Foredrag for kjemilærere RFK 7/12-09

1. Vannkjemi Frøydis Hamre Stavanger, 7. desember 2009 CC 1

2. Dagens meny (del 2) Starte øvelse Læreplan og undervisning Teori Råvann Rensing av drikkevann Forskriftskrav Analyser Avslutte øvelse 2

3. Øvelse: rensing av vannUtstyr Reagensglass Begerglass Målesylinder 3

4. Øvelse: rensing av vannKjemikalier 1 mg/mL FeCl3 1 mg/mLAl2(SO4)3 Forurenset vann 4

5. Øvelse: rensing av vannUtførelse (1) Merk begerglassene: 15 mg FeCl3 45 mg FeCl3 15 mg Al2(SO4)3 45 mg Al2(SO4)3 5

6. Øvelse: rensing av vannUtførelse (2) Merk reagensrørene Ufiltrert vann Filtrert vann Filtrert vann med 15 mg FeCl3 Filtrert vann med 45 mg FeCl3 Filtrert vann med 15 mg Al2(SO4)3 Filtrert vann med 45 mg Al2(SO4)3 6

7. Øvelse: rensing av vannUtførelse (3) Hell 200 mL av det forurensede vannet i hvert begerglass Tilsett koagulant i følge det som står på begerglassene Rør kraftig i 1 minutt (100 rpm) Rør litt roligere i 7,5 min (40 rpm) Rør enda roligere i 7,5 min (20 rpm) La løsningene stå i 30 min 7

8. Læreplan gjøre rede for vannets egenskaper gjøre rede for vann som løsemiddel for polare og upolare stoffer vurdere løselighet og felling av salter i vann på grunnlag av forsøk og beregninger lage løsninger med ulike konsentrasjoner ved hjelp av innveiing og fortynning gjennomføre forsøk med renseprosesser for vann og gjøre rede for forurensning i drikkevannskilder forklare virkemåten til viktige bestanddeler i vaskemidler 8

9. Læreplan gjøre rede for vannets egenskaper gjøre rede for vann som løsemiddel for polare og upolare stoffer vurdere løselighet og felling av salter i vann på grunnlag av forsøk og beregninger lage løsninger med ulike konsentrasjoner ved hjelp av innveiing og fortynning gjennomføre forsøk med renseprosesser for vann og gjøre rede for forurensning i drikkevannskilder forklare virkemåten til viktige bestanddeler i vaskemidler 9

10. Min plan for dette tema Vektlegge sammenheng med andre deler av læreplan! Bindinger Energi Teori: drikkevann og krav Teori: vannrensing Øvelse: rensing av vann Teori: vaskemidler Demonstrasjon: vann+olje+såpe 10

11. Introduksjon til vann 11

12. Råvann Naturens avløpsvann Kvalitet bestemmes av jordsmonn, berggrunn og vegetasjon 12

13. Råvann i Bergen Surt; pH 5-6,5 Kalkfattig: kalsiuminnhold under 1 mg/l Fosforinnhold: 2-5 μg/l Myrpåvirkning: varierer mellom kildene Tarmbakterier < 5/100 ml Lite alger God kvalitet! 13

14. Årstider og vanninntak 14

15. Forurensningskilder Hygieniske kilder Næringsstoffer og organisk stoff Miljøgifter og tungmetaller 15

16. Drikkevannsforskrift § 12 : Krav til kvalitet. Drikkevann skal når det leveres mottakeren være hygienisk betryggende, klart og uten framtredende lukt, smak eller farge. Det skal ikke inneholde fysiske, kjemiske eller biologiske komponenter som kan medføre fare for helseskade i vanlig bruk … 16

17. Renseprosesser Forbehandling Hygieniske barrierer Korrosjonskontroll 17

18. Forbehandling Siling Hurtigfiltrering Vanlig: sand/antrasitt 18

19. Hygieniske barrierer Klorering UV Ozon Membranfiltrering Koagulering/filtrering Langsom filtrering 19

20. Hygieniske barrierer Klorering Klorgass NaOCl Ca(OCl)2 20

21. Hygieniske barrierer UV 254 nm Rundt strålekammer, UV-kilde i midten Ødelegger DNA 21

22. Hygieniske barrierer Ozon 0,5-1,0 mL gass/L vann 22

23. Hygieniske barrierer Koagulering/filtrering Tilsetter koagulant, vanligvis Al(OH)3 pH-avhengig Fjerner også turbiditet og humus 23

24. Korrosjonskontroll Alkalisering Øke hardhet Karbonatisering Metode velges i forhold til ledningsnett 24

25. Korrosjonskontroll Alkalisering Kobber løser seg mer ved lav pH 25

26. Betongrør løser seg i vann med overskudd av karbonsyre. Korrosjonskontroll 26

27. Analyseparametere Rutinekontroll(ca ukentlig) 19 analyseparametere! Utvidet kontroll Rundt 40 parametere! 27

28. Bruksmessige parametere Hardt vann (Ca/Mg) Korrosivt vann (lav pH) Lukt/smak Turbiditet Farge Hygieniske parametere 28

29. Øvelse: rensing av vannUtførelse (4) Filtrer løsningene over i reagensrør i samsvar med merking. Bruk pipette og hent væske fra noen cm UNDER overflaten. Observer forskjellen visuelt Analyser evt. farge på UV/VIS ved 254 nm 29

30. Øvelse: rensing av vannFeilkilder 30

31. Øvelse: rensing av vannDiskusjon 31

32. En mer komplisert øvelse Basis for koagulering omtrent lik den vi har gjort Beskriver analyse på organisk stoff etter koagulering og filtrering Problem: filtrering Problem: titrering har for mange trinn, elevene roter 32

33. Filtrering Artikkel for den praktiske øvelsen sier 0,45 µm membranfilter (Ø47 mm) Den kompliserte øvelsen sier GF/C (1,2 µm) Jeg har brukt filterpapir fra KPT (? µm) 33

34. Tips http://skolepermen.ivar.no/ http://www.juliantrubin.com/fairprojects/environment/waterpurification.html 34

35. Kilder 1A. Mesdaghinia, 1*M. T. Rafiee, 1F. Vaezi, 1A. Mahvi, 2A. Torabian and 1A. Ghasri:Control ofdisinfection by productsformationpotential by enhancedcoagulationInternational Journal ofEnviornmental Science and Technology, Vol. 2, No. 4, Winter 2006, pp. 335-342 Bilder: egne, kan lånes fra http://flickr.com/kjemikeren Kurs i vannkjemi Bergen 2007 (Arne Seim og Annie Elisabeth Bjørklund, Bergen Vann) Kurs elektrokjemi/vannkjemi Bergen 2008 (Bjørn Steen, Høgskolen i Telemark) 35