




在我家附近的一座山嶺中,有幾處泉眼。泉水清澈,我和姐姐都想嘗一下味道,但每次都被媽媽攔住了。我的媽媽是一位科研人員,她說:“在沒有確保水源安全的情況下,不能隨意飲用。我們可以采集一些山泉水,對水質進行檢測。如果達到了飲用標準,我們下次可以嘗一嘗?!?/p>
我很好奇:水看上去都是清澈透明的,不同的水到底有什么區別呢?
趁著假期,我和姐姐采集了一些山泉水,在廣東醫科大學藥學院的生化實驗室制備了純凈水、超純水,在超市購買了廣西某地的堿性礦泉水,并將它們與自來水、家用凈水器過濾后獲得的過濾水、自來水燒開冷卻后獲得的白開水進行對比檢測,對這七種水樣進行科學鑒別,提供飲用建議。
一、觀察指標與測試方法
在老師的指導下,我們根據《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2022),確定了以下6種觀察指標與測試方法。
1.感官指標:包括水的氣味、色度、渾濁度、透明度。利用自然光,在早、中、傍晚3個時間點分別進行觀察。靜置一周后再次觀察以上指標,判斷水樣的穩定性。
2.余氯檢測:在20 mL水樣中滴入2滴檢測試劑,充分攪拌均勻,靜置1分鐘后觀察水樣的顏色變化。注意自來水需要打開水龍頭,讓水流淌10秒后再取樣。
3.pH值:將水樣滴在pH試紙上,觀察試紙的顏色變化,并對照比色卡得出pH值。
4.礦物質 :將礦物質檢測筆插入10 mL水樣中,燈亮說明水樣中含礦物質,不亮則不含。
5.重金屬:在20 mL水樣中滴入3滴重金屬檢測試劑,充分攪拌均勻,靜置2分鐘后觀察水樣的顏色變化。
6.電解質檢測:使用電解器對水樣進行電解,時間為1分鐘,結束后靜置3~5分鐘,觀察沉淀物的量和顏色,并根據顏色判斷水樣中可能含有的雜質。
二、實驗與分析
1.感官指標比較
七種水樣的氣味、色度、渾濁度無明顯差異,但是在透明度方面,山泉水的對光透射度比其他幾種水樣稍低。靜置一周后再次觀察,七種水樣的感官指標無明顯變化,表明水質比較穩定。
2.余氯值比較
滴入檢測試劑后,只有自來水的顏色顯示為黃色,表明自來水含有余氯,其他水不含。老師解釋,自來水中的氯一般是為了消毒而添加。
3.pH值比較
健康飲用水的pH值應在6.5~8.5,以7.5為佳,這有利于維持人體的酸堿平衡。
經過測試發現,礦泉水的pH值明顯比其他水樣高,這說明廣西某地的礦泉水確實是偏堿性。自來水的pH值比其他水樣低,但將自來水過濾或燒開后,過濾水和白開水的pH值明顯升高。經過討論,我們認為自來水pH值較低可能與常規氯氣消毒有關。
4. 礦物質含量比較
水的礦物質含量應適宜,避免對人體造成不良影響。檢測發現,山泉水、純凈水和超純水不含礦物質或含量很少,礦泉水、自來水、過濾水、白開水含有礦物質,其中礦泉水的燈最亮,說明它的礦物質含量最豐富。
5.重金屬含量比較
飲用含過量重金屬的水會對人體健康造成危害,其含量必須嚴格控制在國家標準以內。在水樣中滴入檢測試劑,水樣顯紅色代表含有重金屬,水樣顯黃色代表不含重金屬。
檢測發現,山泉水、純凈水和超純水均顯示為淡黃色,提示未檢測到重金屬離子或含量極少 ;其余四種水均輕微變紅,其中礦泉水顯色最明顯。經過討論,我們認為可能是礦泉水中的礦物質含量高,導致它的顯色更明顯。
6. 電解情況比較
電解后發現:山泉水中的沉淀物較少,顏色偏黃,提示山泉水中含有溶解氧、微量元素和有機礦物質,但含量很少;純凈水水質稍微渾濁,但肉眼未見明顯的沉淀物,提示純凈水中基本不含礦物質和微量元素,或含量極少;超純水中沒有沉淀物,提示超純水中除了水,幾乎沒有雜質。余下的四種水樣都有明顯的沉淀物,顏色為深黃色到紅色之間,提示這四種水樣中除了含有較多的溶解氧、微量元素和有機礦物質,還可能含有鐵離子。
三、實驗結論與建議
對七種水樣進行多項檢測后,我們得出以下結論,并提出建議。
天然的山泉水未經人工處理,需注意其來源和安全性。
純凈水通過蒸餾去除了水中的大部分礦物質、雜質,純凈度很高。純凈水在安全方面有一定優勢,但長期單一飲用可能導致礦物質攝入不足。
超純水的純凈度更高,不含水之外的任何物質。它主要用于實驗室、醫療等領域,不建議日常飲用。
礦泉水含有一定量的礦物質和微量元素,符合人體需求,但需關注礦物質含量,不要長期飲用,避免過量攝入。
經凈化處理后的自來水達到了《生活飲用水衛生標準》,含有一定量的礦物質和微量元素,但也有余氯等消毒副產物。因此,在確保水質合格的前提下,自來水是日常用水的首選。
若對水質有更高要求,可考慮安裝家用凈水器進行再次凈化。
煮沸后的白開水去除了大部分細菌和雜質,保留了有益物質,是一種經濟實惠的健康飲品。
專家點評
黃新階
正高級教師、全國優秀教師、湖北省首批十大名師
肖愷朗和肖愷昕兩位同學,因媽媽禁止他們直接飲用山泉水而感到好奇,于是親自動手開展實驗,對多種水源的多項生化指標進行了細致檢測。他們的作品選題貼近生活,實驗嚴謹,數據翔實,分析客觀,結論實用,不僅展現了他們對科學探索的熱情,還體現了他們對社會的責任感。