给水做一次“体检”

◎湖南省会同县林城镇初级中学 石守金 唐嘉仪 宋寒梅 杨茗胜 凌紫涵

一、活动背景

水不仅是宝贵的自然资源，还是人类的生命之源。为了了解身边的水质状况，我们决定开展水质研究，给水做一次“体检”。

二、采集样本

我们考察了会同县的三处水域。一是渠水，它是沅江的支流，是县城自来水的水源。我们观察发现，河水清澈见底，无漂浮垃圾，无腐臭气味。二是穿城而过流入渠水的会同河，目测河水浑浊，河边有少许垃圾，可以闻到淡淡的腐臭味。三是城中的老井，水里长有水草，目测井水浑浊，似淡色的牛奶。考察时，我们在每处都采集了水样，用于实验探究。

图1 采集水样

三、实验探究

（一）提出方法

面对水样，我们如何让其“张开嘴”，接受检查呢？我们根据所学的知识，各自提出了一种检测方法，全方位地给水样做“体检”。

石守金提出利用感官检测，比如用放大镜或显微镜观察、用鼻子闻气味等；凌紫涵提出用pH计检测酸碱度，看水样有没有受到化学污染；唐嘉仪建议用明矾吸附杂质并过滤，判断杂质的类别；宋寒梅提出用化学试剂如硝酸银溶液检测水的成分；杨茗胜建议把水样烧开，使之蒸发，然后称量残留物的质量，计算水中杂质的含量。

（二）实验检测

在老师的帮助下，我们准备好实验器材，对渠水水样A、会同河水样B、城中老井水样C的水质进行检测。

1.感官检测

我们用放大镜观察水样，发现水样A较清澈，水样B最浑浊，水样C呈淡牛奶色。闻气味，发现水样B有明显异味，水样A和水样C都无明显异味。用显微镜观察，发现水样B有许多杂质，水样A和水样C有少量杂质。可见，水样A最好，水样B最差。

2.pH计检测

我们取水样A、B、C各20 mL分别倒入不同的烧杯中，用pH计检测水样的pH值。

水样A的pH值为7.90，水样B的pH值为7.60，水样C的pH值为7.18，均呈弱碱性。通过查找资料，我们得知水的正常pH值范围为6.5～8.8，因此可以判断水样pH值正常，没有受到明显的酸、碱化学物质污染。

图2 用显微镜观察水样

3.用明矾检测

我们取水样A、B、C各50 mL分别倒入不同的烧杯中，分别加入少许明矾，搅拌。一段时间后，水样A沉淀较少，水样B沉淀很少，水样C沉淀多。水样B的现象与感官观察结论不符，可能是因为其杂质成分与A、C不同。通过查资料得知，明矾水解产生氢氧化铝胶体，易与土壤胶体形成沉淀。我们初步判断水样A、C的杂质主要是土壤、泥沙类胶体，而水样B的杂质主要是生活垃圾和腐烂植物等。

之后我们将烧杯中的水样分别过滤一半，将滤液和原液进行对比，发现滤液均比原液清澈。用放大镜观察滤液，没看到明显悬浮物；闻气味，水样B的滤液有异味，但比原液淡些。看来，水样B中溶解了许多可溶性杂质。

4.用硝酸银溶液检测

我们取3种滤液各2 mL分别倒入试管中，分别滴加硝酸银溶液（AgNO3），都产生了白色沉淀。水样A、B的滤液产生的沉淀很少，水样C的滤液产生的沉淀较多。

5.检测杂质含量

此实验以水样C为例。称取水样C的质量为36.307 g，蒸干后得残留物的质量为4 mg，计算得出水中杂质的含量：0.004÷36.307×100%＝0.011%。

我们查找水质标准得知，生活饮用水的标准是溶解性总固体小于等于1000 mg/L，即0.1%。检测结果远低于标准值，水样似乎是优质水，但与感官观察的结论明显不符，误差原因可能是部分杂质挥发。

四、结论

图3 称量残留物质量

城中老井井水含有大量的泥土胶体和氯化物，不适宜饮用。会同河被生活污水和垃圾污染，含有较多杂质，有腐臭味，不可饮用。渠水水质较好，含有少量泥土胶体，较少受到垃圾和生活污水污染。会同河流入渠水途中经过自净，对渠水水质没有明显影响。

三处水域的水均没有受到化学污染。渠水作为县城自来水的水源，得到了切实的保护，但其支流会同河需要加强保护。平时，我们应做好生活污水、废弃物的处理。

专家点评

石守金、唐嘉仪等五位同学用所学的化学知识检测家乡三处水域——渠水、会同河和城中老井井水的水质状况，初步得出了可靠的结论，说明他们初步形成了学以致用的良好习惯，体现了社会责任感。

水质检测分析是保障水质安全的有力举措。我国现行饮用水水质国家标准有106项检测指标。检验方法按其特性可分为物理、化学、微生物方法三大类。常见的化学方法有滴定分析法、重量分析法、气相色谱法。

文献记载，我国在明朝就广泛利用明矾净水。明矾净水的原理是：明矾溶于水便水解生成有较强吸附能力的胶状氢氧化铝。生成的氢氧化铝越多，吸附能力越强。当明矾用量太大、其溶液的浓度较大时，溶液的酸度也较大，水解平衡会朝溶解氢氧化铝的方向移动，导致氢氧化铝胶体变少，不利于净化水或者判断水中杂质的含量。这就是很多明矾净水实验失败的原因。

用明矾净水一般要20 min左右才可以观察到非常明显的现象。因此，建议采用空白对比实验进行观察，效果会更好。