hasło Konkursu „Nauka nie musi być nudna”, Monitoring jakości wód naturalnych i wody pitnej za pomocą analiz chemicznych Hasło Konkursu „Nauka nie musi być nudna”,

hasło Konkursu „Nauka nie musi być nudna”, Prezentacja przygotowana w ramach projektu „Kompetencje kluczowe drogą do kariery” współfinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego wraz z logotypami Projektu, WSP TWP, Unii Europejskiej i Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki”. Autorami pracy konkursowej są uczniowie zespołu z3c: Edyta Makar Helena Frankowska Marta Wyszowska Aleksandra Zamora Barbara Olejniczak Joanna Konop Martyna Węsek Marcin Zaryczański

Lokalizacja prowadzonych badań

Gryfice: woj. zachodniopomorskie, powiat gryficki, gmina Gryfice. Lokalizacja prowadzonych badań Gryfice: woj. zachodniopomorskie, powiat gryficki, gmina Gryfice. Pomniejszony plan miasta

Miejsca poboru próbek wody naturalnej do analiz chemicznych Legenda: Próbka I – z parku ( staw miejski) Próbka II – z kąpieliska miejskiego Próbka III – z oczka wodnego w parku Próbka IV – z rzeki Regi (odc. Gryfice) Próbka V – z rzeki Regi ( odc. Płoty) III I II V IV

Dokumentacja fotograficzna pobierania próbek wody

Zajęcia w laboratorium – chemiczna analiza wody

Analiza i opracowywanie wyników badań próbek wody

Monitoring jakości wód naturalnych na terenie Gryfic i okolic

Badane parametry jakości wód naturalnych twardość całkowita twardość węglanowa zawartość soli kwasu fosforowego V (fosforanów) zawartość jonów amonowych, azotanowych zawartość jonów żelaza pH wody

Badanie twardości całkowitej wody w próbkach – metodyka badań Naczynie wielokrotnie przepłukano wodą przeznaczoną do badania. Naczynie napełniono wodą w ilości 5ml. Wkroplono odczynnik licząc krople, po każdej kropli mieszano przechylając naczynie aż gama kolorów przeszła od koloru czerwonego do zielonego.

Wyniki analizy twardości całkowitej wody Numer próbki I II III IV V Twardość całkowita wody miękka twarda Twarda Wnioski: Woda twarda występuje w kąpielisku miejskim w Gryficach i w rzece Redze na terenie Płotów, a woda miękka w stawku miejskim, oczku wodnym i Redze w Gryficach. Kontrola twardości ogólnej daje orientację co do ogólnej zawartości soli w wodzie. Solami decydującymi o twardości są sole potasowe i magnezowe. Zawartość ww. soli ma istotny wpływ na fizjologię ryb (pracę komórek i poziom magnezu we krwi).

Badanie twardości węglanowej wody w próbkach – metodyka badań Naczynie wielokrotnie przepłukano wodą przeznaczoną do badania. Naczynie napełniono wodą w ilości 5ml. Wkroplono odczynnik licząc krople, po każdej kropli mieszano przechylając naczynie aż gama kolorów przeszła od koloru niebieskiego do żółtego lub od koloru żółtego do pomarańczowego.

Wyniki analizy twardości węglanowej wody Numer próbki I II III IV V Twardość węglanowej wody miękka średnia Wnioski: Woda miękka występuje w stawku miejskim w Gryficach i w rzece Redze na terenie Gryfic, a woda średnia w kąpielisku miejskim, oczku wodnym i rzece Redze w Płotach. Twardość węglanowa podlega okresowym wahaniom i rzutuje na podstawową równowagę kwasową względnie na zdolność wody do wiązania kwasów. Zbyt niska wartość może powodować gwałtowny spadek pH i wymieranie ryb, zbyt wysoka lub zbyt niska wartość wpływa niekorzystnie na wzrost roślin.

Badanie pH w próbkach wody – metodyka badań Naczynie wielokrotnie przepłukano wodą przeznaczoną do badania. Naczynie napełniono wodą w ilości 5ml. Następnie dodano 4 krople odczynnika, zamieszano i odstawiono na 3 minuty.

Wyniki analizy pH wody Wnioski: Numer próbki I II III IV V pH wody 7,6 7,4 Wnioski: Zarówno w próbce pochodzącej ze stawku miejskiego, oczka wodnego, kąpieliska miejskiego, rzece Redze na terenach Gryfic, jak i Płot, woda wykazuje lekko zasadowy odczyn. Wyniki badań pH wody naturalnej wskazują na pierwszą klasę czystości wody. Dopuszczalne wartości pH w wodach powierzchniowych w naszym kraju dla wód I klasy czystości wynoszą - od 6,5 do 8.

Badanie zawartości jonów amonowych w wodzie – metodyka badań Dwa naczynia miernicze płuczemy wodą przeznaczoną do badania, następnie napełniamy wodą w ilości 5ml. Do jednej z próbek dodajemy odczynniki w następującej kolejności: a. 4 krople odczynnika 1 i dobrze mieszamy b. 4 krople odczynnika 2 i dobrze mieszamy c. 5 kropli odczynnika, dobrze mieszamy i odstawiamy na 15 minut. Obie próbki umieszczamy w bloku komparatora, próbkę z dodatkiem odczynników umieszczamy na gładkim końcu a próbkę bez odczynników na naciętym końcu bloku komparatora. Blok komparatora z próbkami przesuwamy na skali komparatora i odczytujemy zawartość amonu.

Wyniki analizy obecności jonów amonowych – metodyka badan Numer próbki I II III IV V Obecność jonów amonowych 0,25 0,5 Wnioski: Zawartość jonów amonowych w próbkach I-IV jest stosunkowo niewielka, największe stężenie tych jonów stwierdzono w próbce V pobranej z rzeki Regi na terenie miejscowości Płoty. Dopuszczanie stężenie jonów amonowych w wodach naturalnych wynosi 0,5 mg/l . Amon jest rozkładany przez bakterie nitryfikacyjne. Jego wysoka zawartość oznacza złą filtrację wody. Przy pH 7 i powyżej większa część amonu jest przekształcana w amoniak, który jest śmiertelnym zagrożeniem dla organizmów wodnych.

Badanie obecności jonów żelaza w próbkach wody – metodyka badań Do dwóch wypłukanych wodą przeznaczoną do badania naczyń mierniczych wlewamy po 5 ml wody. Do jednej z próbek dodajemy 5 kropli odczynnika Fe, mieszamy i odstawiamy na 5 minut. Próbkę z dodatkiem odczynników umieszczamy w komparatorze, a próbkę bez dodatku odczynników na naciętym końcu komparatora. Blok komparatora z obiema próbkami przesuwamy na skali aż kolor próbki z odczynnikiem odpowiadać będzie kolorowi pod próbką bez dodatku odczynników. Zawartość żelaza odczytujemy na nacięciu bloku.

Wyniki analizy obecności żelaza w wodzie Numer próbki I II III IV V Obecność jonów żelaza (mg/l) <0,02 0,05 0,4 1,0 Wnioski: Zawartość żelaza w badanych próbkach bardzo się różni i waha od <0,02 do 1,0. Największe stężenie jonów żelaza występuje w wodzie z rzeki Regi pobranej w miejscowości Płoty. Najmniejsze stężenie występuje w wodzie kąpieliska miejskiego i stawku w parku w Gryficach. Dopuszczone stężenie jonów żelaza w wodzie wynosi 0,5 mg/l, w próbce nr V zostało ono przekroczona i wynosi 1,0 mg/l. Woda w Redze w Płotach ma największe stężenie jonów żelaza. Jony te sprawiają, że woda ta ma nieprzyjemny smak i zapach. Duże stężenie jonów żelaza wywołuje zmiany w układzie krążenia kręgowców i bezkręgowców wodnych.

Badanie zawartości fosforanów w pobranych próbkach wody Probówkę oznaczoną symbolem PO4 napełniliśmy pobraną próbką wody do wysokości oznaczonej na probówce paskiem. Dodaliśmy 10 kropli reagentu 1 z butelki oznaczonej symbolem PO4, potrząsając lekko wymieszaliśmy zawartość probówki. Dodaliśmy 1 kroplę reagentu 2 z butelki oznaczonej symbolem PO4, potrząsając lekko wymieszaliśmy zawartość probówki. Odczekaliśmy 5 minut i stawiając probówkę na odpowiednim kwadracie na arkuszu ze skalami kolorymetrycznymi, odczytaliśmy wartość badanego parametru.

Wyniki analizy zawartości fosforanów w pobranych próbkach wody Numer próbki I II III IV V Zawartość fosforanów <0,02 0,05 0,1 0,2 Wnioski: Zawartość fosforanów w badanych próbkach wody jest niska i wskazuje na I klasę czystości wody. Stężenie fosforanów w I klasie czystości wody zawiera się w przedziale 0 – 0,2mg/l Fosfor jest pierwiastkiem niezbędnym do życia i rozwoju roślin i zwierząt – jego brak w wodzie ogranicza wzrost roślin; aby nie dopuścić do eutrofizacji zbiorników przyjmuje się, że stężenie fosforu nie powinno przekraczać 1 mg/l. Poziom fosforanów rośnie przy dużej ilości ryb, podawaniu nawozów, lub pokarmów bogatych w fosfor.

Badanie zawartości azotanów w pobranych próbkach wody Probówkę oznaczoną symbolem NO3 napełniliśmy pobraną próbką wody do wysokości oznaczonej na probówce paskiem. Dodaliśmy 2 miarki reagentu z 1 butelki oznaczonej symbolem NO3, potrząsając lekko wymieszaliśmy zawartość probówki. Dodaliśmy 1 miarkę reagentu 2 z butelki oznaczonej symbolem NO3, potrząsając przez 1 minutę wymieszaliśmy zawartość probówki. Odczekaliśmy 10 minut i stawiając probówkę na odpowiednim kwadracie na arkuszu ze skalami kolorymetrycznymi, odczytaliśmy i oznaczyliśmy wartość badanego parametru.

Wyniki analizy zawartości azotanów w pobranych próbkach wody Numer próbki I II III IV V Zawartość fosforanów 0,025 0,1 0,5 0,4 Wnioski: Zawartość azotanów we wszystkich badanych próbkach wody jest niska i wskazuje na I klasę czystości wód. Stężenie NO3 w I klasie czystości wody zawiera się w przedziale 0 – 5,0 mg/l. Zwiększanie  zawartości azotanów w wodach naturalnych może być wywołane ich spływem z pól nawożonych nawozami azotowymi, źródłem azotanów mogą byś również ścieki komunalne lub przemysłowe.

Jakość wody pitnej – badania w Stacji Sanitarno-Epidemiologicznej w Gryficach. Badania wybranych parametrów wody pitnej przeprowadziliśmy w Powiatowej Stacji Sanitarno-Epidemiologicznej w Gryficach. Dzięki uprzejmości Dyrekcji i pracowników stacji poznaliśmy metodykę badań chemicznych oraz przeprowadziliśmy analizę wybranych parametrów wody pitnej. Analizowaliśmy: mętność wody przewodność elektryczną stężenie jonów amonowych stężenie jonów żelaza pH wody

Analiza zawartości żelaza w wodzie pitnej Zakres stosowania metody: metoda dla próbek laboratoryjnych spełniających warunki: zawartość żelaza mieści się w granicach 0,02 – 10,0 mg/l oznaczenie wykonane w dniu pobrania próbki Zasady metody: redukcja żelaza trójwartościowego do dwuwartościowego po redukcji wywołuje się reakcję barwną z 1,10 fenantroliną intensywność pomarańczowego zabarwienia jest proporcjonalna do zawartości żelaza w próbce pomiar przeprowadzamy fotometrycznie

Analiza zawartości żelaza w wodzie pitnej Metodyka badań 100ml próby wody 3 ml roztworu HCL 2,5 ml roztworu chlorowodorku hydroksyloaminy 10 ml buforu octanowego 2 ml fenantroliny odstawić na 10 minut przeprowadzić pomiary Aparatura i przyrządy: cylindry Nesslera spekrtofotomert kuwety fotometryczne

Zajęcia w laboratorium – analiza zawartości żelaza

Wyniki analizy obecności żelaza w wodzie Numer próbki Absorbancja C Fe(mg/l) I 0,006 0,035mg/l II 0,014 0,085mg/l III 0,036mg/l IV 0,038mg/l Wnioski: Stężenie żelaza w badanych próbkach wody pitnej jest bardzo niskie. Dopuszczalne stężenie żelaza w wodzie do picia wynosi 0,2 mg/dm3. Duża zawartość żelaza w wodzie wywołuje jej mętność, brunatną barwę i pogarsza walory smakowe. Wprowadzone ograniczenia uwzględniają właściwości organoleptyczne i kosmetyczne wody .

Oznaczanie pH w wodzie pitnej Zakres stosowania metody Procedurę pomiaru stosujemy dla oznaczania pH w wodzie w zakresie 1-14. Aparatura i przyrządy: pehametr laboratoryjny o dokładności nie mniejszej niż 0,1 pH z aktualnym świadectwem wzorowania elektroda zespolona z aktualnym świadectwem wzorowania termometr szklany 0-50 stopni C z aktualnym świadectwem wzorowania

Oznaczanie pH w wodzie pitnej Zasady metody Oznacznie pH polega na pomiarze potencjału elektrycznego na elektrodzie zespolonej zanurzonej w badanym roztworze ( próbce wody). Odczynniki i roztwory wzorce do kalibracji w zakresie od 1 d0 12 z aktualnym świadectwem materiału odniesienia roztwór KCL Przygotowanie próbki do badań Oznacznie pH wykonujemy po pobraniu próbki. Wynik pH zależy od temperatury, wpływ ten jest niwelowany przez kompensator wbudowany w pehametr. 

Zajęcia w laboratorium – oznaczanie pH

Wyniki analizy pH wody Wnioski: Numer próbki I II III IV V pH wody 7, 45 7, 59 7, 69 7, 76 7,65 Wnioski: Wartość pH w próbkach wody pitnej wahała się od 7,45 do 7,76. Zalecana wartość pH dla wody pitnej płynącej z naszych kranów zawiera się w przedziale od 6,5 do 9,5, więc badana przez nas woda mieści się w ww. przedziale.

Zajęcia w laboratorium – oznaczanie mętności wody

Oznaczanie mętności w wodzie pitnej Zakres stosowania metody Procedurę pomiaru stosujemy dla ilościowego oznaczania mętności w wodzie w zakresie od 1-10000 FNU. Zasady metody Metoda wykorzystuje zjawisko rozpraszania światła przez ośrodki mętne i pomiar natężenia światła rozproszonego przez cząsteczki pod kontem 90 stopni w stosunku do kierunku światła padającego.

Oznaczanie mętności w wodzie pitnej Aparatura i przyrządy mętnościomierz optyczny Odczynniki i roztwory wzorce do kalibracji w całym zakresie pomiarowym : 0,02 NTU, 10 NTU, 100 NTU, 1750 NTU, 10000NTU, posiadane aktualne świadectwo wzorcowania Przygotowanie próbki do badań Mętność oznaczamy jak najszybciej po pobraniu próbki.

Wyniki analizy mętności wody Numer próbki I II III IV V pH wody 0,240 NTU 0,140 NTU 0,08 NTU 0,02 NTU 0,250 NTU Wnioski: Mętność wody pitnej w badanych próbkach wody zawiera się w przedziale od 0,02 do 0,250 NTU i jest zgodna z dyrektywą UE. Na podstawie dyrektywy UE dotyczącej wody pitnej wartość graniczna wynosi 1,0 NTU.

Oznaczanie jonów amonowych w wodzie pitnej Zakres stosowania metody Metodę stosujemy dla próbek, które spełniają warunki: stężenie jonów amonu wynosi od 0,04 do 2,0 mg/l mętność jest mniejsza niż 10 mg/l barwa jest mniejsza niż 20,0 mg/l oznaczenie próbki wykonać w dniu pobrania. Zasady metody Jony amonowe reagują z dodanym do próbki odczynnikiem Nesslera tworząc związek kompleksowy o zabarwieniu żółtobrunatnym. Intensywność zabarwienia określamy fotometrycznie. Pomiar absorbancji dokonuje się na spektrofotometrze przy długości fal 400nm.

Oznaczanie jonów amonowych w wodzie pitnej Aparatura i przyrządy cylindry Nesslera o poj. 50 ml spektrofotometr o zakresie obejmującym długość fali 400nm. kuwety fotometryczna Odczynniki i roztwory Odczynnik Nesslera

Zajęcia w laboratorium – oznaczanie jonów amonu

Wyniki analizy stężenia jonów amonu Numer próbki I II III IV V Absorbancja 0,003 0,002 0,oo1 0,007 0,006 Stężenie 0,01mg/l 0,03mg/l Wnioski: Stężenie jonów amonowych w badanych próbkach wody jest bardzo niskie i mieści się w zakresie normy. Woda pitna może maksymalnie zawierać 0,5 mgNH4+/l, przy czym jeszcze do niedawna obowiązywała norma 1,5 mg NH4+/l dla wód niechlorowanych.

Badanie przewodności elektrycznej w wodzie Zakres stosowania metody Metodę stosujemy do oznaczania przewodności elektrycznej w wodzie w zakresie: 0- 199,9µS/cm 0,2-1999mS/cm Zasady metody Metoda polega na badaniu bezpośredniej przewodności elektrycznej roztworów wodnych za pomocą przyrządu pomiarowego. Przewodność jest miarą prądu przewodzonego przez jony obecne w wodzie i zależy od stężenia jonów, natury jonów, temperatury roztworu i jego lepkości.

Badanie przewodności elektrycznej w wodzie Aparatura i przyrządy przyrząd do pomiaru przewodność i elektrycznej o dokładności nie mniejszej niż 0,5% czujnik konduktometryczny termometr szklany 0d 0-50 stopni C Odczynniki i roztwory roztwór wzorcowy chlorku potasu A roztwór wzorcowy chlorku potasu B

Zajęcia w laboratorium – badanie przewodności elektrycznej w wodzie

Wyniki analizy przewodności elektrycznej w wodzie Numer próbki I II III IV V Przewodność 507 µS/cm 523 µS/cm 506 µS/cm Wnioski: Przewodność elektryczna badanych próbek wody jest stosunkowo niska i nie przekracza normy 2500µS/cm. Na podstawie pomiaru przewodności elektrycznej badanej wody możemy wnioskować, że badana woda jest wodą bardzo czystą. Im mniejsza wartość tego wskaźnika woda jest czystsza.