Lenntech Waterbehandeling en luchtbehandeling Lenntech Waterbehandeling en luchtbehandeling

Watertest

Drinkwatercontrole
Het drinkwater in Nederland wordt zorgvuldig gecontroleerd op de aanwezigheid van bacteriën. Volgens de wet mag 1 ml drinkwater niet meer dan 100 bacteriën bevatten. Een onderzoek naar het gehalte aan bacteriën in het drinkwater vindt als volgt plaats. Een bepaalde hoeveelheid drinkwater wordt zodanig verdund met gesteriliseerd water dat drie verschillende verdunningen worden verkregen: 1 op 10, 1 op 100 en 1 op 1000. Van het onverdunde drinkwatermonster wordt op vijf petrischalen met gesteriliseerde voedingsbodems steeds 0,1 ml gebracht. Datzelfde gebeurt met elke verdunning, zodat in totaal 20 petrischalen worden gebruikt. Na een aantal dagen wordt het aantal bacteriekolonies geteld dat op elke petrischaal is verschenen. Enkele leerlingen hebben een dergelijk onderzoek uitgevoerd. Hun resultaten zijn weergegeven in tabel 2.


Tabel 2

Monster (0,1 nl)

Aantal kolonien per petrischaal

onverdund

25

41

71

29

51

verdund: 1 op 10

8

3

5

2

7

verdund 1 op 100

2

0

3

0

0

verdund 1 op 1000

0

0

0

0

0

Geef de reden waarom voor het verdunnen gesteriliseerd water moet worden gebruikt.


Gesteriliseerd water bevat geen bacteriën.

Bereken of het onderzochte drinkwater aan de wet voldoet.

Een juiste berekening leidt tot het antwoord "nee".
- berekening van gemiddeld aantal bacteriën in 0,1 ml onverdund water: 43/ongeveer 40 bacteriën
- berekening van het aantal per milliliter: 430/ongeveer 400
- juiste conclusie uit de vergelijking van het berekende gehalte met het in de wet genoemde gehalte van 100 per ml


Algen
In de bovenste 100 m van de Noordzee varieert het gehalte aan algen met de seizoenen. Dit is weergegeven in het diagram van afbeelding 1. In hetzelfde diagram is de concentratie nitraationen (NO3-) in dat zeewater weergegeven. Nitraationen zijn voor algen onder normale omstandigheden niet giftig.

water-behandeling-chemicaliën, eutrofiëring, water FAQ
Afbeelding 1

In de eerste helft van de lente gaat toename van het gehalte aan algen gepaard mei afname van de concentratie nitraationen.
Leg uit door welke verandering in de lente het gehalte aan algen in zee toeneemt en waardoor dit leidt tot een afname van de concentratie nitraationen.

Uit het antoord moet blijken dat in het voorjaar de temperatuur/de verlichtingssterkte toeneemt (waardoor de groei van algen wordt bevorderd) en dat de algen nitraationen opnemen

Leg met behulp van de gegevens in het diagram van afbeelding 1 uit dat de concentratie nitraationen in de winter zeer waarschijnlijk geen beperkende factor is voor de groei van algen.

Uit het antwoord moet blijken dat het gehalte aan algen in de winter laag is, terwijl er dan veel nitraationen beschikbaar zijn

In een experiment wordt de invloed van verschillende factoren op het gehalte aan algen onderzocht. Twee bakken worden in de winter op tijdstip P (zie afbeelding 1) gevuld met water uit de Noordzee. Het water in bak 1 wordt gesteriliseerd en dat in bak 2 niet. Aan het water in beide bakken wordt een kleine en gelijke hoeveelheid algen toegevoegd. Beide bakken staan buiten naast elkaar. In de daaropvolgende lente wordt op tijdstip Q het gehalte aan algen in beide bakken bepaald. In bak 1 blijkt het gehalte aan algen hoger dan in bak 2.
Geef hiervoor een verklaring.

Antwoord: Uit de verklaring moet blijken dat zich door het steriliseren in bak 1 (aanvankelijk) geen consumenten bevinden.


Afvalwaterzuivering
Huishoudelijk afval bestaat uit afvalwater en vast afval. Het afvalwater gaat via het riool naar een installatie voor afvalwaterzuivering. Bij de zuivering van het afvalwater gebruikt men bacteriën.
Hebben de bacteriën als functie het verwijderen van organische stoffen uit het afvalwater? En hebben ze als functie het verwijderen van zouten?
A. alleen het verwijderen van organische stoffen
B. alleen het verwijderen van zouten
C. zowel het verwijderen van organische stoffen als het verwijderen van zouten

Antwoord A


Watervervuiling
Het vaste afval wordt met vuilnisauto's opgehaald. Dat vaste afval kan milieuvervuiling veroorzaken. Twee vormen van milieuvervuiling zijn watervervuiling en luchtvervuiling.
Leg uit hoe het vaste afval watervervuiling kan veroorzaken.

Voorbeelden van juiste antwoorden:
- luchtvervuiling door het verbranden van afval
- luchtvervuiling door de stank van een vuilnisberg
- watervervuiling door het uitspoelen van stoffen uit gestort afval
- een juiste uitleg voor watervervuiling
- een juiste uitleg voor luchtvervuiling


Waterverbruik, bomen
Als op een boom veel bladluizen zitten, kunnen de bladeren van de boom verwelken en vroegtijdig afvallen.
Verandert door deze bladafval 's zomers de hoeveelheid water die uit de boom verdampt? En verandert hierdoor de hoeveelheid water die door de wortels wordt opgenomen?
A. Geen van beide verandert.
B. Alleen de hoeveelheid water die verdampt.
C. Alleen de hoeveelheid water die wordt opgenomen.
D. ofwel de hoeveelheid water die verdampt als de hoeveelheid water die wordt opgenomen.

Antwoord D


Teveel fosfaat in het zeewater
Het overheidsbeleid is erop gericht de lozing van fosfaat, afkomstig uit mest en wasmiddelen, op rivieren en daardoor op de Noordzee te beperken. Volgens onderzoekers moet de hoeveelheid fosfaat in de kustwateren worden verminderd, omdat anders uiteindelijk massale vissterfte zal optreden. In het voorjaar neemt in de Noordzee regelmatig de hoeveelheid algen sterk toe: waterbloei. Vervolgens sterft een groot deel van de algen. Het stromingspatroon in de Noordzee zorgt ervoor dat veel van dit dode materiaal in de Duitse kustwateren terechtkomt. Daar zinkt het naar de bodem. Er ontstaat zuurstofgebrek vlak boven en in de bodem waardoor veel zeebodembewoners sterven.

Welke van de volgende beweringen over het sterven van de zeebodembewoners is of zijn juist?
1 De zeebodembewoners sterven aan zuurstofgebrek doordat de reducenten veel zuurstof verbruiken bij het mineraliseren van het bezonken materiaal in de kustwateren.
2 Biotische factoren hebben invloed op het sterven van de zeebodembewoners, abiotische hebben hier geen invloed op.
A geen van beide
B alleen bewering 1
C alleen bewering 2
D zowel bewering 1 als bewering 2

Geef de biologische naam van het proces van verrijking van het oppervlaktewater met voedingszouten zoals hier verrijking met fosfaat.
Via de Rijn worden naast veel fosfaationen ook veel kaliumionen in de Noordzee gebracht. Zowel kaliumionen als fosfaationen zijn voor algen noodzakelijke voedingsstoffen. Toch zorgt de aanvoer van de fosfaationen wel voor waterbloei en de aanvoer van kaliumionen niet. De aangevoerde fosfaationen en kaliumionen kunnen goed in het zeewater opgelost blijven.

Antwoord: eutrofiëring / hypertrofiëring

Geef een verklaring voor het verschil in de gevolgen van de fosfaat- en de kaliumionenaanvoer.
Volgens een onderzoeker van het ’Rijksinstituut voor Visserijonderzoek’ kan rigoureus terugdringen van de hoeveelheid fosfaat in de Noordzee de visvangst echter ook verminderen.

Antwoord: de (concentratie) fosfaationen is (blijkbaar) de beperkende factor voor de groei van algen (en die van kaliumionen niet).

Beschrijf hoe de invloed van fosfaatvermindering op de populaties algen de oorzaak van de geringere visvangst kan zijn.

Antwoord: Een lagere fosfaatconcentratie leidt tot minder algen
Minder algen betekent minder voedsel voor vis / er is minder voedsel voor de vissen die van algenetende dieren leven


Hard water
Welke ionsoort moet uit hard leidingwater verwijderd worden om er zacht leidingwater van te maken?
A. Al3+
B. Ca2+
C. H+
D. K+
E . Na+

Antwoord B


Welke van de onderstaande methoden is geschikt om hard leidingwater zachter te maken?
Methode 1: Het leidingwater enige tijd laten koken.
Methode 2: Het leidingwater door een ionenwisselaar laten stromen.
A. geen van beide methoden
B. alleen methode 1
C. alleen methode 2
D. zowel methode 1 als methode 2

Antwoord D


Zuurstof en water
Zuurstof op een maan bij Jupiter
Op Europa, een van de vier manen bij de planeet Jupiter, is de moleculaire stof zuurstof gevonden.
De maan Europa is bedekt met een dikke ijslaag. Uit deze ijslaag komt water vrij. Dit water heeft de vorm van mist en wordt door zonlicht omgezet in waterstof en zuurstof.
naar: de Volkskrant
Geef de formule en de toestandsaanduiding van ijs.

Antwoord: H2O(s)

De hierboven beschreven omzetting van water in waterstof en zuurstof is een
A. elektrolyse.
B. fotolyse.
C. thermolyse.

Antwoord:B


De RioolWaterZuiveringsInstallatie (RWZI)
Bram en Jenny brengen een bezoek aan een rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI). Wat de beide leerlingen opvalt, is de "rotte-eieren"-stank.
De heer Anker leidt hen rond. Hij vertelt dat de stank veroorzaakt wordt door het gas waterstofsulfide (H2S). Van waterstofsulfide zijn de volgende gegevens bekend:
kookpunt: - 60 oC
smeltpunt: - 85 oC
geur: méér dan 0,1 mg in 1 m3 lucht is goed te ruiken
oplosbaarheid in water: 0,5 g/100ml (20 oC)
giftigheid: méér dan 15 mg in 1 m3 lucht is giftig
Bram en Jenny vinden de stank heel onprettig. De heer Anker zegt: "Uit het oogpunt van veiligheid is het best goed dat waterstofsulfide zo stinkt."
Leg uit dat de heer Anker gelijk heeft.

Antwoord: Als je de giftige stof ruikt, weet je dat er vergiftigingsgevaar is en dat je veiligheidsmaatregelen kunt nemen.

Verder vertelt de heer Anker hoe rioolwater via rioolbuizen, persleidingen en ontvangputten wordt aangevoerd naar de RWZI. Schematisch kan een rioolstelsel er als volgt uitzien:
Figuur 1:

De betonnen rioolbuizen lopen iets af en zijn gedeeltelijk gevuld met rioolwater; daarboven zit lucht. De persleiding is geheel gevuld met rioolwater.
De heer Anker vertelt dat de vorming van waterstofsulfidegas nog een heel ander nadeel heeft. Het blijkt dat betonnen rioolbuizen ernstig kunnen worden aangetast. Hij laat Bram en Jenny een stukje uit een folder lezen. Deze folder is van een bedrijf dat onderzoek heeft gedaan naar het waterstofsulfidegas.
Folder 1:

Beton bestaat voornamelijk uit kalk. Aantasting begint wanneer bacteriën op de vochtige wanden het waterstofsulfidegas met zuurstof uit de lucht omzetten in zwavelzuur. Het beton wordt aangetast wanneer het aanwezige kalk (calciumcarbonaat) door het zwavelzuur wordt omgezet in calciumsulfaat.

Geef de vergelijking van de reactie waarbij waterstofsulfide reageert met zuurstof (O2) tot zwavelzuur

Antwoord: H2S + 2O2 -> H2SO4

Bij de reactie van het beton met zwavelzuur wordt calciumcarbonaat omgezet in calciumsulfaat.
Vergelijk de oplosbaarheid in water van calciumsulfaat met de oplosbaarheid in water van calciumcarbonaat.
Calciumsulfaat is
A. slechter oplosbaar dan calciumcarbonaat.
B. even goed oplosbaar als calciumcarbonaat.
C. beter oplosbaar dan calciumcarbonaat.

Antwoord: C

Jenny vraagt aan de rondleider: "Kunnen jullie er niet voor zorgen dat er geen waterstofsulfide wordt gevormd? Dan kan er ook geen zwavelzuur ontstaan!" De heer Anker antwoordt dat men daar op dit moment onderzoek naar doet. Een bedrijf heeft aangeboden om een oplossing van calciumnitraat aan het rioolwater toe te voegen. In een folder van dit bedrijf staat onder andere het volgende:
Folder 2:
Afvalwater bevat zwavelverbindingen. Als er voldoende lucht bij het rioolwater kan komen, worden de zwavelverbindingen omgezet in onschadelijke sulfaten. Als er geen lucht bij het rioolwater kan komen, worden de zwavelverbindingen door bacteriën omgezet in waterstofsulfide. Als het afvalwater behalve zwavelverbindingen ook nitraten bevat, laten de bacteriën de zwavelverbindingen met rust. De bacteriën gebruiken de nitraten. Toevoegen van de juiste hoeveelheden (calcium-)nitraat voorkomt dus dat waterstofsulfide ontstaat!

In welk onderdeel van het rioolstelsel (zie figuur 1) kan veel waterstofsulfide ontstaan?
A. in rioolbuis 1
B. in de persleiding
C. in rioolbuis 2
D. in de rioolwaterzuiveringsinstallatie

Antwoord B

Op welk moment van de rioolwaterafvoer moet de oplossing van calciumnitraat worden toegevoegd?
A. Voordat in het rioolwater waterstofsulfide is ontstaan.
B. Nadat in het rioolwater waterstofsulfide is ontstaan, maar voordat waterstofsulfide is omgezet in zwavelzuur.
C. Nadat waterstofsulfide is omgezet in zwavelzuur, maar voordat zwavelzuur het beton heeft aangetast.

Antwoord: A

Het bedrijf heeft een proef uitgevoerd met het toevoegen van calciumnitraat in een rioolstelsel zoals in figuur 1.
Men heeft op een bepaalde dag gemeten hoeveel waterstofsulfide ontstond, als geen calciumnitraat werd toegevoegd. Op een andere dag heeft men gemeten hoeveel waterstofsulfide ontstond, als wél calciumnitraat werd toegevoegd.
In het diagram zijn de resultaten van beide metingen weergegeven.
Diagram:

Hoeveel mg/l is de hoogste concentratie waterstofsulfide die gemeten is?

Antwoord: Een juiste aflezing leidt tot een antwoord in het interval 9,7<- concentratie waterstofsulfide <- 9,9 (mgL)


Kan aan de hand van de gegevens de conclusie worden getrokken dat het toevoegen van calciumnitraat nuttig is? Geef een verklaring voor je antwoord.

Antwoord: Bij toevoegen van calciumnitraat ontstaat veel minder waterstofsulfide, dus is het nuttig

pH
Petra heeft een oplossing met pH = 2. Zij wil de pH van de oplossing verhogen. Gert-Jan raadt haar aan natronloog toe te voegen. Karel adviseert haar kalkwater toe te voegen.
40. Wie van beiden geeft een goed advies?
A. geen van beiden
B. alleen Gert-Jan
C. alleen Karel
D. zowel Gert-Jan als Karel

Antwoord D


Ontijzeren van grondwater
Landbouwers pompen soms water uit de grond. Dit grondwater bevat onder andere ijzerionen (Fe2+ ) en waterstofcarbonaationen (HCO3 - ). De ijzerionen kunnen een neerslag veroorzaken en zodoende verstoppingen geven in leidingen en kranen. Daarom "ontijzert" men dit water met behulp van een ontijzerings-installatie:
figuur 1

In de installatie wordt het water door middel van sproeiers verneveld. Daardoor wordt het water met zuurstof uit de lucht in aanraking gebracht. Boven in de installatie reageren ijzerionen en waterstofcarbonaationen met zuurstof en water. Er ontstaan
koolstofdioxidegas en vast ijzer(III)hydroxide.
De onderstaande reactievergelijking, waarmee deze reactie wordt weergegeven, is niet kloppend. Alleen de coëfficiënt voor CO2 ontbreekt.
4 Fe2+ + O2 + 2 H2O + 8 HCO3 - 4 Fe(OH)3 + .. CO2

Welk getal staat voor CO2 als de vergelijking kloppend is?
A 3
B 4
C 8
D 10
E 12

Antwoord C


De snelheid van een reactie kan door een aantal factoren worden beïnvloed. Eén van die factoren is de temperatuur. Door het water te vernevelen wordt ook een factor veranderd, waardoor de reactie sneller verloopt dan wanneer men het water zou laten druppelen of stromen.
Welke factor is dat?

Antwoord: De verdelingsgraad



In de ontijzerings-installatie (figuur 1) worden de ijzerionen uit ijzerhoudend grondwater verwijderd.
Leg uit waarom omzetting van ijzerionen in ijzer(III)hydroxide nodig is om de ijzerionen door filtratie uit het grondwater te kunnen verwijderen.

Antwoord: ijzer(III)hydroxide is onoplosbaar (en ijzerionen zijn opgelost ) (en alleen vaste / onoplosbare stoffen kunnen door filtreren verwijderd worden).


Watermoleculen
Lange tijd heeft men gedacht dat de ruimte tussen de sterren geen materie bevat.
Tegenwoordig weet men dat het heelal niet geheel vacuüm is, hoewel het aantal deeltjes per cm3 erg klein is: tussen 10 en 106 deeltjes per cm3. Waterstofmoleculen zijn de meest voorkomende deeltjes in het heelal.
Bereken de dichtheid in g cm-3 van een stukje heelal dat 5,0·105 waterstofmoleculen per cm bevat. Neem voor deze berekening aan dat er zich geen andere deeltjes in de ruimte bevinden.

Antwoord: Een juiste berekening leidt tot de uitkomst 1,7·10-18 (g cm-3).

Onlangs is een nieuwe methode ontwikkeld om rioolslib te verwerken. Men laat het slib in een lange pijp, diep onder de grond, met zuurstof reageren. In een krantenartikel over deze methode staat onder andere het volgende:
Tekstfragment 1:

Nat slib wordt in een dikke, lange pijp gepompt. In die pijp staat meer dan een kilometer slib. Dat geeft beneden een extreem hoge druk, van ongeveer honderd atmosfeer. Hierdoor reageren organische stoffen onderin de pijp al bij lage temperatuur met zuurstof. Ze worden als het ware verbrand terwijl er geen vlammetje aan te pas komt.

Om het proces op gang te brengen, wordt de installatie ondergronds voorverwarmd. Is het proces eenmaal op gang, dan is verwarmen niet meer nodig.

Naar: de Volkskrant

8v1skh04.gif (5480 bytes)

Geef een verklaring voor het feit dat de organische stoffen onderin de pijp al bij lage temperatuur met zuurstof reageren.


Antwoord: bij hoge druk is de concentratie (van zuurstof) groter dan bij lage druk (1p) daarom is de reactiesnelheid groter (en kan de reactie bij lage temperatuur plaatsvinden)

Waarom zal verwarmen niet meer nodig zijn als het proces eenmaal op gang is gebracht?

Antwoord : De reactie is (kennelijk) exotherm. / Bij de reactie komt (kennelijk) warmte vrij.

Eén van de problemen die men ondervond bij het ontwikkelen van deze techniek was dat na verloop van tijd de pijp verstopt raakte met vast calciumsulfaat. Over het ontstaan van dit calciumsulfaat en het verwijderen ervan werd in hetzelfde artikel het volgende gezegd:
Tekstfragment 2:
Zwavel in het slib verbrandt tot sulfaat, dat vervolgens met calcium in het slib reageert tot vast calciumsulfaat. Bij de bedrijfsvoering is daar ook rekening mee gehouden. Om de zes dagen wordt een salpeterzuuroplossing door de pijp gepompt om het neerslag op te lossen.
De in tekstfragment 2 bedoelde vorming van sulfaat is een redoxreactie. Als voor het zwavel in het slib de formule S wordt gebruikt en wordt aangenomen dat het slib zwak basisch is, kan de ene halfreactie van deze redoxreactie als volgt worden weergegeven:
S + 8 OH- à SO42- + 4 H2O+ 6 e-
Geef de vergelijking van de andere halfreactie en leid uit beide halfreacties de vergelijking van de totaalreactie van de verbranding van zwavel tot sulfaat af.

Antwoord: Een juiste afleiding leidt tot de volgende vergelijking:

In tekstfragment 2 wordt geschreven over "calcium" dat met het sulfaat reageert tot calciumsulfaat. Met dit calcium kan onmogelijk het metaal calcium worden bedoeld.
Geef aan door welke eigenschap van het metaal calcium het slib onmogelijk dit metaal kan bevatten.

Antwoord: Calcium (is een zeer onedel metaal en) zou gereageerd hebben met het water in het slib.

Bij het oplossen van vast calciumsulfaat in de salpeterzuuroplossing treedt een zuur-base reactie op, waarbij het sulfaation als base reageert.
Geef de vergelijking voor het oplossen van vast calciumsulfaat in de salpeterzuuroplossing.

Antwoord:

Bron: Examenbundels MAVO, HAVO

Test ook uw kennis van bacteriën en virussen, het milieu en stoffen.



Over Lenntech

Lenntech BV
Distributieweg 3
2645 EG Delfgauw

tel: +31 152 755 703
fax: +31 152 616 289
e-mail: info@lenntech.com


Copyright © 1998-2017 Lenntech B.V. All rights reserved