Малогабаритная станция с автономным питанием для определения качества воды

1.

Малогабаритная станция
с автономным питанием
для определения
качества воды
Булатов Александр
МБОУ «СОШ №2» г. Верхний Уфалей
Научный руководитель:
Красавин Эдуард Михайлович,
руководитель Ассоциированного Представительства
программы «Шаг в будущее»

2.

На свете нет ничего более
драгоценного, чем самая
обыкновенная чистая вода

3.

Воду нужно беречь!
Это значит беречь жизнь, беречь
здоровье, беречь благосостояние, беречь
красоту окружающей природы

4. Типы загрязнения воды

Природное
Техногенное

5.

Отслеживание динамики
загрязнения поверхностных
вод предполагает приборный
мониторинг и контроль

6.

Цель работы
Разработка и создание простой
аналитической станции с
автономным питанием для
анализа свойств воды и
проведения дальнейших
гидрологических исследований

7.

Задачи работы
По литературным и интернет - источникам выяснить
сущность необходимых для контроля свойств воды
Разработать и изготовить прибор для определения свойств
воды с автономным питанием
Оттарировать показания изготовленного прибора по
показаниям профессиональных приборов
Провести исследования с целью выяснения возможностей
изготовленного прибора

8.

МУТНОСТЬ
ВОДЫ
КИСЛОТНОСТЬ
ВОДЫ
СОДЕРЖАНИЕ
СОЛЕЙ В ВОДЕ
Параметры
контроля
ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ
ВОДЫ
СОДЕРЖАНИЕ НИТРАТОВ
В ВОДЕ

9.

Мутность воды — показатель, характеризующий
уменьшение прозрачности воды в связи с наличием
неорганических и органических тонкодисперсных взвесей
Кислотность - содержание в воде веществ, способных
вступать в реакцию с гидроксид-ионами (ОН) - значение
рН характеризует концентрацию ионов H+
Электропроводность - это способность водного раствора
проводить электрический ток. С определенной
степенью погрешности, эта величина, позволяет
судить о минерализации воды

10.

В водных растворах подавляющее большинство солей существует
в виде ионов. В природных водах преобладают три аниона
(гидрокарбонат НСО-3, хлорид Cl- и сульфат SO2-4) и четыре
катиона (кальций Са2+, магний Mg2+, натрий Na+ и калий К+) — их
называют главными ионами
Нитраты – это соли азотной кислоты. Для человеческого
организма плохи не сами нитраты, а преобразование их в
ядовитые нитриты. Часто нитраты поступают в организм человека
с водой, которая является одним из основных условий нормальной
жизни человека

11.

Параметры станции для
анализа свойств воды
Блок измерения мутности воды
Блок определения кислотности воды
Блок определения электропроводности воды
Блок солемера (измерение концентрации растворимых
солей)
Блок нитратомера (определение нитратов в воде)

12.

Желательно наличие встроенного термометра с
точностью измерения 0,5-1 0С
Прибор должен иметь автономное питание
позволяющее проводить исследования
непосредственно на водоёмах
В приборе желательно применить цифровую и
светодиодную индикацию, оперативно
показывающую качество воды

13.

Структура и изготовление прибора
Блок-схема прибора

14.

Определитель кислотности (рН-метр)
Для измерения показателя
рН применен
промышленный тестер РН009. Обусловлено это
сложностью самодельного
изготовления подобного
прибора из-за конструкции
датчика. Встроенный
термометр необходим при
анализе показаний
электропроводности воды

15.

Определитель электропроводности
Светодиодная шкала имеет
8 уровней градации,
включая промежуточные.
Исходя из этого, об
электропроводности воды
можно судить с высокой
точностью. Прибор по
шкале определяет
изменение напряжения на
сопротивлении водного
объёма 1 см3

16.

Пересчётный график удельной
электропроводности воды

17.

Фотоколориметр прибора
Для определения
мутности воды был
сконструирован
колориметрнефелометр,
работающий на
разных частотах
спектра (460 нм –
синий, 520 нм –
зеленый, 620 нм –
красный)

18.

Солемер
Принцип действия
прибора
заключается в
анализе зависимости
электропроводности
раствора от числа
растворившихся в
воде соединений
Электрод сравнения ЭСр-10103

19.

Нитратоанализатор
Электрод мембранный
ЭЛИС-121NO3
Измерения рХ (сХ) и
температуры
осуществляются с
помощью
измерительного
преобразователя и
набора электродов.
В составе
измерительной
станции использован
прибор рХ-150.1МИ

20.

Сравнительная характеристика показаний
станции и стационарных лабораторных
приборов
Объект исследований
Мутность воды (мг/л)
рН воды
Удельная
электропроводность воды
(мкСм/см)
TDS (мг / л)
сХ (массовая доля
нитрат-ионов) (мг /
л)
Станция
Лаб.
прибор
Станция
Лаб. прибор
Станция
Лаб. прибор
Станция
Лаб.
прибор
Станция
Лаб.
прибор
Р.Генералка
1.6
1,65
7.0
6,84
1000-2000
1870
320
318
65
64
Городской пруд
1.6
1,52
6.97
6,98
500-1000
1080
350
365
59
60
Водопроводная вода
(район Никель)
0,32
0,33
7,20
7,31
500-1000
810
410
408
45
45

21.

Характеристики
водоисточников на
территории города
Верхнего Уфалея

22.

Показатели мутности воды

23.

Показатели рН

24.

Показатели электропроводности воды

25.

Показатели солесодержания в воде

26.

Показатели содержания
нитратов в воде

27.

Выводы
Определены и изучены особенности исследуемых
параметров воды
Разработана схема универсальной измерительной
станции, позволяющей проводить комплексные
измерения параметров качества воды и исследовать
динамику их изменений
Сравнение показаний изготовленной станции с
лабораторным оборудованием показали приемлемую
точность измерений

28.

Берегите воду!
Вода - это наша
жизнь
Спасибо за
внимание!