ekologie Kvalita vody Téma kvalita vody je v dnešní době častým předmětem diskuze. Už od první třídy žáci ve školách slýchávají, jak je voda pro život nezbytná a že život bez vody na naší planetě není možný. Gymnázium Frýdlant, Mládeže 884, příspěvková organizace autor: Mgr. Lucie Mrklasová
ekologie Obsah Obsah... 2 Úvodní slovo k souboru ENV-6-Kvalita vody... 3 Vycházka do přírody živočichové ve vodě a u vody... 4 Úvod... 5 Cíle... 5 Teoretická příprava (teoretický úvod)... 5 Motivace studentů... 6 Zápis z vycházky do přírody kvalita vody... 7 Kvalita vody stanovení koncentrace dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě... 9 Úvod... 10 Cíle... 10 Teoretická příprava (teoretický úvod)... 10 Motivace studentů... 14 Pracovní návod... 15 Protokol... 18
ekologie Úvodní slovo k souboru ENV-6-Kvalita vody Téma kvalita vody je v dnešní době častým předmětem diskuze. Už od první třídy žáci ve školách slýchávají, jak je voda pro život nezbytná a že život bez vody na naší planetě není možný. Lidé by si důležitost vody měli uvědomovat stále a proto i ve škole je nutné hovořit o kvalitě vody a nutnosti pečovat o životní prostředí, jehož součástí je i voda. Tato úloha je rozpracovaná do více vyučovacích hodin, které mohou proběhnout v rámci jednoho i více předmětů, především v předmětech biologie a chemie, případně i v hodinách fyziky a anglického jazyka (překlad originálního manuálu pro práci s kolorimetrem v AJ). Součástí úlohy jsou: (A) powerpointová prezentace ENV-6-Kvalita vody - živočichové ve vodě a u vody (B) ENV-6-Metodika pro učitele1 kvalita vody odchyt živočichů, PASCO kolorimetr ph, vodivost (C) ENV-6-Metodika pro učitele2 kvalita vody PASCO kolorimetr (D) ENV Zápis z vycházky do přírody (E) ENV Protokol - kvalita vody (F) ENV Postup práce s kolorimetrem a ampulemi Navrhovaný postup pro zpracování komplexu úloh na téma kvalita vody je následující: V hodinách biologie (případně i chemie) se probere výklad na téma kvalita vody, v biologii spíše z hlediska ekologického s využitím powerpointové prezentace (A), v chemii se proberou pojmy jako je tvrdost vody, ph, obsah dusičnanů ve vodě, čistička odpadních vod apod., ve fyzice se zmíní Lambertův-Beerův zákon, na jehož principu pracuje kolorimetr. Následuje vycházka do přírody, během níž musí splnit studenti následující úkoly: odchytí ve vodě pomocí síťky vzorky živočichů a ty určí pomocí klíče či atlasu, odchycené druhy živočichů uvedou do zápisu z vycházky (D) pomocí Xploreru a Pasco-senzorů určí GPS souřadnice lokality, ph a vodivost a uvedou do zápisu (D) odeberou vzorky vody pro laboratorní cvičení k určení její kvality pomocí kolorimetru V laboratorním cvičení zanalyzují vzorky vody odebrané během předešlé vycházky a určí obsah dusičnanů, fosforečnanů a chlóru pomocí Pasco-kolorimetru a Xploreru, výsledky zpracují do protokolu (E), pro nějž případně využijí i zápis z vycházky (D). Celková hodinová dotace: 5 hodin (5 x 45 min, 1 hodina výklad, 2 hodiny vycházka do přírody, 2 hodiny laboratorní cvičení)
ekologie Vycházka do přírody živočichové ve vodě a u vody V rámci následující vycházky studenti zjistí, jak pestrý může být život v tůni, rybníku, potoku či v řece kousek za školou nebo za domem, kde bydlí. Kolik různých druhů živočichů mohli přehlížet, když se brouzdali vodou nebo se osvěžovali koupelí v horkém létě.
5 Zařazení do výuky Cvičení je vhodné zařadit v rámci učiva zoologie, po probrání taxonomie živočichů nebo v rámci učiva ekologie živočichů. Tip Vycházku je třeba naplánovat na pozdní jarní či letní období, případně ještě v teplých dnech v září v septimě jako opakování znalostí ze sexty, abychom mohli zaručit, že se nám ještě podaří odlovit vzorky většího počtu vodních živočichů, případně spatřit vážky apod. podél vod. Časová náročnost Dvě hodiny (2 45 min). Součástí vycházky je i měření ph a vodivosti s Pasco-senzory Slovníček pojmů EKOLOGICKÁ VALENCE STENOEKNÍ DRUH EURYEKNÍ DRUH LARVA NYMFA Přehled pomůcek síťka pro odchyt vodních živočichů miska nebo tácek na vodu pro odložení odchycených živočichů měkká pinzeta lupa klíč k určování bezobratlých (BUCHAR, Jan; DUCHÁČ, Václav; HŮRKA, Karel; LELLÁK, Jan. Klíč k určování bezobratlých. Praha: Scientia, spol. s r.o., 1995. 285 s. ISBN 80-85827-81-6.) libovolný atlas hmyzu, atlas ryb, atlas bezobratlých apod. blok (papír), propiska (tužka) ENV - zápis z vycházky do přírody X-plorer, kolorimetr Pasco se senzory pro měření ph a vodivosti, GPS-senzor Úvod V rámci následující vycházky studenti zjistí, jak pestrý může být život v tůni, rybníku, potoku či v řece kousek za školou nebo za domem, kde bydlí. Kolik různých druhů živočichů mohli přehlížet, když se brouzdali vodou nebo se osvěžovali koupelí v horkém létě. Zároveň se přesvědčí, že složení živočichů žijících v daném prostředí opravdu závisí na jeho kvalitě a míře znečištění. Cíle Studenti by měli zvládnout: správně manipulovat se síťkou pro odchyt živočichů a odhadnout vhodné místo a hloubku pro odchyt pracovat s klíčem k určování bezobratlých a určit druh, příp. pouze rod odchyceného živočicha použít znalosti o biologii a výskytu daného živočicha (např. z powerpointové prezentace) k předběžnému určení kvality vody pracovat s X-plorerem a s Pasco-senzory pro měření ph a vodivosti Studenti by si měli uvědomit, že: v jejich okolí spolu s nimi žije mnoho dalších, byť jen drobných, živočichů, kteří mají právo na své, jim prospívající, životní prostředí a my, lidé, bychom se měli snažit toto prostředí vážněji nenarušovat svým chováním a způsobem života mohou spolu s dalšími lidmi vážně ovlivnit výskyt jednotlivých druhů živočichů v jejich okolí Teoretická příprava (teoretický úvod) Viz powerpointová prezentace - ENV-6-Kvalita vody, živočichové ve vodě a u vody. Praktické provedení V okolí školy vybereme vhodnou lokalitu se snadným přístupem k vodě. Nejdříve studentům ukážeme, jak správně manipulovat se síťkou pro odchyt živočichů a pokusíme se odlovit nějaké živočichy v různých hloubkách od hladiny směrem ke dnu, u dna dáváme pozor, abychom nenabrali příliš mnoho nečistot, zejména bahna, pokud nás zrovna nebudou zajímat živočichové z této oblasti. Odchycené živočichy vypustíme do misky, do níž jsme předtím nabrali vodu z dané lokality. Poté jednotlivé druhy určíme a zapíšeme si je. Podle výskytu živočichů ve vodě se pokusíme určit kvalitu vody a vysvětlíme, co konkrétního nás k danému závěru přivedlo. Poté zahájíme měření ph a vodivosti pomocí senzorů Pasco. Pomocí GPS senzoru zjistíme polohu lokality, kde došlo k měření a k odchytu živočichů a naměřené hodnoty uložíme v X-ploreru nebo na flesh disk. Odebereme vzorky vody pro laboratorní určení kvality vody pomocí přístrojů Pasco. ekologie Kvalita vody / Vycházka do přírody živočichové ve vodě a u vody Materiály pro učitele
6 Motivace studentů Zeptáme se studentů, které druhy živočichů by očekávali v řece, potoku, tůni či rybníce, kam se chystáme v rámci vycházky. Studenti si mohou tipovat, do které škatulky čistá, mírně znečištěná, znečištěná, silně znečištěná voda z naší lokality patří. Vysvětlíme studentům vztah mezi kvalitou vody a zastoupením živočichů, kteří se v ní vyskytují. Zmíníme druhy živočichů, kteří se v našich vodách a jejich okolí dříve běžně vyskytovali a dnes je na daných lokalitách najdeme pouze vzácně nebo vůbec (např. rak říční, rak kamenáč, perlorodka říční, velevrub malířský, mihule potoční, vranka obecná, blatnice skvrnitá, ouklejka pruhovaná, potápník atd.). Pokud známe důvod, proč daní živočichové vymizeli, uvedeme jej, případně necháme studenty polemizovat a diskutovat. ekologie Kvalita vody / Vycházka do přírody živočichové ve vodě a u vody Materiály pro učitele
ekologie Zápis z vycházky do přírody kvalita vody Zapsal/a: Lokalita: GPS souřadnice: Popis lokality:
8 Odchycení živočichové: Druh (rod) živočicha Taxonomické zařazení živočicha Očekávaný výskyt typ vody, v níž se obvykle vyskytuje * ekologie Kvalita vody Zápis z vycházky do přírody kvalita vody * typ vody čistá, mírně znečištěná, znečištěná a silně znečištěná Výsledky měření pasco-senzory ph vody vodivost Závěr: (předběžné vyhodnocení kvality vody na základě odchycených živočichů a naměřených hodnot odůvodnění vyvozeného závěru)
ekologie Kvalita vody stanovení koncentrace dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě V rámci následujícího laboratorního cvičení studenti naměří hodnoty dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vzorcích vody, které byly odebrány během vycházky do přírody v potoce, tůňce, řece apod. v okolí školy, případně ve vzorcích vody z okolí jejich domova či jiné lokalitě.
10 Zařazení do výuky Laboratorní úlohu je vhodné zařadit v rámci učiva zoologie, po probrání taxonomie živočichů nebo v rámci učiva ekologie živočichů. Tip 1 Vzorky vody by se po odebrání měly uchovávat v chladničce, ale ne příliš dlouho, aby nedošlo k pomnožení mikroorganismů a nedošlo k ovlivnění výsledků. Tip 2 V rámci mezipředmětové spolupráce by bylo ideální se dohodnout s vyučujícími chemie a fyziky, aby průběžně s touto úlohou probrali studenti při hodinách chemie téma voda a čističky odpadních vod, případně by na tuto práci mohla navazovat exkurze do čističky odpadních vod. Při hodinách fyziky by se zmínil Lambertův-Beerův zákon, který definuje vztah mezi absorbcí světla a vlastnostmi dané látky, kterou prochází světlo. Na základě tohoto zákonu je sestaven Pascokolorimetr PS-2179, pomocí něhož budeme určovat obsah dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě. Časová náročnost Dvě hodiny (2 45 min). Čas včetně přípravy, úvodu a vyhodnocení výsledků se závěrečnou diskuzí. Úvod V rámci následujícího laboratorního cvičení studenti naměří hodnoty dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vzorcích vody, které byly odebrány během vycházky do přírody v potoce, tůňce, řece apod. v okolí školy, případně ve vzorcích vody z okolí jejich domova či jiné lokalitě. Podle naměřených hodnot vyvodí závěry o kvalitě daného vzorku vody a porovnají je s předchozími závěry - podle výskytu živočichů ve vodě a v jejím okolí v dané lokalitě. Cíle Studenti by měli zvládnout: použít odpovídající instrumentální vybavení - Xplorer, kolorimetr PS-2179 Kvalita vody analyzovat výsledky měření a porovnat naměřené hodnoty koncentrací daných látek ve vodě s hodnotami vymezenými českou hygienickou inspekcí a ministerstvem životního prostředí pro čistou vodu, případně pro vodu pitnou a užitkovou nebo podle Směrnice Rady 75/440/EHS o požadované jakosti povrchových vod určených v členských státech k odběru pitné vody sami si vyhledat informace o posuzování kvality vody a o limitech pro koncentrace jednotlivých látek obsažených ve vodě vyvodit vztah mezi koncentracemi daných látek ve vodě a naměřenými hodnotami ph a vodivosti, které jsme zjistili během vycházky do přírody odůvodnit výskyt, případně absenci očekávaných živočichů, které jsme odlovili během vycházky v závislosti na obsahu dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě pochopit vztah mezi jednotlivými faktory (výskyt živočichů, ph, vodivost, koncentrace dusičnanů, fosforečnanů a chlóru) a kvalitou vody Teoretická příprava (teoretický úvod) Viz powerpointovou prezentaci ENV-6-Kvalita vody - živočichové ve vodě a u vody. Teorii ke kvalitě vody by studenti měli míti probranou z hodin chemie a princip fungování kolorimetru z hodin fyziky. Jejich teoretické znalosti bychom měli nejdříve zhodnotit a zopakovat formou otázek a společné diskuze na dané téma. DUSIČNANY jsou soli kyseliny dusičné (obsahují NO 3 - skupinu). Jelikož jsou bohaté na dusík, podstatná část vyrobených dusičnanů se užívá jako hnojiva. Tyto látky mají rovněž schopnost oxidačních činidel, proto se užívají v pyrotechnice, kupříkladu na výrobu střelného prachu. Dusičnany se vyskytují i v přírodě, existuje několik nerostů s dusičnany, avšak jejich těžba by nebyla schopna pokrýt celosvětovou spotřebu, proto se vyrábějí uměle. Jsou zastoupeny i v mořské vodě, což v nadměrnějším množství umožňuje život fytoplanktonu (např. v oblasti Aljašky). Nadměrné zastoupení ve sladké vodě (zejména jezerech) způsobuje množení řas a sinic. Téměř všechny dusičnany jsou ve vodě dobře rozpustné. Přítomnost dusičnanů v pitné vodě je zdravotně závadná, řadíme je mezi karcinogeny (rakovinotvorné látky). Statisticky je při zvýšeném obsahu dusičnanů ve vodě prokázaný nárůst výskytu rakoviny jater, žaludku, tlustého střeva a močového měchýře. Dusičnany u malých dětí ekologie Kvalita vody / Kvalita vody stanovení koncentrace dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě Materiály pro učitele
11 Slovníček pojmů PITNÁ VODA UŽITKOVÁ VODA DUSIČNANY NITRÁTY FOSFOREČNANY FOSFÁTY CHLÓR KOLORIMETR LAMBERTŮV BEERŮV ZÁKON Přehled pomůcek počítač s USB portem PASPORT USB Link (Interface) nebo Xplorer PS-2179 Kvalita vody - kolorimetr sady ampulí a reaktantů k určování obsahu dusičnanů (EZ-2333A), fosforečnanů (EZ-2337) a chlóru (EZ-2339) ve vodě software DataStudio vzorky zkoumané vody ochranné pomůcky ochranný štít nebo brýle, plášť, jednorázové rukavice pracovní návod způsobují komplikace s přenosem hemoglobinu a následné dušení. Limit pro pitnou vodu činí 50 mg/l. FOSFOREČNANY jsou soli kyseliny fosforečné (obsahují PO 4 3 skupinu). Mají nezastupitelnou roli v biochemii. V přírodě se vyskytují jako nerosty jako apatit, monazit aj. Fosforečnany se dostávají do vody z odpadních vod domácností (jsou obsaženy zejména v pracích prášcích a mycích prostředcích na nádobí) a z hnojených zemědělských ploch. V pitné vodě je povolen obsah do 6,7 mg/l (3,5 mg/l v kojenecké vodě). CHLÓR je vysoce využívaný vysoce reaktivní plyn. Přítomnost tzv. zbytkového chlóru v pitné vodě zamezuje rozšíření choroboplodných mikroorganismů, především bakterií, ve vodovodním potrubí. Chlór je do pitné vody přidáván jako desinfekční činidlo pro zajištění její zdravotní nezávadnosti. Chlór ve zvýšeném množství jednak kazí chuť a vůni vody, ale má i prokazatelně negativní dopad na lidský organismus. Dětem a lidem se suchou pletí způsobuje chlór ve vodě svědění a vysoušení pokožky a stejně tak podporuje vznik a zhoršení stavu ekzémů a lupénky. Dle mnohých studií vzniká reakcí chlóru s některými látkami, které mohou ve vodě být, i karcinogenní riziko pro člověka. Praktické provedení Připravíme si vzorky vody a započneme měření koncentrací dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě podle návodu. MĚŘENÍ OBSAHU DUSIČNANŮ VE VODĚ 1. Naplníme reakční tubu (lahvičku se zeleným šroubovacím víčkem) 15 ml vzorku určeného k testování (vzorek odebraný během vycházky do přírody). Viz obr. 1. 2. Vysypeme obsah sáčku se zinkem do reakční tuby se vzorkem vody. Tubu uzavřeme a energicky protřepáváme přesně 2 minuty. Viz obr. 2. 3. Přidáme 10 kapek roztoku kyseliny A-6901 do prázdného pohárku na vzorky. Viz obr. 3. a 4. ekologie Kvalita vody / Kvalita vody stanovení koncentrace dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě Materiály pro učitele obr. 1 obr. 2 obr. 3 obr. 4 4. Vylijeme smíchanou směs z reakční tuby do pohárku s kapkami kyselého roztoku. Postupujeme opatrně tak, aby se nám do pohárku nedostal žádný pevný materiál, který je usazen na dně reakční tuby! (I nepatrné množství pevného materiálu a nečistot může značně ovlivnit výsledek měření!) 5. Vložíme ampuli EZ-2333A do naplněného pohárku se vzorkem tak, že špičku ampule umístíme do drážky na dně pohárku. Tlakem špičku
12 ulomíme a ampule se v důsledku podtlaku naplní námi připravenou tekutinou. Viz obr. 5. 6. Opatrně ampuli vyjmeme a několikrát ji obrátíme, aby její obsah cestoval od jednoho konce k druhému. Poté ampuli důkladně osušíme. Ampuli postavíme na pevnou podložku a počkáme 10 minut na zabarvení. 7. Zapojíme kolorimetr PS-2179 do Xploreru. Zkalibrujeme kolorimetr kvality vody pomocí kalibrační ampule, která je součástí setu pro určování obsahu dusičnanů ve vodě. Viz obr. 6. Poté vložíme do kolorimetru ampuli s naším vzorkem a zahájíme měření. (Princip práce s kolorimetrem je stejný jako u ostatních senzorů. Kalibrace se zahájí pouhým stlačením zeleného tlačítka u přístroje, řídíme se návodem přiloženým u senzoru. Měření zahajujeme klasicky tlačítkem start/stop na Xploreru, případně kliknutím na ikonu start/stop v datastudiu). obr. 5 obr. 6 MĚŘENÍ OBSAHU FOSFOREČNANŮ VE VODĚ Upozornění: Při této úloze je nutné dodržovat bezpečnostní podmínky použijeme ochranný štít či brýle a jednorázové rukavice. 1. Naplníme pohárek na vzorky 25ml vody, v níž chceme zjistit obsah fosforečnanů. Viz obr. 7. Přidáme 2 kapky roztoku katalyzátoru A-8500 a pohárek uzavřeme víčkem. Protřepeme tak, aby se obsah rovnoměrně promíchal. Viz obr. 8. 2. Okamžitě poté odlomíme hrot ampule o drážky na dně pohárku a necháme ji pomalu naplnit směsí. Viz obr. 9. 3. Ampuli naplněnou vzorkem vody několikrát obrátíme a necháme přelít obsah z jednoho konce k druhému. Utřeme kapalinu na vnější straně ampule. 4. Počkáme 3 minuty, než se obsah ampule zabarví. 5. Zapojíme kolorimetr PS-2179 do Xploreru. Zkalibrujeme kolorimetr kvality vody pomocí kalibrační ampule, která je součástí setu pro určování obsahu fosforečnanů ve vodě. Viz obr. 10. ekologie Kvalita vody / Kvalita vody stanovení koncentrace dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě Materiály pro učitele obr. 7 obr. 8 obr. 9 obr. 10
13 Poté vložíme do kolorimetru ampuli s naším vzorkem a zahájíme měření. (Princip práce s kolorimetrem je stejný jako u ostatních senzorů. Kalibrace se zahájí pouhým stlačením zeleného tlačítka u přístroje - řídíme se návodem přiloženým u senzoru. Měření zahajujeme klasicky tlačítkem start/stop na Xploreru, případně kliknutím na ikonu start/ stop v datastudiu). MĚŘENÍ OBSAHU CHLÓRU VE VODĚ VOLNÝ CHLÓR 1. Naplníme pohárek na vzorky 25ml vody, v níž chceme zjistit obsah volných iontů chlóru. Viz obr. 11. 2. Následně odlomíme hrot ampule tlakem o drážky na dně pohárku a necháme ji pomalu naplnit vodou. Viz obr. 12. 3. Ampuli několikrát protočíme, aby se její obsah rovnoměrně promíchal a poté ji důkladně osušíme. 4. Čekáme 1 minutu na zabarvení obsahu. 5. Pomocí kolorimetru zjistíme obsah volného chlóru ve vodě. (Pokračujeme stejně jako v bodu 5 měření obsahu fosforečnanů.) obr. 11 obr. 12 CELKOVÝ OBSAH CHLÓRU (VOLNÝ I VÁZANÝ) 1. Naplníme pohárek na vzorky 25ml vody, v níž chceme zjistit obsah chlóru. 2. Přidáme 5 kapek aktivátoru A-2500. Krátce pomícháme a počkáme 1 minutu. Viz obr. 13. 3. Dále postupujeme stejně jako v předchozích případech naplníme ampuli, počkáme 1 minutu na zabarvení a započneme měření obsahu chlóru pomocí kolorimetru, který jsme předtím zkalibrovali pomocí kalibrační ampule přiložené v setu. Viz obr. 14. Technické pozadí Kolorimetr PS-2179 k určování kvality vody byl navržen pro zjišťování transmitace, popř. absorbance (%) světla různých barev, procházejícího skrze roztoky. K určování kvality vody používáme spolu s kolorimetrem PASCO ezsample sestavy ampulí a reaktantů pro určování koncentrací různých látek jako jsou dusičnany, fosforečnany, chlór aj. technické specifikace kolorimetru PS-2179: rozsah senzoru: 0 100% přesnost: ± 0,5% transmitace rozlišení: 0,1% transmitace operační rozsah: 5 40 C (teplotní rozsah se vztahuje jak na teplotu zjišťovaného vzorku, tak i na teplotu okolí; při změně teploty okolí o více jak 10 C je třeba znovu zkalibrovat senzor max. vzorkovací frekvence: 5 Hz vlnové délka: 660 nm (červená), 610 nm (oranžová), 565 nm (zelená), 468 nm (modrá) Zdroj citace technických specifikací a obrázku kolorimetru: www.pasco.cz. obr. 13 obr. 14 obr. 14 ekologie Kvalita vody / Kvalita vody stanovení koncentrace dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě Materiály pro učitele
14 V závěru protokolu studenti vyhodnotí kvalitu vody na základě zjištěných dat výskytu vodních živočichů, ph, vodivosti, koncentraci dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě. Odůvodní vzájemnou závislost těchto faktorů. Motivace studentů Zeptáme se studentů, jakou mají představu o kvalitě vody v jejich okolí? Vysvětlíme jim důvody, proč se kontroluje obsah určitých látek ve vodě. Položíme studentům otázku: Jak se dusičnany (fosforečnany a jiné látky) do vody dostávají? Zmíníme možný negativní dopad, pokud by se do vody dostalo zvýšené množství dusičnanů (případně jiných látek). Uvedeme příklady lokalit, kde došlo k znečištění vody působením lidského faktoru a jaký to mělo na danou lokalitu dopad. (Příklady vyhledáme v internetovém vyhledávači, v novinových článcích, ve vodohospodářských zprávách apod.) ekologie Kvalita vody / Kvalita vody stanovení koncentrace dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě Materiály pro učitele
ekologie Postup práce při měření koncentrací dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě při použití pasco kolorimetru ps-2179 a sad ampulí ez-2333a, ez-2337, ez-2339 Pracovní návod MĚŘENÍ OBSAHU DUSIČNANŮ VE VODĚ 1. Naplníme reakční tubu (lahvičku se zeleným šroubovacím víčkem) 15ml vzorku určeného k testování (vzorek odebraný během vycházky do přírody). Viz obr. 1. 2. Vysypeme obsah sáčku se zinkem do reakční tuby se vzorkem vody. Tubu uzavřeme a energicky protřepáváme přesně 2 minuty. Viz obr. 2. 3. Přidáme 10 kapek roztoku kyseliny A-6901 do prázdného pohárku na vzorky. Viz obr. 3. a 4. 4. Vylijeme smíchanou směs z reakční tuby do pohárku s kapkami kyselého roztoku. Postupujeme opatrně tak, aby se nám do pohárku nedostal žádný pevný materiál, který je usazen na dně reakční tuby! (I nepatrné množství pevného materiálu a nečistot může značně ovlivnit výsledek měření!) 5. Vložíme ampuli EZ-2333A do naplněného pohárku se vzorkem tak, že špičku ampule umístíme do drážky na dně pohárku. Tlakem špičku ulomíme a ampule se v důsledku podtlaku naplní námi připravenou tekutinou. Viz obr. 5. obr. 1 obr. 2 obr. 3 obr. 4 obr. 5
16 6. Opatrně ampuli vyjmeme a několikrát ji obrátíme, aby její obsah cestoval od jednoho konce k druhému. Poté ampuli důkladně osušíme. Ampuli postavíme na pevnou podložku a počkáme 10 minut na zabarvení. 7. Zapojíme kolorimetr PS-2179 do Xploreru. Zkalibrujeme kolorimetr kvality vody pomocí kalibrační ampule, která je součástí setu pro určování obsahu dusičnanů ve vodě. Viz obr. 6. Poté vložíme do kolorimetru ampuli s naším vzorkem a zahájíme měření. (Princip práce s kolorimetrem je stejný jako u ostatních senzorů. Kalibrace se zahájí pouhým stlačením zeleného tlačítka u přístroje, řídíme se návodem přiloženým u senzoru. Měření zahajujeme klasicky tlačítkem start/stop na Xploreru, případně kliknutím na ikonu start/stop v datastudiu). MĚŘENÍ OBSAHU FOSFOREČNANŮ VE VODĚ Upozornění: Při této úloze je nutné dodržovat bezpečnostní podmínky použijeme ochranný štít či brýle a jednorázové rukavice. 1. Naplníme pohárek na vzorky 25ml vody, v níž chceme zjistit obsah fosforečnanů. Viz obr. 7. Přidáme 2 kapky roztoku katalyzátoru A-8500 a pohárek uzavřeme víčkem. Protřepeme tak, aby se obsah rovnoměrně promíchal. Viz obr. 8. 2. Okamžitě po-té odlomíme hrot ampule o drážky na dně pohárku a necháme ji pomalu naplnit směsí. Viz obr. 9. 3. Ampuli naplněnou vzorkem vody několikrát obrátíme a necháme přelít obsah z jednoho konce k druhému. Utřeme kapalinu na vnější straně ampule. 4. Počkáme 3 minuty, než se obsah ampule zabarví. 5. Zapojíme kolorimetr PS-2179 do Xploreru. Zkalibrujeme kolorimetr kvality vody pomocí kalibrační ampule, která je součástí setu pro určování obsahu fosforečnanů ve vodě. Viz obr. 10. Poté vložíme do kolorimetru ampuli s naším vzorkem a zahájíme měření. (Princip práce s kolorimetrem je stejný jako u ostatních senzorů. Kalibrace se zahájí pouhým stlačením zeleného tlačítka přístroje, řídíme se návodem přiloženým u senzoru. Měření zahajujeme klasicky tlačítkem start/stop na Xploreru, případně kliknutím na ikonu start/stop v datastudiu). obr. 6 ekologie Kvalita vody / Postup práce při měření koncentrací dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě Pracovní návod obr. 7 obr. 8 obr. 9 obr. 10 MĚŘENÍ OBSAHU CHLÓRU VE VODĚ VOLNÝ CHLÓR 1. Naplníme pohárek na vzorky 25ml vody, v níž chceme zjistit obsah volných iontů chlóru. Viz obr. 11. 2. Následně odlomíme hrot ampule tlakem o drážky na dně pohárku a necháme ji pomalu naplnit vodou. Viz obr. 12.
17 3. Ampuli několikrát protočíme, aby se její obsah rovnoměrně promíchal a poté ji důkladně osušíme. 4. Čekáme 1 minutu na zabarvení obsahu. 5. Pomocí kolorimetru zjistíme obsah volného chlóru ve vodě. (Pokračujeme stejně jako v bodu 5 - měření obsahu fosforečnanů.) CELKOVÝ OBSAH CHLÓRU (VOLNÝ I VÁZANÝ) 1. Naplníme pohárek na vzorky 25ml vody, v níž chceme zjistit obsah chlóru. 2. Přidáme 5 kapek aktivátoru A-2500. Krátce pomícháme a počkáme 1 minutu. Viz obr. 13. 3. Dále postupujeme stejně jako v předchozích případech naplníme ampuli, počkáme 1 minutu na zabarvení a započneme měření obsahu chlóru pomocí kolorimetru, který jsme předtím zkalibrovali pomocí kalibrační ampule přiložené v setu. Viz obr. 14. obr. 11 obr. 12 obr. 13 obr. 14 ekologie Kvalita vody / Postup práce při měření koncentrací dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vodě Pracovní návod
ekologie Kvalita vody Protokol Jméno a příjmení: Třída a školní rok: Datum zpracování: Téma: Kvalita vody Úkoly: Podle přiloženého pracovního postupu zjistěte obsah dusičnanů, fosforečnanů a chlóru ve vzorku vody odebraného během vycházky do přírody. Z výsledků určete kvalitu vody a své závěry odůvodněte. K protokolu přiložte i zápis z vycházky do přírody. Pomůcky: X-plorer, netbook, kolorimetr Pasco PS-2179 a sady ampulí EZ-2333A, EZ-2337, EZ-2339, vzorek vody Vypracování: Stanoviště, kde byl odebrán vzorek vody: Data naměřená X-plorerem: (vložte vygenerované grafy, případně číselné údaje a objasněte jejich význam)
19 Obsah dusičnanů ve vzorku vody: Obsah fosforečnanů ve vzorku vody: ekologie Kvalita vody Protokol Obsah volného chlóru ve vzorku vody: Obsah vázaného chlóru ve vzorku vody: Závěr (Vyhodnoťte kvalitu vody z hlediska obsahu dusičnanů, fosforečnanů a chlóru. Porovnejte výsledky se závěrem, jenž byl vyvozen během vycházky podle výskytu živočichů a naměřeného ph a vodivosti vody).