VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Вода имеется не только в гидросфере, но и в атмосфере и литосфере. Общее количество воды на земном шаре постоянно: количество испаряющейся воды с поверхности водоемов, почв, растительности в среднем равно количеству воды, поступающей с осадками. На разных участках земной поверхности влагооборот может отклоняться от среднего в ту или другую сторону. Вода не только является местом обитания гидробионтов, она служит материалом для создания живой материи.

Все три оболочки земного шара (атмосфера, гидросфера и литосфера) заселены живыми организмами, образующими биосферу. В атмосфере граница жизни распространяется на высоту не более 7-8 км. В литосфере -на 5-6 м, только бактерии проникают по трещинам Земли на глубину до 2,5-3,0 км. Дальнейшему проникновению препятствуют высокие температуры и давление. В гидросфере жизнь существует от поверхности до самых глубоких мест, достигающих в океанах 11 тыс.м.

Вода входит в состав живых существ, составляя 60-99,7% от их массы (органов, тканей, тела). Она является основной средой, в которой протекают процессы обмена веществ в организмах и субстратом химико-ферментативных реакций. Вода входит в состав крови, лимфы и других органов как водных, так и наземных организмов. Количество воды в организмах только в два раза меньше, чем во всех реках Земли. Вода имеет большое значение в формировании физико-химических свойств окружающей среды: климата, погоды, круговорота веществ и т.д.

Целью исследований явилось – изучить основные свойства воды.

В задачи исследований входило:

1. Узнать, что такое вода и где она встречается.

2. Изучить органолептические свойства воды: запах, вкус и привкус, цвет, прозрачность.

3. Изучить движение молекул воды.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Органолептический метод определения запаха, вкуса и привкуса исследуемой воды проводят согласно ГОСТ 3351-74 Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности.

Объем пробы воды не должен быть менее 500 см³. Пробы воды для определения запаха, вкуса, привкуса и цветности не консервируют. Определение производится не позднее, чем через 2 ч после отбора пробы.

Для исследования свойств воды мы кран обжигали, спускали воду в течение 10 минут, а затем в колбу набрали 500 мл водопроводной воды (рис.1). Из проб набранной воды для исследований берут 100 мл (рис.2).

Рис.1 Взятие проб водопроводной воды
Рис. 2 Взятие 100 мл воды из общей пробы для исследования

Органолептический метод определения запаха

Органолептическими методами определяют характер и интенсивность запаха. Характер запаха воды определяют ощущением воспринимаемого запаха по таблице 1. Запахи называются по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный, землистый, рыбный, травянистый и др. По характеру запахи делятся на две группы: 1) запахи естественного происхождения возникают от живущих в воде и отмерших организмов, от влияния почв и т.п.; 2) запахи искусственного происхождения возникают от промышленных выбросов, от обработки воды реагентами и т.п.

Таблица 1

Классификация запахов воды естественного происхождения

(СанПиН 2.1.5.980-00)

Символ	Характеристика запаха	Примерный род запаха
А	Ароматический	Огуречный, цветочный
Б	Болотный	Илистый, тинистый
Г	Гнилостный	Фекальный, сточных вод
Д	Древесный	Запах мокрой щепы, древесной коры
З	Землистый	Прелый, свежевспаханной земли, глинистый
П	Плесневый	Затхлый, застойный
Р	Рыбный	Рыбьего жира, рыбы
С	Сероводородный	Тухлых яиц
Т	Травянистый	Скошенной травы, сена
Н	Неопределенный	Запах естественного происхождения, не подходящий под предыдущие определения

Интенсивность запаха воды определяют при температуре 20°С и 60°С, оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям таблицы 2.

Определение запаха при 20°С. В колбу с притертой пробкой вместимостью 250 - 350 см³ вносят 100 см³ исследуемой воды температурой 20°С. Колбу закрывают пробкой, содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями, после чего колбу открывают и определяют характер и интенсивность запаха.

Определение запаха при 60°С. В колбу с притертой пробкой вместимостью 250 - 350 см³ вносят 100 см³ исследуемой воды. Горлышко колбы закрывают часовым стеклом и подогревают на водяной бане до 50 - 60°С. Содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями. Сдвигая стекло в сторону, быстро определяют характер и интенсивность запаха.

Таблица 2

Интенсивность, характер и оценка запаха воды

Интенсивность запаха	Характер проявления запаха	Оценка интенсивности запаха, балл
Нет	Запах не ощущается	0
Очень слабая	Запах не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании	1
Слабая	Запах замечаются потребителем, если обратить на это его внимание	2
Заметная	Запах легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде	3
Отчетливая	Запах обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья	4
Очень сильная	Запах настолько сильный, что делают воду непригодной к употреблению	5

Мы определяли запах воды при комнатной температуре 20°С. Для определения запаха воды, в чистую колбу наливали 100 мл исследуемой воды (рис.3), колбу закрывали и несколько раз перемешивали вращательными движениями (рис.4). Затем колбу открывали и определяли запах по 5-ти балльной системе (рис.5).
	Рис.3 В чистую колбу наливаем 100 мл исследуемой воды
Рис.4 Перемешиваем колбу вращательными движениями
Согласно СанПиН 2.1.5.980-00 и ГОСТ 3351-74 вода не должна приобретать запахи интенсивностью более 2 баллов.
	Рис.5 Определяем запах воды

Органолептический метод определения вкуса и привкуса

Органолептическим методом определяют характер и интенсивность вкуса и привкуса. Оценку вкуса воды проводят у питьевой природной воды при отсутствии подозрений на её загрязненность. Различают четыре основных вида вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами (солоноватый, горьковатый, металлический, хлорный и т.п.). Характер вкуса или привкуса определяют ощущением воспринимаемого вкуса или привкуса (соленый, кислый, щелочной, металлический и т.д.).

Исследуемую воду набирают в рот малыми порциями, не проглатывая, задерживают 3 - 5 с. (рис.6). Интенсивность вкуса и привкуса определяют при температуре 20°С и оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям таблицы 3.
	Рис.6 Определение вкуса воды

Таблица 3

Интенсивность, характер и оценка вкуса и привкуса воды

Интенсивность вкуса и привкуса	Характер проявления вкуса и привкуса	Оценка интенсивности запаха, балл
Нет	Вкус и привкус не ощущается	0
Очень слабая	Вкус и привкус не ощущается потребителем, но обнаруживаются при лабораторном исследовании	1
Слабая	Вкус и привкус замечаются потребителем, если обратить на это его внимание	2
Заметная	Вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде	3
Отчетливая	Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья	4
Очень сильная	Вкус и привкус настолько сильный, что делают воду непригодной к употреблению	5

Для питьевой воды допускаются значения показателей вкуса и привкуса не более 2 баллов.

Определение цветности воды

Цветность является важным физико-химическим показателем качества питьевой воды, от которой зависят ее органолептические свойства.

Цветность воды обычно обусловлена присутствием окрашенного органического вещества (главным образом гуминовых и фульвовых кислот, связанных с гумусом почвы). На цветность воды сильно влияет присутствие железа и других металлов в виде естественных примесей или в качестве продуктов коррозии. Она бывает также обусловлена загрязнением водоисточника промышленными стоками и может служить первым признаком возникновения опасной ситуации. Для показателя цветности питьевой воды ВОЗ не устанавливает никакого конкретного значения, которое влияет на здоровье человека.

Цветность воды - условно принятая количественная характеристика для описания цвета питьевой воды, имеющей незначительную естественную окраску. Цветность является косвенным показателем количества содержащихся в воде растворенных органических веществ.

Цветность воды определяется сравнением с растворами специально приготовленной шкалы цветности и выражается в градусах цветности этой шкалы согласно ГОСТ Р 52769-2007. Вода. Методы определения цветности.

Цветность устанавливают у питьевой и природной воды двумя методами:

1. Метод визуального определения цветности (метод А). Метод применяют только при необходимости ориентировочной оценки цветности;

2. Метод фотометрического определения цветности (метод Б) с применением хром-кобальтовой или платино-кобальтовой шкалы.

Методы определения цветности не применяют для анализа воды, содержащей примеси красителей или иных окрашенных химических веществ.

Пробу воды отбирают объемом не менее 200 см³ в емкость, изготовленную из полимерных материалов или стекла.

Пробу не консервируют и анализируют как можно быстрее после отбора. Если анализ пробы воды проводят позднее, чем через 6 ч после ее отбора, то пробу хранят в темном месте при температуре от 2°С до 8°С, при этом срок хранения пробы - не более 24 ч.

Примечание: пробы, хранившиеся в холодильнике, перед испытанием необходимо выдержать при комнатной температуре не менее 2 ч.

Мы определяли цветность воды методом визуального определения цветности (метод А) рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном освещении, отмечая подходящий оттенок из таблицы 4.

Таблица 4

Цветность воды
Слабо-желтоватая	Коричневатая
Светло-желтоватая	Красно-коричневатая
Желтая	Другая (укажите какая)
Интенсивно-желтая

Согласно СанПиН 2.1.5.980-00 и ГОСТ 3351-74 окраска воды не должна обнаруживаться в столбике 20 см.

Определение прозрачности воды

Прозрачность, или светопропускание, воды обусловлена ее цветом и мутностью, т.е. содержанием в ней различных окрашенных и минеральных веществ. Прозрачность воды часто определяют наряду с мутностью, особенно в тех случаях, когда вода имеет незначительные окраску и мутность. Прозрачность определяют методом с использованием диска Секи, а также по высоте столба воды, который позволяет различать на белой бумаге стандартный шрифт. Следует отметить, что на прозрачность воды может влиять не только наличие взвешенных частиц, но и окраска (цветность) воды.

Прозрачность воды мы определяли по высоте водяного столба, при которой можно визуально различить (прочесть) черный шрифт высотой 3,5 мм и шириной линии 0,35 мм на белом фоне или увидеть юстировочную метку (например, черный крест на белой бумаге). Проведению анализа могут мешать вещества, окрашивающие воду, а также пузырьки воздуха.

	Для анализа исследуемую пробу воды тщательно перемешали и налили в колбу (рис. 7). Колбу с водой поместили на текст черного шрифта высотой букв 3,5 мм и шириной линии 0,35 мм на белом фоне. Глядя сверху колбы, определяли прозрачность исследуемой пробы воды при достаточном освещении сверху.
Рис. 7 Исследуемая проба воды

Определение движения молекул воды

Для изучения движений молекул воды, мы взяли две колбы. В одну колбу налили холодную воду, в другую – горячую. В колбу с холодной водой мы внесли краску синего цвета (синька метиленовая), а в колбу с горячей водой внесли краску красного цвета (фуксин). (рис.8).
	Рис. 8 Накрываем колбу с холодной водой картоном.

Накрываем колбу с холодной водой картоном (рис.8), поднимаем, переворачиваем вверх дном и ставим на банку с горячей водой. Соединяем горлышки обеих банок, осторожно и медленно вытягиваем картонку.

Ещё раз готовим две колбы с горячей и холодной водой (рис.8). Накрываем колбу с горячей водой картоном и аналогично накрываем банку с холодной водой, аккуратно вынимаем картон.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Оценка запаха исследуемой водопроводной воды

Результаты изучения интенсивности и характера запаха исследуемой водопроводной воды представлены в таблице 5. Согласно СанПиН 2.1.5.980-00 и ГОСТ 3351-74 вода не должна приобретать запахи интенсивностью более 2 баллов.

Таблица 5

Интенсивность, характер и оценка запаха воды

Интенсивность запаха	Характер проявления запаха	Оценка интенсивности запаха, балл
Нет	Запах не ощущается	0

Из таблицы 5 видно, что исследуемая водопроводная вода соответствует СанПиН 2.1.5.980-00 и ГОСТ 3351-74 и оценивается в 0 баллов.

Оценка вкуса и привкуса исследуемой водопроводной воды

Результаты изучения интенсивности, характера проявления вкуса и привкуса исследуемой водопроводной воды представлены в таблице 6. Для питьевой воды допускаются значения показателей вкуса и привкуса не более 2 баллов.

Таблица 6

Интенсивность, характер и оценка вкуса и привкуса воды

Интенсивность вкуса и привкуса	Характер проявления вкуса и привкуса	Оценка интенсивности запаха, балл
Нет	Вкус и привкус не ощущается	0

Из таблицы 6 видно, что исследуемая водопроводная вода соответствует СанПиН 2.1.5.980-00 и ГОСТ 3351-74 и оценивается в 0 баллов.

Определение цветности водопроводной воды

В результате проведенного эксперимента видно, что вода в столбиках высотой 10 и 20 см бесцветна (рис.8).
	а) высота столбика воды 10 см	б) высота столбика воды 20 см
	Рис. 8 Определение цветности воды

Согласно СанПиН 2.1.5.980-00 и ГОСТ 3351-74 окраска воды не должна обнаруживаться в столбике 20 см.

Оценка прозрачности водопроводной воды

В результате проведенного эксперимента видно, что через колбу с водой хорошо читается текст черного шрифта высотой букв 3,5 мм и шириной линии 0,35 мм на белом фоне, исследуемая водопроводная вода прозрачна (рис. 9).
	Рис. 9 Определение прозрачности воды

Определение движения молекул воды

В результате проведенных экспериментов, мы установили, что молекулы воды подвижны. В колбе с холодной водой краска синего цвета окрашивает воду медленнее, чем краска красного цвета в колбе с горячей водой (рис.10). Соответственно молекулы холодной воды движутся медленнее, чем молекулы горячей воды.
	Рис. 10 Скорость окрашивания холодной и горячей воды

При накрывании колбы с горячей водой, колбой с холодной водой (рис.11), мы установили, что молекулы горячей воды в виде пара быстро устремляются вверх в колбу с холодной водой и горячая вода окрашивается в фиолетовый цвет (рис.12).

Рис. 11 Помещаем колбу с холодной водой на колбу с горячей	Рис.12 Горячая вода окрасилась в фиолетовый цвет.

При накрывании колбы с холодной водой, колбой с горячей водой, мы установили, что молекулы холодной воды тяжелее горячей и смешивание не происходит (рис.13,14,15).

Рис.13 Накрываем колбу с горячей водой картоном	Рис.14 Помещаем колбу с горячей водой на колбу с холодной	рис.15 Горячая и холодная вода не смешиваются

ВЫВОДЫ

В результате проведенных исследований и поставленных перед нами задач, мы пришли к следующим выводам:

1. Вода - это жидкость, без которой нет жизни;

2. Питьевая вода не имеет запаха, вкуса и привкуса, бесцветна и прозрачна;

3. Молекулы горячей воды движутся быстрее холодной.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Вода и водоподготовка. Термины и определения [Текст] : ГОСТ 30813-2002. – Введ. 2004-01-01. – М. : ИПК Издательство стандартов, 2002 – 16 с.

2. Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности [Текст] : ГОСТ 3351-74. – Введ. 1975-01-07. – М. : ИПК Издательство стандартов, 2003. – 8 с.

3. Вода питьевая. Отбор проб [Текст] : ГОСТ Р 51593-2000. – Введ. 2001.01.01. – М. : ИПК Издательство стандартов, 2001. – 8 с.

4. Вода. Общие требования к отбору проб [Текст] : ГОСТ Р 51592-2000. – Введ. 2001-07-01. – М. : ИПК Издательство стандартов, 2000 – 30 с.

5. Вода. Отбор проб для микробиологического анализа [Текст] : ГОСТ Р 53415-2009 (ИСО 19458:2006). – Введ. 2011-07-01. – М. : Стандартинформ, 2010. – 16с.

6. Гигиенические требования к охране поверхностных вод [Текст] : СанПиН 2.1.5.980-00. – Москва, 2000. – Введ. 2001-01-01. – Актуализация 2008-10-01.

7. Дементьев, Е. П. Методические указания к лабораторным работам по разделу «Санитарно-гигиенические исследования воды» / Е. П. Дементьев, Е. В. Цепелева. – Уфа : Башкирский ГАУ, 2013. – 28 с.

8. Ильясова, З. З. Санитарная гидробиология : учебное пособие / З. З. Ильясова. – Уфа : Башкирский ГАУ, 2015. – 124 с. : ил.

9. Маннапова, Р. Т. Микробиология и иммунология. Практикум : учебное пособие / Р. Т. Маннапова. – М : ГЭОТАР-Медиа, 2013. – 544с. : ил.

10. Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды [Текст] : Методические указания, МУК 4.2.1018-01.- Минздрав России, Москва, 2001.

 

14

 

Код для цитирования: Скопировать