно и то же.
Можно провести классификацию воды в зависимости от величины жесткости. В РФ, в соответствии с нормативами СанПиН 2.1.4.1074-01, предельно-допустимая концентрация (ПДК) солей жесткости в воде питьевого назначения – 7 Ж°. В случае если жесткость воды превышает ПДК, необходимо проводить ее очистку от солей жесткости – смягчение, для чего можно успешно применять фильтры Барьер.
ГЛАВА 2 ЖЁСТКАЯ ВОДА В БЫТУ
2.1 ВЛИЯНИЕ ЖЁСТКОЙ ВОДЫ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОЮЩИХ СРЕДСТВ И ИЗНОС МАТЕРИАЛОВ
Мыльные средства из-за наличия большого количества солей в воде крайне плохо пенятся и отмывают загрязнения. Поэтому количество порошков, средств, предназначенных для мытья посуды и прочих предметов бытовой химии, придется резко увеличить.
Кроме плохого вспенивания мыльных средств, из-за контакта жесткой воды с ними образуются разводы и твердый налет на сантехнике и поверхности посуды, так как выпадает солевой осадок. Такой налет тяжело отмывается с посуды, а также негативно влияет на сантехнику, постепенно разрушая ее поверхности.
В процессе нагревания воды в электроприборах соли не просто выпадают в осадок, а кристаллизуются и выпадают в виде накипи. Именно накипь является основной причиной быстрой поломки водонагревательных приборов.
Жесткая вода оставляет пятна, разводы и грязные налеты на свежевыстиранных вещах, цвет тускнеет, принты и рисунки становятся серыми. От них избавиться очень сложно и это, опять же, требует повышенных затрат моющих средств. Ткань, постиранная в жесткой воде, становится грубой и неэластичной, потому что соли забивают в ней все свободное пространство. Уменьшается прочность одежды и белья.
2.2 СТИРКА ЖЁСТКОЙ ВОДОЙ
Пятна и все загрязнения плохо удаляются. Моющие компоненты средств для стирки связываются солями жесткости и работают недостаточно хорошо либо почти не работают – из-за этого снижается качество стирки. Мы получаем или недостаточно чистые вещи, или вынуждены использовать гораздо больше порошка или геля, и, соответственно, тратить гораздо больше денег.
Портится ткань. На вещах после каждой стирки остается налет: белые следы и разводы на темных вещах, желтоватый или сероватый налет – на светлых и белых вещах. Цветные вещи и принты блекнут, любимая одежда быстро теряет вид. Еще очень неприятно и особенно критично для детской одежды – ткань после стирки становится жесткой и «царапающей».
Портится стиральная машина. Соли жесткости оседают на нагревательных элементах и барабане стиральной машины и образуют стойкий известковый налет и накипь. Это существенно сокращает срок ее службы и ухудшает общее качество стирки.
ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЕ ЖЁСТКОСТИ ВОДЫ НА ОРГАНИЗМ
3.1 КАК ЖЁСТКАЯ ВОДА ВЛИЯЕТ НА КОЖУ
Чуть ли не самое большое, и точно самое чувствительное влияние, жесткая вода влияет на кожу и волосы. Как и в случае с устройствами, работающими с моющими средствами, соли жесткости активно взаимодействуют с шампунем или мылом и образуют осадок. В результате, значительная часть средств идет на нейтрализацию жесткости воды, остальные – по прямому назначению. Кроме увеличенных расходов моющих средств, человек забивает поры организма новообразованиями — в результате кожа сохнет и создается дискомфорт. И хотя после смывания жесткой водой кожа «скрипит», будто бы хорошо вымылась, она на самом деле просто осталась без необходимой жировой защиты.
И если бы речь шла об одном лишь дискомфорте – проблему можно было бы не особо поднимать. Забивание пор и смывание естественной жировой защиты затрудняет дыхание кожи, в результате могут появиться раздражение, прыщи, перхоть, различные высыпания. Слабая половина населения уже давно борется с данной проблемой различными кремами и кондиционерами под видом красоты и омоложения, хотя в целом это обычное восстановление микрофлоры кожи.
Волосы также изрядно страдают от жесткой воды. Соединения соли и шампуни оседают, не давая дышать, в результате появляется ломкость и даже выпадение волос. Провокацию возникновения перхоти также трудно решить шампунями, ведь все равно их приходится смывать той же водой. В таком случае спасет только предыдущая ее подготовка.
3.2 ПОПАДЕНИЕ ЖЁСТКОЙ ВОДЫ В ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Можно ли пить жесткую воду? Даже после кипения и оседания временной жесткой воды на стенках чайника или кастрюли, в организм попадают постоянные соединения кальция и магния. И хотя они очень важные элементы для функционирования всех живых организмов, их избыток и неорганическое происхождение влияют губительным образом на живых существ.
Всемирная организация здравоохранения подтверждает факт вреда жесткой воды на организм и, в частности, на сердечно-сосудистую систему. И хотя кальций и магний активно участвуют в работе данной системы, их избыток может вредить организму. Несмотря на хороший вкус, жесткая вода активно взаимодействует с животными белками и оседает на стенках кишечника. Таким образом, моторика ухудшается и происходит накопление солей.
Человеческий организм – уникальная система, которая удачно работает под влиянием многих факторов окружающего мира, при этом и сама производит львиную долю необходимых для функционирования веществ. В основном, кальций и магний организм получает из продуктов питания, а вот в воде содержатся неорганические соединения этих элементов, потому и усваиваются хуже. Как следствие – проблемы опорно-двигательного аппарата, мочекаменная болезнь и ухудшение работы желчных протоков.
3.3 ВРЕД ДЛЯ ДЕТЕЙ
Новорожденные особенно уязвимы к воздействию окружающего мира. Для них влияние жесткой воды может иметь значительные последствия. Именно поэтому купают детей в кипяченой воде, чтобы жировой баланс кожи перетерпел как можно меньшего пагубного влияния.
Когда же дети подрастают и переходят к рациону шире, наличие в воде лишних химических элементов также им не поможет. Поскольку организм детей только формируется, жесткий контроль им также необходим. Поэтому крайне важно готовить пищу на чистой воде, жесткость которой один из самых страшных вредных факторов.
3.4 ВЛИЯНИЕ НАКИПИ НА ОРГАНИЗМ
Для человека попадание в организм малого количества накипи не опасно. Однако, систематическое употребление воды с накипью может привести к серьезным недугам.
Так, после растворения накипи в желудке человека, вредные соединения солей попадают в кровь, и распространяются по всему организму. В медицине этот процесс именуется реабсорбцией. В результате этого происходит отложение солей в суставах, образование камней в почках и желчном пузыре, закупорка сосудов.
Кроме того, пористая структура накипи является идеальной средой для размножения бактерий и накопления вредных примесей. И если бактерии можно уничтожить посредством длительного кипячения, то вредные и опасные примеси нет.
Нельзя не отметить и то, что накипь ухудшает вкусовые качества воды. Не рекомендуется готовить горячие напитки на основе воды с накипью. Вода с накипью будет затормаживать процессы выделения ферментов из чайного листа, и не позволит в полной мере раскрыть вкусовые качества чая. Да и времени на заваривание уйдет гораздо больше.
ГЛАВА 4 УМЯГЧЕНИЕ ЖЁСТКОЙ ВОДЫ
4.1 ИЗБАВЛЕНИЕ ОТ ЖЁСТКОСТИ ВОДЫ
Для жителей городов санитарные органы строго контролируют такой параметр воды как жесткость. Вот только предельно допустимый уровень уже есть несколько завышенным, что можно заметить в чайнике или кастрюле в виде накипи. Для обладателей личных скважин и колодцев ситуация значительно тяжелее – даже сделав замеры, химический состав воды может довольно быстро измениться.
Методы :
- Отстаивание
Налить воду в сосуд, дать отстояться на протяжении нескольких часов, затем аккуратно, не перемешивая, слить жидкость в другую емкость. При отстаивании тяжелые соли образуют осадок, который можно утилизировать.
- Кипячение
Прокипятить воду, но это освободит только от временных солей жесткости. Соли концентрируются в накипи, вода очищается, приятно меняется её вкус.
Несмотря на свою востребованность и простоту, многократное кипячение имеет некоторые недостатки:
1)кипячение приводит к быстрому образованию известкового налета, который сложно удалить;
2)кипяченая вода не подходит для полива комнатных растений;
3)длительное использование жидкости после термической обработки может привести к ухудшению работы желудочно-кишечного тракта;
4)вода меняет свои органолептические характеристики.
Таким образом можно сказать, если кипятить воду один раз – это приведет к очищению от микробов, если неоднократно – в воде растворяются полезные вещества, преобразуя их в опасные летучие соединения и теряется кислород.
Как быть с постоянной жесткостью? Ответ довольно прост – фильтрация.
- Фильтры
а) фильтры-кувшины
Как правило, емкость вмещает примерно 3 литра воды. Фильтрация воды в кувшине полностью устраняет или значительно снижает содержание многих вредных веществ: механических примесей, активного хлора, нефтепродуктов, фенола, тяжелых металлов, пестицидов. При этом стоимость одного литра очищенной воды намного меньше, чем при использовании бутилированной воды. Также следует учитывать, что бутылки все же нужно принести, а потом утилизировать. Поэтому фильтровальные кувшины — простое, экологически чистое и достаточно эффективное средство улучшения качества питьевой воды.
б) фильтрующая система «обратный осмос»
Прямоточные обратноосмотические установки убирают из жидкости фактически все возможные добавки. Такая фильтрующая система стоит немалых денег, но является наиболее приемлемым вариантом. Приспособление подключается непосредственно к трубам, а фильтрация происходит при помощи специальных концентрированных растворов. Вода, очищенная таким способом, предназначена для купания и хозяйственных нужд, но для питья она непригодна, поскольку активные вещества, участвующие в процессе очищения, «убивают» не только вредные, но и полезные составляющие.
Виды фильтрационных систем для очистки и смягчения. Для уменьшения концентрации солей жесткости используются давно известные и инновационные технологии. Фильтры отличаются: размерами, стоимостью и способами регенерации.
Причем использование только магнитных версий фильтров не подойдет – они только перегруппировывают молекулы жестких соединений, а потому перед употреблением следует дополнительно очищать воду от крупнодисперсных вновь появившихся соединений.
4) Ионообменники
Материалы представляют собой полимерные гранулы, насыщенные ионами натрия. При пропускании потока воды через колонку с ионообменными смолами происходит обмен катионами. В результате образуются соли угольной кислоты с натриевыми катионами, хорошо растворимыми в воде. После того, как возможности ионообменника исчерпываются его можно регенерировать насыщением специальным раствором. Процедуру восстановления повторяют несколько раз, затем смолу полностью заменяют на новую.
Недостатки процесса заключаются в том, что резервуар со смолой занимает место. Полученная вода насыщается ионами натрия, что следует учитывать в каждодневном рационе.
Использование фильтров ионного обмена – один из самых эффективных методов. Стильный прямоугольный резервуар высотой до 1 м ставят перед подачей воды на кухню или в ванную, интерьер обычно от этого не страдает. Такое устройство включает в себя смолы, изменяющие состав жидкости на ионном уровне, то есть заменяют ионы кальция и магния в воде на Na, который с карбонатами образует не такие пагубные соединения и смягчает воду. Функция регенерации смол выполняется автоматически, хотя нужно контролировать количество поваренной соли для восстановления. Правда, другие функции по очистке воды такая система не выполняет – борьбу с вирусами, бактериями, хлором и другими вредными веществами нужно планировать дополнительно. В воде после очистки снижено количество минералов, но их можно восстановить установкой минерализатора или простым сбалансированным рационом.
5) Мембраны
В современных фильтрах применяется мембранный переход чистой воды в отдельную зону благодаря обратному осмосу. Системы стоят дороже, чем агрегаты с ионообменными смолами, обеспечивают фильтрацию от всех соединений, в том числе солей жесткости. Для получения продукта, пригодного для употребления дополнительно устанавливают минерализатор.
6) Магнит
Способ умягчения воды магнитным полем сейчас широко рекламируется. Однако, эффективность его относительна. Под действием магнитного поля, поставляемого насадками или с помощью электричества, изменяется растворимость солей вообще, жесткости в частности. После обработки магнитом они не так быстро образуют осадок при нагревании воды, что важно для замкнутых контуров.
Для остальных целей такая очистка мало эффективна, соли не удаляются, не преобразуются в другие безвредные соединения, а только немного медленнее оседают. Для удаления выпавшего осадка потребуются дополнительное фильтрование.
7) Полифосфатная обработка
Добавления полифосфата в жесткую воду при концентрации солей до 7 мг-экв. /л приводит к увеличению их растворимости. Положительный эффект должен обеспечивать благополучную продолжительную работу водонагревательной техники.
На практике выясняется, что при протекании холодной воды из скважины достаточного умягчения не происходит. Поэтому такой метод воздействия на жесткую воду не находит признания у владельцев загородных домов, о чем свидетельствуют многочисленные отзывы.
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Для проверки воды после водоочистки нами была куплена специальная емкость 1,5 л, которая закрывалась герметичной пробкой. Для анализа мы набрали воды тонкой струей под самое горлышко. С моменты забора не должно было пройти более 24 ч, чтобы не произошли изменения, влияющие на результат исследований. В результате сданного нами лабораторного анализа в ООО «МВК ЭКОДАР» были выявлены явные отклонения в параметрах жесткости норма 7, а у нас 8.
Другие показатели были допустимые, а нас волновала жесткость, так как чувствовалась сухость на коже и при мытье головы, волосы были настолько жесткие, что приходилось их смягчать всевозможные масками и маслами.
Сотрудники лаборатории говорят, что такое может происходить из-за того, что воду из скважины невозможно очищать до тех показателей, которые доводят в промышленных масштабах и в огромных количествах. К тому же грунтовые воды постоянно меняют свое русло и соответственно, вода меняет свои свойства и характеристики.
В домашних условиях провели дополнительные измерения воды двумя способами:
1-й способ.
ДС метр (солемер) – прибор для определения количества растворённых примесей в воде, её загрязнённости. Применяется при анализе воды и один из главных параметров-солесодержание. Шкала жесткости. Фильтр(кувшин) — после фильтрации в системе очистки Осмос (49 ppm<50) -это самая чистая и идеальная для питья вода.
Горячая вода находится за гранью предела (50<539>500).
Холодная вода — жесткая, ограничено приемлемая (50<310<500).
Результат смешанной воды по шкале жесткости показал неприятную воду из водопровода, водоемов и источников (50<430<500) . Кипяченая вода из чайника (50<51<500) – находится в пределах идеальной воды, с погрешностью Результат минеральной воды из магазина совсем удивил:
-Негазированная (50<112<500) – приемлемая вода после угольной очистки
-Газированная (50<270<500) – жесткая, ограничено приемлемая.
2-й способ. Набор экспресс для анализа воды
1-й опыт: Тест – система для определения железа общ. (железа — (2,3)
Железо общ: ПДК 0,3 мг/дм3.
Тест-система состоит из капельницы с раствором реагента 1, сухого реагента 2, колориметрической пробирки и цветовой шкалы.
Выполнение определения: 5 см3 анализируемого образца поместить в колориметрическую пробирку, добавить 5 капель раствора реагента 1, перемешать, добавить сухой реагент 2, перемешать и подождать 10 мин. Сравнить окраску раствора с цветовой шкалой и определить концентрацию железа.
Вывод: концентрация железа равна 0, так как цвет анализируемого образца не изменился.
2-й опыт: Тест – система для определения pH: ПДК 6-8.
Тест-система состоит их капельницы с раствором реагента, колориметрической пробирки и цветовой шкалы.
Выполнение определения: 5 см3 анализируемого образца поместить в колориметрическую пробирку, добавить 10 капель раствора реагента, перемешать. Сравнить окраску раствора с цветовой шкалой и определить Ph. Вывод: Можно сделать вывод, что pH равно 8, так как цвет анализируемого образца изменил цвет – стал светло-синим.
3-й опыт: Жесткость
Тест-система для определения жесткости.
Тест-система состоит из капельницы с раствором реагента 1, капельницы с раствором реагента 2, капельницы с раствором реагента 3 и флакона. Выполнение определения: 5 мл анализируемого образца отобрать с помощью шприца и поместить во флакон, добавить 10 капель раствора реагента 1, 5 капель раствора реагента 2, перемешать и прибавлять раствор реагента 3 по одной капле, считая их и перемешивая содержимое флакона после добавления каждой капли, до перехода окраски раствора из розовой в синюю.
Вывод: жесткость равна примерно 8°Ж, так как добавлено 24 капли.
В жёсткой воде содержится ионы Mg2+ и Ca2+, которые соединяются с кислотными остатками и образуют осадок.
2C17H35COONa + Ca2+ (C17H35COO)2Ca + 2Na+
2С17H35COONa + MgSO4 = (C17H35COO)2Mg + Na2SO4
Кипячение воды:
Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2
Добавление гашеной извести:
Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O
В ходе работы были изучены публикации отечественных и зарубежных авторов по проблемам жёсткости воды, свойств жёсткой воды, а также влияние жёсткой воды на организм челове
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По степени важности для человека на втором месте после кислорода стоит вода. Несомненно, главное преимущество питьевой воды – оставаться в живых. Но, помимо этого, имеется ряд других преимуществ для здоровья и вот несколько фактов о воде с информацией о ее многочисленных последствиях для здоровья:
- Употребление достаточного количества воды позволяет контролировать температуру.
- Это помогает сохранять ваши суставы хорошо смазанными.
- Она сохраняет ткани вашего позвоночника в безопасности.
- Это позволяет вам выводить шлаки вашего тела с мочой, калом и потом.
- Ежедневное употребление достаточного количества жидкости
Очень важно помнить, нашему телу необходима вода не любая, а химически чистая вода, которая на 100% состоит из чистых кислорода и водорода. Такую чистую воду можно получить из двух чистых источников. Прежде всего она содержится в свежих фруктах и овощах, а второе – вода правильной очистки. И тогда мы сможем избежать преждевременного старения и болезней, оставаясь в течение многих лет счастливыми и энергичными.
Жесткая вода – это катализатор, ответственный за образование твердых веществ при попадании в человеческий организм и за последующий процесс метаболизма, который протекает в течение многих лет. Именно она – главный виновник так называемого «затвердения артерий». Врачи называют такое ухудшенное состояние артерий артериосклерозом, который, по мнению многих, естественный и неизбежный процесс, сопровождающий человека на протяжении всей жизни. Человек настолько молод, насколько молоды его сосуды (Поль Брэгг). Чистая жидкость влияет на работу всех органов, налаживает обменные процессы, выводит токсины и не только. Важно пить качественную воду.
В индивидуальной исследовательской работе проводился ряд исследований, направленных на изучение уровня жесткости воды в районе проживания студентов по показателям жесткости, а также осуществлялось сравнение с качеством воды, пропущенной через фильтр. Результаты полученных исследований сопоставлялись с ГОСТом.
В процессе работы над исследовательским проектом изучили, что такое жесткость воды и способы ее устранения, а также выяснили причины жесткости воды, ее типы, виды и признаки. Выяснили, как снизить жесткость воды и определили влияние жесткой и мягкой воды на организм человека. В работе указаны нормативные требования, предъявляемые к питьевой воде согласно ГОСТу.
В рамках проекта проведены практические эксперименты, с помощью которых исследовалась жесткость местной воды, провели исследование используемой воды и работы домашней системы водоснабжения.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
- Рахманин Ю. А., Егорова Н. А. Гигиеническая оценка солевого состава питьевой воды. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. — 224 с.
- Пикалова Л. П., Долгушин С. А. Химия воды: учебное пособие. — Омск: Изд-во СибАДИ, 2012. — 104 с.
- Селезнев В. А., Селезнева А. В. Качество воды: учебное пособие. — Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2021. — 164 с.
- Алексеев Л. С. Контроль качества воды: учебник. — М.: ИНФРА-М, 2022. — 159 с.
- Киселев С. В. Гигиена окружающей среды: современный взгляд на проблемы водоснабжения. — СПб.: СпецЛит, 2023. — 215 с.
- Ахманов М. С. Вода, которую мы пьем. Качество воды и способы ее очистки. — СПб.: Невский проспект, 2002. — 192 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Таблица А.1. Катионы, анионы и соединения, обуславливающие жесткость воды
| Катионы | Анионы | Соединения |
|---|---|---|
| Кальций (Ca2+) | Гидрокарбонат (HCO3-) | Ca(HCO3)2 |
| Магний (Mg2+) | Сульфат (SO42-) | MgSO4 |
| Стронций (Sr2+) | Хлорид (Cl-) | SrCl2 |
| Железо (Fe2+) | Нитрат (NO3-) | Fe(NO3)2 |
| Марганец (Mn2+) | Силикат (SiO32-) | MnSiO3 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Таблица Б.1. Классификации жёсткости воды
| Характер воды | ммоль/л или мг-экв/л | Немецкие градумы |
|---|---|---|
| Очень мягкая | 0-1,5 | 0-4 |
| Мягкая | 1,5-3 | 5-8 |
| Средняя жёсткость | 3-6 | 9-12 |
| Жёсткая | 6-9 | 13-22 |
| Очень жёсткая | Больше 9 | Больше 22 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Таблица Г.1. Реакции
| № колбы | Вид жесткости | Ионные уравнения реакций |
|---|---|---|
| 1 | Временная жесткость | Кипячение воды:Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O |
| 2 | Постоянная жесткость | CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 + Na2SO4Ca(HCO3)2 = Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2OMgSO4 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaSO4 |
| 3 | Раствор Na2CO3 | Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2NaOH |
