徐州一中科探方舟结题报告

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

探究水质之间的差异

及不同硬水软化方法的效果

 

 

 

 

 

 

 

徐州一中科研小组

杜佳明薛润杨

指导老师 刘坤 钟美华

2021.10.31

 

 

              目录

 

 

 

一、研究背景

二、查阅资料

三、研究实验

四、数据分析

五、总结整理

六、结题报告

 

 

 

 

 

 

一、研究背景——世界水资源现状

 

地球表面的72%被水覆盖，但淡水资源仅占所有水资源的0.5%，近70%的淡水固定在南极和格陵兰的冰层中，其余多为土壤水分或深层地下水，不能被人类利用。地球上只有不到1%的淡水或约0.007%的水可为人类直接利用，而中国人均淡水资源只占世界人均淡水资源的四分之一。

一、研究背景 水对人体的重要性

 

 

 

 

 

 

 

水在人体中的比例如果用“人”字结构打个比方，水应该是一撇，其他营养素是一捺，有了水合其他营养素的相互支撑，才有了生命。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

一、研究背景 何为好水

 

 

 

 

 

 

 

研究表明，真正的好水比一般的水有更显著的生物效应。世界长寿地区的人不仅平均寿命长，而且代谢性疾病发生的概率也要低得多，其中最重要的原因，就是当地有很好的泉水。好水应该有浊度低、味道好、无机盐丰富、硬度适中、低钠、酸碱度适中、能态高、氧化电位低的优点。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

一、研究背景——市场上多种多样的饮用水品牌

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

当今市场各类矿泉水品牌层出不穷，甚至一些矿泉水公司同时做起健康保健等。

 

	提出问题

 

 

 

1、市场上的饮用水多种多样，它们之间有什么区别吗？

2、哪一种又更适合我们引用？

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二、查阅资料——市场常见饮用水

 

 

 

 

 

 

二、查阅资料——常用衡量水体方法

 

 

 

 

水的硬度最初是指水中钙、镁离子沉淀肥皂水化液的能力，其中包括碳酸盐硬度（即通过加热能以碳酸盐形式沉淀下来的钙、镁离子，故又叫暂时硬度）和非碳酸盐硬度（即加热后不能沉淀下来的那部分钙、镁离子，又称永久硬度）。

水的硬度的表示方法有多种，中国采用的表示方法与德国相同。

 

 

 

 

 

 

 

 

二、查阅资料——常用衡量水体方法

 

 

 

 

 

1、氢离子浓度指数（hydrogen ion concentration）是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比。一般称为“pH”或者“pH值”。

氢离子活度指数的测定，定性方法可通过使用pH指示剂、pH试纸测定，而定量的pH测量需要采用pH计来进行测定。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二、查阅资料——常用衡量水体方法

 

 

 

2、余氯，是氯消毒的水质参数。水与所加的氯反应后水中剩余的有效氯总量,单位为毫克/升。处理生活饮用水时，常用氯气或某些氯化合物（如次氯酸盐、氯胺化合物）消毒。有时也用氯气氧化污染较严重的原水以改善水质。这时常测定余氯以控制处理过程。余氯过高将给水带来臭味,过低将使水失去保持杀菌的能力,降低供水的卫生安全性。余氯有多种形式,大别为两类,一类是游离性有效氯(通常是次氯酸和次氯酸根离子)，另一类是化合性有效氯（各种氯胺及衍生物）。在用折点加氯法（见消毒）来改善污染较重的原水的水质时，常需区分这两类余氯。向这类原水加氯时，随着加氯量的递增，余氯量也递增，但加氯量超过某一数值后，余氯量反而随加氯量的增加而递减。加氯量继续增加又超过某一数值时，余氯量又开始递升，而且余氯的上升与氯的增加量相等，这表明氯的氧化作用已经完成。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二、查阅资料——常用衡量水体方法

               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

三、实验步骤

 

 

 

 

1)标记待测水样:

在标签纸上分别写上自来水、漂白水、康师傅饮用水、农夫山泉饮用水怡宝纯净水和脉动饮料贴在对应的50mL烧杯上;

 

 

三、实验步骤

 

 

 

 

2)余氯含量测定

a确定待测水样一自来水、漂白水(自来水中滴加1滴漂白试剂,漂白试剂来源于水质检测盒)、

康师傅、农夫山泉饮用水、怡宝纯净水、脉动饮料等,量取10mL待测样品;

b.从水质检测盒中取出余检测试剂,分别向水样中小心滴加2-3滴余氯试剂;

c.根据待测样品颜色变化,对照比色卡,记录水样中余氯含量于下表1-1中。

3)矿物质水鉴定(水样导电性测定)

a.   确定待测水样一同上述步骤

b.   从水质检测盒中取出矿物质导电笔,分别小心放入上水样中,观察矿物质导电笔是否亮灯,并记录数据于下表1-1中

三、实验步骤

 

 

 

4)固体溶解物含量测定

a确定待测水样一同上述步骤

b.取出TDS水质检测笔,分别小心放入上述不同水样中,读取TD水质检测笔屏幕显示度数

 

 

 

 

 

 

 

 

	四、实验数据

 

 

 

 

水的种类	自来水	漂白水	农夫山泉	康师傅	怡宝	脉动
余氯呈现颜色	微黄	橙红	无	无	无	无
导电性（以光强体现）	较亮	极亮	亮	较暗	无	较亮
TDS	227	444	41	11	0	92
pH	8	7.6	9	6.6	7	6
是否为原生态水体	是	是	是	否	否	否

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

四、实验数据分析——横向分析

 

 

 

 

余氯过高将给水带来臭味,过低将使水失去保持杀菌的能力,降低供水的卫生安全性。

水的种类	自来水	漂白水	农夫山泉	康师傅	怡宝	脉动
余氯呈现颜色	微黄	橙红	无	无	无	无

可以发现，漂白水的余氯较高，而其余皆为正常，饮用水为保证口感，相比于自来水，余氯含量较低。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

四、实验数据分析——横向分析

 

 

 

 

TDS值越高，就表示水中含有的杂质越多，这其中的杂质通常指的是水中Ca2+、Mg2+、Na+、K+等离子的浓度，并无法直接表示水质的好坏。所以，TDS越高，水质不一定越不好。

可以发现，怡宝的tds值为零，也就是指怡宝不含任何杂质，但同时也几乎不含有矿物质。

 

 

四、实验数据分析——横向分析

农夫山泉的 tds 略大于康师傅，理论上都属于矿化水与纯净水。

脉动的tds为这四种水中最大，接近100，属于净化水。

而自来水与漂白水的tds远大于饮用水，硬度较大，并不适于直接饮用。

 

不同饮用水的酸碱性相差较大

如康师傅，脉动均为弱酸性饮用水，而农夫山泉与自来水等为碱性水体，怡宝为中性水体。

为根据我们查阅资料，也得知一般弱碱性的水体口感较好。

 

五、农夫山泉水体报告

 

 

 

 

水的种类	农夫山泉
余氯呈现颜色	无
导电性（以光强体现）	亮
TDS	41
pH	7.8
是否为原生态水体	是

农夫山泉在研究水体中最为接近山泉水的，在矿物质含量与口感上都更为适宜，

一般适合中青年长期饮用或作为旅行用水。

但是，我们也通过查阅资料得知，婴儿用水的硬度需要远低于成年，因此，农夫山泉不建议婴儿饮用。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

五、康师傅饮用水报告

 

 

 

 

水的种类	康师傅
余氯呈现颜色	无
导电性（以光强体现）	较暗
TDS	11
pH	6.6
是否为原生态水体	否

康师傅饮用水的硬度较低，呈弱酸性，安全性较高，可作为长期饮用水。

一般的，孕妇需适当的应用矿泉水，有利于胎儿发育，同时矿泉水中不能含有大量余氯等消毒物，因此康师傅为首选。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

	五、怡宝饮用水报告

 

 

 

 

水的种类	怡宝
余氯呈现颜色	无
导电性（以光强体现）	无
TDS	0
pH	7
是否为原生态水体	否

 

怡宝可以称为是最为接近蒸馏水的饮用水，一般可用于饮用，泡茶，也可以作为一些药品的饮用水体。

通过实验，我们也发现怡宝用以泡茶色香味俱佳。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

五、脉动饮用水报告

 

 

 

 

水的种类	脉动
余氯呈现颜色	无
导电性（以光强体现）	较亮
TDS	92
pH	6
是否为原生态水体	否

 

 

脉动的饮用性相对较强，适合作为户外运动饮用水。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

六、结题报告 查阅资料

 

 

 

 

	六、结题报告

 

 

 

通过实验与查阅资料，我们发现饮用矿泉水有众多好处，但是不同的人群也应适当引用不同的矿泉水。如怡宝用以泡茶，康师傅可以为孕妇提供矿物质，脉动电解质饮料可以帮助运动完之后恢复体力与补水，而农夫山泉口感上也适合中青年，同时适当引用也具有一定的减肥功效。

通过这次科研探究活动，我们小组培养了相关的科学研究精神，在团结合作等方面也有了极大的长进，同时，我们也学会了一般探究问题的方法，这对我们今后问题研究是一个重要的宝库。