Проект на тему анализ воды

Автор: Мухина Светлана Николаевна, педагог дополнительного образования, г.Котовск, Тамбовская область.

Описание работы: Предлагаю Вашему вниманию исследовательскую работу, направленную на выяснение качества питьевой воды из разных источников в черте города: скважины, родника и водопровода.

Цель: Изучение качества питьевой воды в городе Котовск Тамбовской области.
Задачи:
1.Освоить методику определения качества питьевой воды.
2.Провести сравнительный анализ воды из разных источников: скважины, родника и водопровода
3.Провести опрос среди жителей города об источниках воды, которую они употребляют.
Гипотеза: Вся вода, которую мы пьем, пригодна для питья.

Объект исследования: Вода из скважины, родника и водопроводная вода.
Предмет исследования: Качество воды.
В ходе выполнения исследовательской работы прошли следующие этапы:
1. Изучение литературы по данной теме.
2. Выбор темы работы, постановка цели и задач.
3. Отбор воды на анализ.
4. Проведение сравнительного анализа и очистки воды.
5. Систематизация результатов.
6. Оформление работы.
Для выполнения данного исследования мы использовали следующие методы: изучение научно-популярной литературы и интернет — ресурсов по данной тематике, обобщение и систематизация сведений о воде, взятие проб, анализ и очистка воды, анализ проделанной работы, формулирование выводов.

Опытно — экспериментальная часть.
Анализ воды.
Проведя опрос среди жителей города, мы узнали, какие источники воды они используют. Основными источниками воды для жителей города являются водопровод, родник, скважина.
Воду из этих источников мы и взяли для сравнительного анализа.

Запах:
улавливают при температуре 20 и 60 градусов
• Родниковая вода — нет запаха.
• Водопроводная вода – присутствует запах ржавчины.
• Вода из скважины — нет запаха.
Вкус:
«дегустируется» после 5 минутного кипячения и охлаждения до 20-25 градусов. Гнилостный вкус укажет на продукты распада животных и растительных организмов, соленый – на присутствие поваренной или других щелочных солей, горький – солей магния, вяжущий – солей железа, сладковатый – гипса.
Родниковая вода – слегка сладковатый.
• Водопроводная вода — вкус вяжущий, значит, в воде присутствует соль железа.
• Вода из скважины — вкус слегка вяжущий, значит, в воде присутствует немного солей железа.
Посторонние частицы:
фиксируют, наливая воду в сосуд и дав осадку отстояться, затем ее фильтруют.
• Родниковая вода – небольшое количество частиц песка.
• Водопроводная вода — наличие частиц песка и следов ржавчины.
• Вода из скважины — немного посторонних частиц (песок, глина).

Цветность:
вода, налитая в бесцветный стакан рассматривается на фоне белого листа бумаги.
• Родниковая – прозрачная.
• Водопроводная — мутная, рыжеватого оттенка.
• Вода из скважины — прозрачная.

Проведя данный этап исследовательской работы, мы пришли к выводу, что вода из всех взятых источников, в окрестностях города Котовск, пригодна для питья, но, так как место в районе родника не имеет соответственного оборудования: навеса, отводов для воды и т.д. мы решили дополнить органолептические показатели воды из родника лабораторными исследованиями и обратились в лабораторию ТОГБОУ СПО КИТ, с целью проведения химического и бактериологического анализа воды из родника.

На данном этапе мы выдвинули гипотезу, что вода из родника, исходя из органолептических показателей, пригодна для питья.
В ходе этого этапа исследования, нами проделаны были следующие шаги:
— совершить экскурсию к роднику «Северный»;
— провести наблюдение за использованием воды из родника для питьевых целей;
— взять пробу воды на анализ для исследования (пригодна ли вода из родника для использования в питьевых целях?);
— отнести воду из родника на анализ в лабораторию ТОГБОУ СПО КИТ.
— получить анализы исследования и сравнить их с данными СанПиН 2.1.4. 1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников».
Место нашего исследования находится в 250 метрах к западу от центральной части нашего города Котовска, в лесу, в районе кафе «Бумеранг». Оно характеризуется тем, что река Цна в этом участке имеет ширину 28 метров. Берега реки Цна песчаные, левый берег – пологий, правый- крутой. Наш родничок вытекает из правого берега. Родник имеет сток в реку Цна.
Мы выявили тот факт, что в течение 2 часов пришли 3 человека и наполнили 4 ёмкости водой.
Воду из данного источника мы предоставили в лабораторию для исследований.
Данные лабораторных исследований.

Химические исследования воды.
РН 63
Общая жесткость — 5,0 мг экв/дм
Сухой осадок – 255,0 мг/дм
Хлориды — 50,0 мг/дм
Сульфаты- 57,0 мг/дм
Железо — 0,1 мг/дм
Окисляемость — 5,3 мг/дм
Фтор — 0,55 мг/ дм
Аммиак — 0,19 мг/дм
Кальций — 37 мг/дм
Магний — 11.6 мг/дм
Нитритов — следы
Нитратов — следы
Результат анализа показал соответствие требованиям СанПиН 2.1.4. 1175-02 «вода питьевая» по химическим и органолептическим показателям.

Санитарно-микробиологические исследования.
ОКБ (общие колиформные бактерии) обнаружены /норма-отсутствие/
ОМЧ (общее микробное число) – 7 КОЕ
/норма – до 50 КОЕ/
ТКБ (термотолерантные колиформные бактерии) обнаружены /норма-отсутствие

Исходя из данных исследования, сделали вывод:
бактериологическое исследование воды показало несоответствие требованиям СанПиН 2.1.4. 1175-02 «вода питьевая», т.к. нет санитарно — защитной зоны, родник находится в непосредственной близости с рекой (родниковая вода смешивается с речной), родник должен иметь сруб.
Наша гипотеза не подтвердилась, вода из данного источника не пригодна для питья.
Заключение.
Выполненная исследовательская работа показывает, что не вся вода, взятая из источников в окрестностях города Котовск, пригодна для питья. Более чистой, содержащей меньше всего примесей и посторонних частиц, является вода из скважины. Водопроводная вода содержит примеси солей железа, причем в достаточно большом количестве и соли кальция. Поэтому перед употреблением водопроводную воду рекомендуется очистить. Вода из родника не соответствует нормам питьевой воды.
Для определения качества питьевой воды из водопровода и скважины мы основывались только на органолептических показателях, так как эти источники соответственно оборудованы и в условиях городского водоснабжения за состоянием воды обязаны следить соответствующие коммунальные службы, и ее состав отличается достаточной стабильностью. Всё же мы планируем в дальнейшем произвести лабораторные исследования воды и из этих источников.
Акция «Живи, родник!»

источник

Роль воды в живых организмах очень велика. Она является универсальным растворителем, обеспечивает приток и удаление веществ в клетках, обеспечивает теплорегуляцию. Поэтому особенно актуальным в последнее время стал вопрос о качестве используемой воды.

В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены газы и соли, находятся твердые взвешенные частички. Это природная жесткость воды. Понятие жесткости воды мы встречаем не только в спелеологии и в геологии, а, вообще, повсеместно – в химии, технике и даже в быту. И поэтому это понятие очень важно для определения качества воды. Кроме природных примесей на качество воды оказывают влияние условия формирования поверхностного или наземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ – загрязнителей, ухудшающих качество воды.

Цель работы: определить качество воды, используемой в селе Новоромановском.

Муниципальное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №5

Автор: Булавина Алина Сергеевна,

ученица 8Б класса МОУ СОШ №5

Руководитель: Булавина Светлана

учитель биологии МОУ СОШ №5,

1.Обзор литературы и обоснование исследования………………………. 4

1.1. Значение воды в природе………….………………………………. 4 1.2.Причины загрязнения воды………………………………………….4

1.3. Влияние качества воды на здоровье человека……………………. 5

1.4. Методы улучшения качества воды …………………..……………..6

1.5.О содержании железа в питьевой воде………………………………7

2. Место, материал и методика исследования………………………………..8

2.1.1.Определение качества воды из разных водных источников..8

2.1.2. Определение жесткости воды…………………………………9

3. Результаты исследования…………………………………………………..10

На долю воды приходиться примерно 70% поверхности земного шара, а мир страдает от жажды, потому что основная масса воды солёная. В ней столько соли, что можно покрыть всю сушу слоем 200м. Пресной же воды совсем немного.

Вода — важнейший минерал на Земле, который нельзя заменить никаким другим веществом. Вода – основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в процессе фотосинтеза. Вода является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачивает горные породы и минералы и транспортирует их из одних мест в другие.

Цель моей работы: определить качество воды, используемой в селе Новоромановском.

Для достижения цели мною поставлены задачи:

— изучить литературные данные о значении воды и ее загрязнителях;

-сравнить качество воды из разных источников по физико-химическим параметрам;

-определить жесткость воды.

1.Обзор литературы и обоснование направления исследования

1.1. Значение воды в природе

Вода — важнейший минерал на Земле, который нельзя заменить никаким другим веществом. Вода – основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в процессе фотосинтеза. Вода присутствует во всей биосфере: в водоемах, воздухе, почве. Она составляет большую часть любых организмов , как растительных , так и животных, в частности, у человека на её долю приходится 60-80% массы тела. Потери 10-20% воды живыми организмами к их гибели. С появлением фотосинтезирующих живых организмов парниковый эффект на нашей планете стал гаситься, за счёт выделения кислорода из океана сине-зелеными водорослями и поглощения углекислого газа из атмосферы. Это послужило катастрофой к переходу восстанавливающей атмосферы в окислительную, что вызвало к жизни новые формы организмов. Вода – причина эволюции на Земле. Вода является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачивает горные породы и минералы и транспортирует их из одних мест в другие[4].

Роль воды в живых организмах очень велика. Она является универсальным растворителем, обеспечивает приток и удаление веществ в клетках, обеспечивает теплорегуляцию[10].

В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены газы и соли, находятся твердые взвешенные частички[1].

1.2.Причины загрязнения воды.

Водоём или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или наземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ – загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнения[6].

Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счёт увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щёлочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностно-активные вещества, пестициды). Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. В связи с быстрыми темпами урбанизации несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водный бассейн и почва загрязняются бытовыми отходами[2].

Жёсткость воды — это свойство воды (не мылиться, давать накипь в паровых котлах), связанное с содержанием растворимых в ней соединений кальция и магния, это параметр, показывающий содержание катионов кальция, магния в воде[7]. Накипь на стенках нагревательных котлов, батареях и отложения солей на бытовой технике (например, в чайниках), белые хлопья в воде, пленка на чае и т.д. — все это показатели жесткой воды. Жесткость — это особые свойства воды, во многом определяющие её потребительские качества и потому имеющие важное хозяйственное значение. Жесткая вода мало пригодна для стирки. Накипь на нагревателях стиральных машин выводит их из строя, она ухудшает еще и моющие свойства мыла. Катионы Ca2+ и Mg2+ реагируют с жирными кислотами мыла, образуя малорастворимые соли, которые создают пленки и осадки, в итоге снижая качество стирки и повышая расход моющего средства, т.е. жесткая вода плохо мылится. В настоящее время известна взаимосвязь жесткости воды и образования камней в почках. Жесткость питьевой воды по действующим стандартам должна быть не выше 7 мг-экв/л, и лишь в особых случаях допускается до 10 мг-экв/л. Для производственных целей использование жесткой воды недопустимо[10].

1.3.Влияние качества воды на здоровье человека

В жесткой воде хуже развариваются продукты, в результате этого снижается усвояемость белков. Это связано с тем, что соли жесткости вступают в реакцию с животными белками.

Повышенная жесткость воды негативно сказывается на здоровье человека при умывании. Соли жесткости взаимодействуют с моющими веществами и образуют нерастворимые шлаки. Эти шлаки высыхают и остаются в виде микроскопической корки на кожном и волосяном покрове человека. Разрушается естественная жировая пленка кожного и волосяного покрова человека, забиваются поры, появляется сухость, шелушение, перхоть. Признак повышенной жесткости воды – скрип чисто вымытой кожи и волос. Чувство повышенной мылкости, признак того, что защитная пленка на коже невредима, и жесткость воды небольшая[9].

При большой жесткости необходимо пользоваться лосьонами, увлажняющими кремами, чтобы создать искусственную защитную пленку для кожи и волос. Поэтому косметологи советуют умываться дождевой или талой водой. С точки зрения применения воды для питьевых нужд, ее приемлемость по степени жесткости может существенно варьироваться в зависимости от местных условий. Порог вкуса для иона кальция лежит (в пересчете на мг-эквивалент) в диапазоне 2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния и того ниже. В некоторых случаях для потребителей приемлема вода с жесткостью выше 10 мг-экв/л. Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения[7]. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой величины жесткости по показаниям влияния на здоровье. В материалах ВОЗ говорится о том, что хотя ряд исследований и выявил статистически обратную зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеющиеся данные не достаточны для вывода о причинном характере этой связи. Аналогичным образом, однозначно не доказано, что мягкая вода оказывает отрицательный эффект на баланс минеральных веществ в организме человека. Вместе с тем, в зависимости от рН и щелочности, вода с жесткостью выше 4 мг-экв/л может вызвать в распределительной системе отложение шлаков и накипи (карбоната кальция), особенно при нагревании. Именно поэтому нормами Котлонадзора вводятся очень жесткие требования к величине жесткости воды, используемой для питания котлов (0.05-0.1мг-экв/л). Кроме того, при взаимодействии солей жесткости с моющими веществами (мыло, стиральные порошки, шампуни) происходит образование «мыльных шлаков» в виде пены. Это приводит не только к значительному перерасходу моющих средств. Такая пена после высыхания остается в виде налета на сантехнике, белье, человеческой коже, на волосах[4].Вместе с тем, необходимо упомянуть и о другой стороне медали. Мягкая вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость (щелочность) и может, в зависимости от уровня рН и ряда других факторов, оказывать повышенное коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Поэтому, в ряде применений (особенно в теплотехнике) иногда приходится проводить специальную обработку воды с целью достижения оптимального соотношения между жесткостью воды и ее коррозионной активностью[10].

Читайте также: Анализ на серебро в воде

1.4. Методы улучшения качества воды

Вода, поступающая в водопроводную сеть должна соответствовать ГОСТ стандарту: она не должна содержать вредных микробов, вредных минеральных и органических веществ. Она должна быть прозрачной, бесцветной, без вкуса и запаха, кислотность 6,5-9,5 рН. Содержание катионов железа может быть до 0,3 мл/г; хлорид ионов до 350 мл/г.

Если вода жесткая, применяют методы умягчения воды. Умягчение воды – процесс снижения жесткости воды, т.е. уменьшение концентрации ионов кальция и магния[5]. Жесткая вода негативно сказывается на здоровье человека, на работе сантехнического и котельного оборудования. Применяются несколько методов умягчения воды:

Реагентное умягчение воды, при этом способе очистки воды ионы Ca+2 и Mg+2 связываются различными веществами в нерастворимые соединения.
Электромагнитное воздействие на воду.
Диализ.
Химическое умягчение воды — снижение жесткости воды: известковый и известково-содовый. Данные методы очистки воды основаны на переводе ионов Са2+ и Мg2+ в соединения с ограниченной растворимостью: карбонат кальция СаСО3 и гидроксид магния Мg(ОН)2.
Безреагентное умягчение воды – магнитное воздействие предотвращает выпадение накипи, карбонатных отложений.
Кипячение. Чтобы избавиться от временной жесткости необходимо просто вскипятить воду. При кипячении воды, гидрокарбонатные анионы вступают в реакцию с катионами и образуют с ними очень мало растворимые карбонатные соли, которые выпадают в осадок.
Ca + 2HCO 3 = CaCO 3 + H 2 O + CO 2

С ионами железа реакция протекает сложнее из-за того, что FeCO 3
неустойчивое в воде вещество. В присутствии кислорода конечным продуктом цепочки реакций оказывается Fe(OH) 3 , представляющий собой темно-рыжий осадок. Поэтому, чем больше в воде железа, тем сильнее окраска у накипи, которая осаждается на стенках и дне сосуда при кипячении.

Вымораживание льда- метод борьбы с постоянной жесткостью. Необходимо просто постепенно замораживать воду. Когда останется примерно 10 % жидкости от первоначального количества, необходимо слить не замершую воду, а лед превратить обратно в воду. Все соли, которые образую жесткость, остаются в не замершей воде.
Перегонка, то есть, испарение воды с последующие ее конденсацией. Так как соли относятся к нелетучим соединениям, они остаются, а вода испаряется. Но такие методы, как замораживание и перегонка пригодны только для смягчения небольшого количества воды[9].

1.5.О содержании железа в питьевой воде

Высокое содержание железа в воде вызывает отложение осадка в трубах и их зарастание, а также ухудшает вкус питьевой воды (присутствует привкус ржавчины), а также после «железной» воды остаются желтые разводы на сантехнике и пятна на одежде. Железо практически всегда встречается в поверхностных и подземных скважинных водах. Также вследствие коррозии труб ржавчина попадает в питьевую воду. Соединения железа в воде присутствуют в растворенной и нерастворенной форме.

1. Для удаления нерастворенного железа (ржавчины) используют так называемые «механические» фильтры. Фильтрующие элементы представлены в виде промывающейся сетки из нержавеющей стали, также используются кварцевый песок, керамическая крошка.

2. Растворенное железо бывает в трехвалентной (Fe 3+ ) в двухвалентной (Fe 2+ ) формах. Трехвалентная форма Fe 3+ — это желтый раствор, двухвалентная Fe 2+ — бесцветный раствор. В присутствии кислорода в воде двухвалентное железо очень быстро переходит в трехвалентную форму (Fe 3+ ) и образует малорастворимый гидроксид железа (коричневый осадок).

4Fe 2+ + 8HCO 3- + O 2 +2H 2 O = 4Fe(OH) 3 + 8CO 2

Также вместо кислорода воздуха для перевода Fe 2+ в Fe 3+ можно использовать и другие окислители, например, перманганат калия. При этом ионы железа и марганца выделяются в виде труднорастворимых соединений Fe(OH) 3 и MnO 2 [9].

2.Место, материал и методика исследования .

Исследования проводились в селе Новоромановском Арзгирского района. Материалом для исследования служила вода, взятая из разных источников.

Исследовательская работа проводилась по двум направлениям:

1. Сравнение образцов воды по некоторым параметрам: цвет, запах, рН среды, наличие осадка после отстаивания, наличие некоторых катионов и анионов.

2. Определение жесткости воды.

2.1.1.Определение качества воды из разных водных источников.

Цель работы: определить качество воды из разных водных источников.

Материалы: образцы воды из близлежащих природных источников (пруд); водопроводная вода, фильтрованная вода, химические стаканы (200 мл); индикаторная бумага, тиоцианат аммония, азотная кислота (концентрированная), нитрат серебра, перекись водорода, хромат калия.

1). Наливаем в пронумерованные пробирки воду: из водоема (пруд), из водопровода, прошедшую очистку фильтром.

2). Оцениваем запах воды по шкале (см. приложение, таблица1).

Различают травянистый, болотный, гнилой, тухлый, затхлый, землистый запах. Запахи химических веществ: хлора, горюче-смазочных материалов.

3). Оцениваем цвет и прозрачность: если видны изменения в цвете воды (стакан ставят на чистый лист белой бумаги), то их описывают словами: зеленоватый, светло-коричневый и т.д. Прозрачность зависит от количества взвешенных частиц органических и неорганических. Определяют следующим образом: на дно цилиндра кладут кольцо из проволоки (или рисуют черным карандашом на белой бумаге) и доливают воду до тех пор, пока кольцо видно. Высота столба в (см), при котором кольцо становиться невидным и является мерой прозрачности.

4). Определяем рН среду: для определения используют индикаторную бумагу. Цветность определяют в сравнении с эталоном чистой воды (после фильтрации).

5). Определение катионов железа (III).

1.1. 20 г. тиоцината аммония растворить в дистиллированной воде и довести до 100 мл.

2. К 10 мл. пробы воды прибавить одну каплю азотной кислоты, затем 2-3 капли перекиси водорода и ввести 0,5 тиоцината аммония.

3. При концентрации катионов железа (III) более 2,0 мг/л — розовое окрашивание содержимого пробирки. При концентрации катионов железа (III) более 10 мл/г — красное. Fe3++ ЗСNS Fe(СNS)з красный.

Определение катионов железа также проводим по визуальным наблюдениям. Высокое содержание железа в воде вызывает отложение осадка в трубах и их зарастание, а также ухудшает вкус питьевой воды (присутствует привкус ржавчины), а также после «железной» воды остаются желтые разводы на сантехнике и пятна на одежде.

6). Определение хлорид-ионов.

1. К 10 мл пробы воды добавляют 3-4 капли азотной кислоты и приливают 0,5 мл раствора нитрата серебра.

2. Если концентрация хлорид-ионов более 100 мг/л, то образуется белый осадок. При концентрации >10 мг/л — помутнение раствора. Cl- + Ag+ > AgCl (белый осадок).

7). Определение катионов свинца:

1. 10 г К 2 СrO 4 растворяют в 90 мл дистиллированной воды.

2. В пробирку помещают 10 мл пробы воды, прибавляют 1 мл раствора реагента.

3. Если в результате реакции образуется желтый осадок, то содержание катионов свинца более 20 мг/л. Рb 2+ + СrО 2- > РbСrO 4 желтый.

2.1.2. Определение жесткости воды.

1. Определение общей жесткости воды мыльным раствором.

Цель работы: сравнить жесткость различных образцов воды.

Материалы: образцы воды различной степени жесткости: водопроводная кипяченная и некипяченая, кусочки хозяйственного мыла, пробирки.

1). В пронумерованные пробирки наливают три образца воды по 10-15 мл. 1 пробирка — водопроводная некипяченая вода. 2 — водопроводная кипяченая вода.

2). В каждую пробирку кидают кусочек мыла и сильно встряхивают пробирку (около 5 минут). Дают отстояться и описывают внешний вид полученных растворов: есть ли осадок в виде хлопьев, много осадков или мало, раствор почти прозрачный и т.д.

3). Результаты занести в таблицу.

2.Определение гидрокарбонатной жесткости воды

Цель работы: по количеству затраченной кислоты определить гидрокарбонатную жесткость воды.

Материалы и оборудование: бюретка, коническая колба на 200 мл (250 мл), мерная колба на 100 мл, образцы воды различной степени жесткости: водопроводная кипяченная и некипяченая, реактивы: стандартизированный раствор HCl; 0,01%-ный раствор метилоранжа;

1).Мерной колбой отобрать 100 мл анализируемой воды, перенести в коническую колбу для титрования.

2).Добавить 3-4 капли метилоранжа и титровать раствором HCl (в бюретке) до перехода окраски из желтой в оранжевую. Титрование проводят 3 раза до получения сходящихся результатов (отличающихся на 0,1 мл).

3).Вычислить средний объем соляной кислоты V сред (HCl).

4).Рассчитать гидрокарбонатную жесткость воды в моль/л.

с н (НСl) · V сред (HCl) · 1000

3. Результаты исследования

Исследовательская работа проводилась по двум направлениям:

2. Определение жесткости воды.

В ходе исследований по первому направлению было проведено сравнение качества воды из разных источников, результаты занесены в таблицу1. Сравнение результатов производили с контрольным образцом – вода питьевая столовая.

источник

Конкурс «Российский национальный юниорский конкурс»

Муниципальное образовательное учреждение

Кяппесельгская средняя общеобразовательная школа

Кондопожского муниципального района

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ИЗ

ИСТОЧНИКОВ ПОСЕЛКА КЯППЕСЕЛЬГА

ученицы 8 класса МОУ Кяппесельгская СОШ

Ермолина Анастасия Алексеевна

Степанова Диана Станиславовна

учитель географии, биологии и химии

Мартынов Алексей Александрович

Глава 1. Описание местоположений взятия проб 3

Глава 2. Методика исследования проб воды из источников 4

2.1. Методика взятия и хранения проб 4

2.2. Методика исследования проб 4

Глава 3. Результаты исследований 8

Глава 4. Оценка качества воды из источников 11

Используемая литература 15

Актуальность. В поселке Кяппесельга долгое время не проводились ремонтные работы на насосной станции (вода берется из скважины). Естественные источники постоянно подвергаются антропогенному воздействию (пастбище, огороды, транспортные пути и т.д.). Большинство населения в посёлке доставляют воду из хранилища около насосной станции, остальная часть населения берёт воду из колодцев и родников. При кипячении воды из центрального водопровода на посуде остается накипь, а если брать воду из колодцев – через некоторое время появляется налет желтого цвета. Так как все источники, так или иначе, загрязняются, необходимо провезти анализ воды в посёлке.

Цель работы: проведение оценки качества питьевой воды и ее сравнение из различных источников посёлка Кяппесельга.

Выявить самую чистую воду из исследуемых источников.

Дать оценку питьевой воде из исследуемых источников.

Выявить влияние воды на бытовые приборы.

Установить зависимость качества воды и здоровья населения.

Выявить основные источники загрязнения воды.

1. Органолептическое исследование — анализ воды на интенсивность запаха, характер запаха, вкус, интенсивность вкуса, цветность и мутность.

2. Гидрохимическое исследование — анализ воды на химический состав: активная реакция (водородный показатель), растворённый кислород, общая жесткость, карбонатная жестокость, кальциевая жесткость, магниевая жестокость, железо общее, ион аммония, окисляемость, органические вещества общие.

3. Статистический метод — проведение сравнительного анализа проб и интегральной оценки качества воды.

4. Картографический метод — использование картографического материала для описания размещения местоположений взятия проб воды.

Объект исследования – вода из источников центрального водоснабжения, родников и колодцев.

Глава 1. Описание местоположений взятия проб

В основу описания местоположений была использована методика, разработанная Г. А. Исаченко и А. И. Резниковым. Согласно ей местоположения рассматриваются с ландшафтной стороны. Более подробно исследуются местоположение, почвы и растительность [5].

Колодец на улице Коммунальная

Колодец расположен в центре поселка, близко к колодцу проходит тропинка и двор с огородом. В ландшафтном отношении местоположение относится к моренным равнинам с крупными валунами с разнотравно-злаковой растительностью на иллювиально-железистых почвах с сильной антропогенной трансформацией (см. прил. рис. 2).

Река берет начало от места взятия пробы в 2 км из верхового болота. Она протекает через низовые болота и моренной равнине. По берегам произрастают еловые леса с примесью березы. В почвенном отношении Иван-ручей протекает по подзолистым почвам. На побережье расположен поселок, нет промышленных предприятий, его пересекают Октябрьская железная дорога и автомобильная дорога (см. прил. рис. 3).

Колонка на улице Пролетарская (дорога на вокзал)

Колонка расположена на окраине поселка. Вода в колонку поступает по трубопроводу из насосной станции расположенной в 200 м от нее. Станция (скважина) лежит рядом с переходным болотом с перегнойно-торфяными почвами. Местоположение плохо трансформировано – подходит только дорога для подъезда машин к станции (см. прил. рис. 4).

Колодец на улице Пролетарская

Колодец расположен в центре поселка на вершине небольшого холма. В ландшафтном отношении он лежит на валунных равнинах с разнотравно-злаковой растительностью на подзолистых иллювиально-железистых суглинистых почвах. Рядом с колодцем проходит тропинка (см. прил. рис. 5).

Колодец на улице Молодежная

Колодец лежит на окраине поселка. Расположен около подножия небольшого холма в связи с этим здесь избыточное увлажнение. В растительных сообществах преобладают разнотравье и редкостойная береза. В почвенном отношении – подзолистые перегнойно-оторфованные почвы. К колодцу идет тропинка (см. прил. рис.6).

Родник на улице Центральная

Родник расположен на склоне небольшого холма на окраине поселка. Около него произрастают ели с примесью березы с разнотравьем в нижнем ярусе. Почвы представлены позолами с сильной антропогенной трансформацией. К роднику подходит грунтовая дорога (см. прил. рис.7).

Глава 2. Методика исследования проб воды из источников 2.1. Методика взятия и хранения проб

Вода бралась согласно методике, приведенной О. В. Гагариной для короткого химического анализа. Перед взятием образцов воды чистую стеклянную посуду (бутылки), предварительно сполоснули отбираемой водой [2].

Для каждой пробы составлялось сопроводительное письмо, в котором отмечались: место нахождения, адрес источника воды; его краткую характеристику; состояние погоды во время отбора; кем отобрана проба.

Пробы хранились в течение 12 часов в холодильнике при температуре +4 — +6 ºС, прежде чем они поступили на исследование. Это объясняется тем, что нужно было транспортировать образцы из удаленного населенного пункта (см. прил. рис. 8) [2].

2.2. Методика исследования проб

Исследование проводилось осенью в период с октября по ноябрь 2016 года в лаборатории Петрозаводского Техникума Городского Хозяйства и лаборатории МОУ Кяппесельгская СОШ.

Отбор проб проводился в 6 точках (они описаны ранее). По каждой пробе определялись:

органолептические показатели (интенсивность и характер запаха, характер вкуса и интенсивность),

фотометрические (цветность, мутность),

химические (водородный показатель, растворенный кислород, общая жесткость, кальциевая и магниевая жесткость, карбонатная жесткость, железо общее, ион аммония, окисляемость, общие органические вещества).

Для определения характера запаха , нужно подогреть пробу воды до 60 градусов, направить ладонью воздух к носу, если он есть, определить запах. Для определения интенсивности – воспользоваться шкалой запаха.

Шкала интенсивности запаха

1 балл — очень слабый (обнаруживается только опытным наблюдателем).

2 балла — слабый (ощущается потребителем, если обратить его внимание).

3 балла — заметный (легко замечается).

4 балла — отчетливый (вода неприятна для питья).

5 баллов — очень сильный (вода непригодна для питья).

Фотометрические (для цветности и мутности).

Цветность определяют путем сравнения проб испытуемой воды с растворами, имитирующими цвет природной воды прибором фотоспектрометром ПЭ-5300ВИ (см. прил. рис. 9).

Отбор пробы происходил в стеклянные емкости. Объем образца был взят не менее 200 мл. Пробу хранят при температуре 2–6°С не более 24 ч. Перед проведением анализа пробу, хранившуюся в холодильнике, выдержали при комнатной температуре чуть более 2 ч.

Значение цветности рассчитывают по формуле , где Ц — цветность воды, D – оптическая плотность, К – расчетный коэффициент (0,004829).

Мутность воды определяют путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями прибором фотоспектрометром ПЭ-5300ВИ.

Перед исследованием пробу встряхивают, затем образец вносят в кювету 50 мм и снимают показание при длине волны 520 нм. Эталоном служит вода, из которой взвешенные вещества удалены центрифугированием (3000 об/мин в течение 5 минут).

Значение мутности рассчитывают по формуле мг/л, где M –значение мутности в пробе, D –оптическая плотность, К – расчетный коэффициент (0,009176).

Водородный показатель воды измеряют прибором рН-метром (ионометрический преобразователь И-510) (см. прил. рис. 10).

Ход определения. В образец воды кладут два электрода и измеряют pH воды. Метод основан на разности потенциалов электродов и раствора.

Растворенный кислород для определения количества растворенного в воде кислорода использовали «Анализатор растворенного кислорода МАРК-404» (см. прил. рис. 11).

Ход определения. В образец воды кладут два электрода и измеряют растворенный кислород в течение ≈ 20 мин.

Перманганатная окисляемость. Наиболее распространена оценка количества органического вещества по окисляемости воды. В зависимости от применяемого окислителя различают перманганатную (окислитель КМпО 4 ) и хроматную или бихроматную (окислитель К 2 Сг 2 О 7 в серной кислоте) окисляемость.

Ход определения. Для определения растворы H 2 SO 4 (1:3) и 0,1н КМпО 4 . Далее 5мл исследуемой воды нужно прилить в пробирку, добавить 0, 3мл раствора H 2 SO 4 (1:3) и 0, 5мл 0, 01н раствора перманганата калия. Смесь перемешать, оставить на 20 минут. Далее сравнить со шкалой интенсивности окраски раствора (см. прил. рис. 12) [7] .

Шкала интенсивности окраски

слабо-лилово-розовая – 4 мг/л

бледно-лилово-розовая – 6 мг/л

Жесткость воды обуславливается наличием в ней ионов кальция, магния и железа и анионов: гидрокарбонат, хлорид, сульфат и нитрат. Общая жесткость состоит из карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной). Общая и временная жесткость воды определяется титрованием пробы воды растворами точно известной концентрации, а постоянная рассчитывается по разнице между общей и временной жесткостью.

Метод определения общей жесткости. Метод основан на образовании прочного комплексного соединения трилона Б с ионами кальция и магния.

Шкала общей жесткости воды

очень мягкая вода — до 1,5 мг-экв/л

мягкая вода — от 1,5 до 4 мг-экв/л

средняя жесткость — от 4 до 8 мг-экв/л

жесткая вода — от 8 до 12 мг-экв/л

очень жесткая вода — более 12 мг-экв/л

Общая жесткость в колбу на 250 мл вносят 100 мл воды, прибавляют 5 мл аммиачный буферный раствор и раствор индикатора кислотного хрома темно-синего . Раствор перемешивают и медленно титруют 0, 1 н раствором трилона Б до изменения окраски индикатора от вишневой до синей [7] .

Расчет общей жесткость производят по формуле:

Ж 0 – общая жесткость, а – объем трилона Б пошедшего на титрование, N – нормальность трилона Б (= 0,1), К – поправочный коэффициент к раствору трилона Б данной нормальности (К=1).

Карбонатная жесткость (временная) при титровании кислотой, добавленной в воду, индикатор метилоранж изменяет свою окраску, когда в растворе появляется небольшой избыток кислоты.

Отмерили с помощью мерного цилиндра 100 мл воды и перенесли в коническую колбу для титрования, прибавили по 1-2 капли метилоранжа. В колбу приливали из бюретки по каплям 0,1н раствор соляной кислоты до тех пор, пока от одной капли кислоты окраска из желтой перейдет в оранжево – розовую [7].

Рассчитать карбонатную жесткость можно по формуле:

где Vк — объем раствора кислоты, израсходованного на титрование, С – концентрация кислоты.

Кальциевая жесткость в колбу емкостью 250 мл вносят 100 мл воды. Затем прибавляют 2 мл 2 н раствора NаОН, вносят в колбу несколько капель индикатора мурексида и медленно титруют 0,1 н раствором трилона Б при энергичном перемешивании до перехода окраски от красной до лиловой [7] .

Расчет содержания иона Са 2+ в воде производят по формуле:

Ж ca – жесткость кальциеная, V 1 – объем трилона Б пошедшего на титрование, N – нормальность трилона Б (= 0,1), К – поправочный коэффициент к раствору трилона Б данной нормальности (К=1).

Магниевую жесткость определяют расчетным способом, вычитая результаты определения кальциевой жесткости из общей жесткости [9]. Содержание ионов магния Мg2+ вычисляют по формуле:

Ж Mg = (Ж – Ж са )L мг/л , где Ж 0 – общая жесткость воды, мг-экв/л; Ж са – кальциевая жесткость воды, мг-экв/л; L – эквивалент магния, мг/л.

Железо общее В подземных водах присутствут в большей степени соединения двухвалентного железа Fe(HCO 3 ) 2 , FeSO 4 , образующиеся при растворении железосодержащих пород.

Ход выполнения. К 10мл исследуемой воды прибавляют 1-2 капли HCl и 0, 2 мл (4 капли) 50%-го раствора KNCS. Перемешивают и наблюдают за развитием окраски. Метод чувствителен, можно определить до 0,02 мг/л [10] .

Ионы аммония и аммиак появляются в грунтовых водах в результате жизнедеятельности микроорганизмов, в результате недавнего их загрязнения.

Ход выполнения. В колбу емкостью 100 мл наливают 50 мл исследуемой воды, по 1 мл 50% сегнетовой соли и 50% реактива Несслера, смесь тщательно перемешивают. Через 10 минут определяют оптическую плотность раствора в кювете. После чего сравнивают оптическую плотность с графиком зависимости концентрации иона аммония и оптической плотности [7] .

Органические вещества общие в воде в естественной воде всегда присутствуют органические вещества. Образующиеся в водном объекте и поступающие в него извне органические вещества весьма разнообразны по своей химической природе и свойствам и существенно влияют на качество воды и ее пригодность для тех или иных нужд.

Ход выполнения. Наливали в пробирки 2 мл фильтрата пробы, добавляли несколько капель соляной кислоты. Затем готовили розовый раствор KMnO 4 и приливают его к каждой пробе по каплям. В присутствии органических веществ KMnO 4 будет обесцвечиваться. Можно считать что органические вещества полностью окислены, если красная окраска сохраняется в течение одной минуты. Посчитав количество капель, которое потребуется для окисления всех органических веществ, узнаем загрязненность пробы [7] .

Глава 3. Результаты исследований

Результаты исследований представлены в таблице 1 в приложениях.

Мутность образуется при наличии в воде частиц песка, глины, илистых частиц, планктона, водорослей и других механических примесей, которые попадают в нее в результате размыва дна и берегов реки, с дождевыми и талами водами, со сточными водами и т.п. Мутность воды подземных источников, как правило, невелика и обуславливается взвесью гидрооксида железа.

По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 мутность питьевой воды должна быть не выше 1,5 мг/л [8] .

В данных полученных в результате исследования получилось, что в образце из колодца на Пролетарской улице этот показатель превышен в 4 раза. Остальные пробы находятся в пределах нормы и не превышают ПДК.

Цветность воды подземных вод вызывается соединениями железа, реже — гумусовыми веществами (грунтовка, торфяники, мерзлотные воды); цветность поверхностных — цветением водоемов.

По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 на питьевую воду, цветность воды не должна быть выше 20 град [8] .

При исследовании получилось, что в образце из колодца на Пролетарской улице этот показатель превышен в 3 раза, на Молодежной улице превышает 1,3 раза, а реке Иван-ручей — в 1,65 раза. Остальные пробы находятся в пределах нормы и не превышают ПДК.

Интенсивность и характер запаха и вкуса

Запахи и вкус воды обусловливаются присутствием в ней органических соединений.

Вкус вызывается наличием в воде растворенных веществ и может быть соленым, горьким, сладким и кислым.

Запахи воды определяются живущими и отмершими организмами, растительными остатками, специфическими веществами, выделяемыми некоторыми водорослями и микроорганизмами, а также присутствием в воде растворенных газов — хлора, аммиака, сероводорода, меркаптанов или органических и хлорорганических загрязнений.

По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 вкус и запах, определяемые при 20° С, не должны превышать 2 баллов [8] .

По показателям, полученным при исследовании превышает ПДК только в пробе из колодца на улице Пролетарская по запаху в 1,5 раза. В остальных образцах органолептический анализ не выявил превышений ПДК. Характер запаха, если он есть, только естественного происхождения, а вкус обусловлен содержанием солями железа в воде.

Активная реакция воды — степень её кислотности или щёлочности — определяется концентрацией водородных ионов. Обычно выражается через рН . При рН = 7,0 — реакция воды нейтральная, при рН 7,0 — среда щелочная.

По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 рН питьевой воды должен быть в пределах 6, 0. 9 ,0 [8].

Во всех образцах pH находится в пределах нормы. Реакция воды смещена в сторону кислой среды.

Вода поверхностных источников , как правило, относительно мягкая и зависит от географического положения — чем южнее, тем жесткость воды выше. Жесткость подземных вод зависит от глубины и расположения горизонта водоносного слоя и годового объема осадков. Жесткость воды из слоёв известняка составляет обычно 6 мг-экв/л и выше.

По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 жесткость питьевой воды должна быть не выше 7 (10) мг-экв/л ( или не более 350мг/л) и не менее 1,5-2 мг-экв/л [8] .

В ходе исследований выяснилось, что в колодце и на колонке на улицах Коммунальная и Пролетарская соответственно близки к ПДК, а на роднике и реке они ниже нормы.

Карбонатная, кальциевая и магниевая жесткость находилась для анализа состава общей жесткости воды.

В поверхностных водах Карелии содержится от 0,1 до 1 мг/л железа, в подземных водах содержание железа часто превышает 15-20 мг/л.

Железо в воде колодцев и скважин может находится как в окисленной, так и в востановленной форме, но при отстаивании воды всегда окисляется и может выпадать в осадок. Много железа растворено в кислых бескислородных подземных водах.

По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 содержание железа общего допускается не более 0,3 мг/л [8] .

В результате исследования выяснилось, что превышение ПДК отмечается только в колодце на улице Пролетарская в 3 раза. Остальные пробы соответствую норме.

Продуктом распада органических веществ является аммиак (аммонийный азот) — является показателем свежего загрязнения.

По нормам СанПиН ПДК в воде аммония составляет 2,0 мг/л [8].

В ходе исследования выяснилось, что ион аммония равен ПДК только в образце из колодца на улице Пролетарская, в остальных пробах уровень ПДК не превышен.

Окисляемостью называется величина, характеризующая общее содержание в воде восстановителей (неорганических и органических), реагирующих с сильными окислителями. Таким образом, окисляемость – один из показателей степени загрязнения воды органическими веществами и легко окисляющихся неорганических соединений (солей железа, сульфатов, нитратов, сероводорода).

По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 окисляемость воды должна не превышать 3 мг/л [8] .

В ходе проведения исследования во всех образцах превышена окисляемость воды в образцах – самый высокий показатель в образцах из родника на улице Центральная и колодца на улице Пролетарская (превышены в 5,3 раза), самый низкий показатель – в пробе из колонки на улице Пролетарская (превышен в 2,6 раза).

Растворенный кислород находится в природной воде в виде молекул O 2 . На его содержание в воде влияют две группы противоположно направленных процессов: одни увеличивают концентрацию кислорода, другие уменьшают ее.

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды питьевого и санитарного водопользования содержание растворенного кислорода в пробе, отобранной до 12 часов дня, не должно быть ниже 4 мг/л в любой период года [8] .

В ходе исследования, было выявлено, что в пробе из колодца на улице Пролетарская не соответствует нормам СанПина. Остальные образцы, так или иначе, проходят по показателям.

Органические вещества находятся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состояниях, образующих некоторую динамическую систему, в общем неравновесную, в которой под воздействием физических, химических и биологических факторов непрерывно осуществляются переходы из одного состояния в другое.

Наименьшая концентрация углерода растворенных органических веществ в незагрязненных природных водах составляет около 1 мг/л, наибольшая обычно не превышает 10-20 мг/л [8] .

Во всех образцах, взятых из источников, не превышает нормы по органическим веществам. Самые высокие показатели в образцах из колодца на улице Пролетарка и родника с улицы Центральная .

Глава 4. Оценка качества воды из источников

Согласно результатам, полученным в ходе исследования, дана оценка каждого проверенного источника питьевой в поселке Кяппесельга. Для получения заключения по исследованию использовалась интегральная оценка качества воды – индексу загрязненности воды (ИЗВ). Этот показатель находится по формуле:

где ИЗВ – индекс загрязненности воды, С – значение показателя, ПДК – предельно допустимые концентрации, n – количество взятых показателей.

В исследование вошли такие показатели: интенсивность запаха и вкуса, мутность, цветность, рН, растворенный кислород, общая жесткость, железо общее, ион аммония, окисляемость. Всего взято десять наиболее лимитирующих показателей с четкими ПДК.

Значение ИЗВ рассчитывают для каждого пункта отбора проб. Далее в зависимости от значения ИЗВ определяют класс качества воды.

ИЗВ (Менее и равно 0,2) – класс I – очень чистые

ИЗВ (Более 0,2-1) – класс II – чистые

ИЗВ (1-2) – класс III – умеренно загрязненные

ИЗВ (2-4) – класс IV – загрязненные

ИЗВ (6-10) – класс VI – очень грязные

ИЗВ (свыше 10) – класс VII – чрезвычайно грязные

Родник на улице Центральная

Родник на улице Центральная не прошел по двум показателям – жесткость общая и окисляемость. Это можно объяснить тем, что родник открыт и в него поступает дождевая вода, также родник образуют грунтовые воды, которые накапливаются на кристаллической породе. Окисляемость высокая связана с большим содержанием органических веществ. Пониженная жесткость воды вымывает соли кальция и магния из костей. Окисляемость – снижает качество воды, становится средой для микроорганизмов.

ИЗВ = 0,88 . Вода относится к II классу – чистые.

Колодец на улице Коммунальная

Колодец на улице Коммунальная не прошел только по одну из показателей — окисляемость. Также высокая жесткость воды.

ИЗВ = 0,83 . Вода относится к II классу – чистые.

Колонка на улице Пролетарская

Колонка на улице Пролетарская не прошел только по одному из показателей – окисляемость. Также стоит сказать о высокой жесткости воды, так как она берется из скважины. Жесткость воды обуславливает образование накипи на нагревательных приборах, быстрому износу труб. Постоянное употребление внутрь воды с повышенной жесткостью приводит к снижению моторики желудка, к накоплению солей в организме, и, в конечном итоге, к заболеванию суставов (артриты, полиартриты) и образованию камней в почках и желчных путях.

ИЗВ = 0,65 . Вода относится к II классу – чистые.

Колодец на улице Молодежная

Колодец на улице Молодежная не прошел по двум показателям — цветность и окисляемость. Цветность может быть повышена обилием органических веществ, соединений железа и т.п.

ИЗВ = 0,83 . Вода относится к II классу – чистые.

Река на улице Центральная не прошла по показателям – запах, цветность, жесткость и окисляемость. Запах воды может появиться в результате отмирания и разрушения органических веществ и отходов.

ИЗВ = 1,06 . Вода относится к III классу – умеренно загрязненные.

Колодец на улице Пролетарская

Колодец на улице Пролетарская не прошел по многим показателям – интенсивность запаха и вкуса, мутность цветность, растворенный кислород, железо общее, нитраты окисляемость. Это можно объяснить тем, что колодец уже давно не чистили, нижние венцы уже сильно разрушились (сгнили). Отсюда повышенное содержание органических веществ в воде, которая становится средой обитания микроорганизмов.

ИЗВ = 2,24 . Вода относится к IV классу – загрязненные.

Итоговая оценка качества воды с использованием ИЗВ и рекомендации

В результате расчетов, получилось, что самая чистая вода берется населением из центрального водопровода. Это можно объяснить тем, что ее обрабатывают, прежде чем пустить в использование (см. рис.1).

На источниках — колодец на Молодежной, Коммунальной и родник на Центральной, а также на колонке вода относится ко второму классу – чистые воды и более пригодны к питью.

На реке вода более загрязнена, так как это открытый водоем. Вода из нее относится к третьему классу – умеренно загрязненные и такую воду следует предварительно хорошо прокипятить, прежде чем пить.

На колодце по улице Пролетарская вода также загрязнена, так как требуется реконструкция сруба колодца, нынешний очень стар и гниет. Вода из этого колодца относится в четвертому классу – загрязненные. Пить эту воду не рекомендуется – имеет неприятный запах и цвет.

Читайте также: Анализ на сахар и вода

рис.1: Сравнительная диаграмма значения ИЗВ исследуемых источников

В ходе проведенной работы были сделаны следующие выводы:

Самая чистая вода из источников подается из колонки центрального водопровода.

Вся вода из источников относится ко второму классу — чистые воды, кроме воды из колодца на улице Пролетарская и реки Иван-ручей. Может беспрепятственно использоваться в хозяйстве и как питьевая вода.

Основным источником загрязнения воды являются различные органические вещества.

На некоторых источниках вода имеет высокую жесткость, что негативно влияет на нагревательные приборы, водоинженерную систему. Также может вызвать ряд заболеваний у населения – артриты, камни в почках и т.п.

Низкая жесткость и минерализация негативно влияет на здоровье человека – вымываются соли кальция и магния из костей, делая их хрупкими.

Копия данной работы было отдана в администрацию поселка для дальнейших действий с проблемами, выявленных при исследованиях.

Выражаем благодарность сотруднице лаборатории ГАПОУ РК «Петрозаводский техникум городского хозяйства» Бобровой Марианне Алексеевне за помощь при проведении лабораторных опытов.

Атлас Карельской АССР. — М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1989. — 40 с.

Гагарина О.В. Оценка и нормирование качества природных вод: критерии, методы, существующие проблемы: учебно-методическое пособие [текст] / сост. О.В. Гагарина. – Ижевск : изд. «Удмуртский университет», 2012 г. – 199 с.

Государственные доклады о состоянии окружающей среды Республики Карелия в 2010-1014гг. Петрозаводск, 2011–2015г.г

Гриппа С.П. Полевые практики по геоморфологии и географии почв: учебно-методическое пособие / С.П. Гриппа, И.В. Щеколдина. – Петрозаводск: изд. КГПУ, 2006 г. – 41 с.

Исаченко Г.А. Динамика ландшафтов тайги Северо-Запада Европейской России / Г.А. Исаченко, А.И. Резников. – СПб.: Изд-во СПбГУ, 1996. – 206 с.

Китаев С.П. Основы лимнологии для гидробиологов и ихтиологов / С.П. Китаев. – Петрозаводск: КНЦ РАН, 2007. – 395 с.

Методические материалы лаборатории исследования воды Петрозаводского техникума городского хозяйства.

ГОСТы, стандарты, нормы, правила [электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// gostbank . metaltorg . ru / sanpin /8. pdf

Промышленная экология [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ekologyprom.ru :8080

рис. 1: Местоположения взятия проб

Родник на ул. Центральная (Лечебница); 2. Колодец на ул. Коммунальная; 3. Река Иван-ручей; 4. Колонка на ул. Пролетарская; 5. Колодец на ул. Пролетарская; 6. Колодец на ул. Молодежная.

рис. 2: Колодец на улице Коммунальная

рис. 4: колонка на улице Пролетарская

рис. 5: колодец на улице Пролетарская

рис. 6: колодец на улице Молодежная

рис. 7: родник на улице Центральная

рис.8: образцы в стеклянной таре

рис. 9: спектрофотометр ПЭ-5300 ВИ

рис.10: рН-метр И-510 (ионометрический преобразователь)

рис.11: анализатор растворенного кислорода «Марк 404»

рис. 12: анализ проб на окисляемость

Сводная таблица по пробам из источников воды п. Кяппесельга

источник

Для дошкольников и учеников 1-11 классов

Рекордно низкий оргвзнос 25 Р.

«Исследование качества водопроводной воды в п.Светлая Заря»

Предмет и объект исследования — 4

Гипотеза — 5 Новизна исследования — 5

1. Питьевая вода: источники, физико-химическая характеристика

2. Проблемы, связанные с питьевой водой — 11

3. Методы очистки питьевой воды — 15

Перспективы исследований — 20

Вода — второе (после воздуха) по значимости вещество, без которого существование человека невозможно. Не секрет, что организм человека на две трети состоит из воды, а часть из неё ежедневно расходуется. Как же пополнить её запасы в организме? И сколько воды человеку требуется ежедневно и, главное, какая вода нам необходима. Именно от питьевой воды зависит здоровье человека. Если снизить суточное потребление воды на 3- 5 %, это приведёт к ухудшению самочувствия, быстрой утомляемости и преждевременному старения тканей и кожи. При дефиците воды в 10% повышается риск многих заболеваний. Хронический же недостаток воды способен привести к развитию уже серьёзных недугов.

В среднем за свою жизнь человек выпивает 35- 40 т. воды, вместе с которой в организм попадают около 50кг различных микроэлементов. Французский микробиолог Луи Пастер больше века назад сказал, что «человек выпивает 90% своих болезней». В наше время ситуация не очень изменилась. По данным Всемирной организации здравоохранения, 85% всех заболеваний в той или иной степени связаны с питьевой водой. Поэтому важно не просто ежедневно пить воду, а пить воду хорошего качества. Это относится и к воде, используемой для приготовления пищи и напитков. Одним из доступных способов обеспечить себя качественной питьевой водой — установить дома фильтр. Конечно, вода, поступающая к нам в квартиры, проходит очистку, но, к сожалению, чистой от этого не становится: часто концентрация некоторых вредных веществ в ней значительно превышает нормы и перед потреблением встаёт проблема « какие необходимо принять меры для очищения водопроводной воды в своём доме, чтобы сохранить здоровье своих близких». Эта тема весьма актуальна в настоящее время, т.к. ежегодно наблюдается численный рост различных заболеваний человека, связанных с воздействием токсичных веществ, находящихся в питьевой воде, на метаболические процессы, происходящие в организме.

Вода доставляет в клетки организма питательные вещества (витамины, минеральные соли) и уносит отходы жизнедеятельности. Кроме того, вода участвует в процессе терморегуляции и дыхания. Для нормальной работы всех систем человеку необходимо как минимум 1,5 – 2 литра воды в день. Парадоксальный факт: вода необходима для жизни, но она же является и одной из главных причин заболеваемости в мире. Опасность употребления некачественной воды может быть микробиологической: вода в природе содержит множество микроорганизмов, некоторые из которых вызывают у человека тяжелые заболевания, такие, например, как холера, тиф, гепатит или гастроэнтерит. Загрязнение воды может быть и химическим. При этом последствия употребления грязной воды могут наступить как немедленно, так и через несколько лет. Кроме того, вода должна быть не только чистой, но и вкусной. Напрашивается вывод, что без воды наше существование невозможно. А без хорошей воды невозможно хорошее существование.

Но какую воду мы с вами пьём? Я выбрал эту тему потому, что мне стало интересно какую воду лучше использовать для питья без вреда для своего здоровья.

Вода (Н ₂ О) — жидкость без запаха, вкуса, цвета; самое распространенное природное соединение.

В настоящее время питьевая вода — это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая. Понятие «питьевая вода» сформировалось относительно недавно и его можно найти в законах и правовых актах, посвященных питьевому водоснабжению.

Проблема качества питьевой воды привлекает к себе внимание не только исследователей различных областей науки и специалистов водоподготовки, но и потребителей.

Концентрации загрязняющих веществ в поверхностных водах варьируются в широких пределах и зависит от многих факторов. Доминирующим из них является хозяйственная деятельность человека, в результате которой поверхностные стоки и атмосферные осадки загрязнены разнообразными веществами и соединениями, включая и органические. Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. Для того, чтобы хорошо себя чувствовать, человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду. Ещё в глубокой древности люди умели различать «живую» воду – пригодную для питья и «мёртвую» — непригодную для употребления. Учёными давно установлена прямая связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни. Это неудивительно, учитывая, что по данным Всемирной организации здравоохранения около 90% болезней человека вызывается употреблением некачественной воды. В настоящее время вопросы качества питьевой воды имеют наивысшую актуальность.

Предмет и объект исследования.

Объект исследования: состав, свойства и методы очистки воды.

Предмет исследования: обычная водопроводная вода, взятая из :

Водопровода поселка Светлая Заря. Скважина глубиной 147 м.

Скважиной 3 м по улице Школьная

Питьевая бутылированная вода «Горячий ключ»

Водопроводная вода в школе

Цель исследования: изучить качество водопроводной воды в п.Светлая Заря и выявление её пригодности для питья.

Достижению данной цели будет способствовать решение следующих задач:

1. Овладеть простейшими методами анализа воды.

2. Освоить навыки ведения экспериментальных наблюдений и оформление результатов.

3. Научиться анализировать полученные данные и делать выводы.

Если вода почти прозрачна, не имеет достаточно выраженных вкуса и запаха, а также если содержание хлора, водородный показатель и жесткость воды удовлетворяют ПДК, то вода централизованного источника водоснабжения пригодна к применению.

Определены загрязнители и качество питьевой воды. Установлено влияние содержания токсикантов в природной воде на качество питьевой воды в зависимости от применяемого метода водоподготовки. Показано, что основной вклад в появление (хлорметанов) в питьевой воде дают растворенные в воде химические вещества. Выявлено, что после хлорирования содержание хлорорганических соединений в питьевой воде увеличивается в 12 — 24 раза, что отрицательно влияет на потребителей воды.

Изучение результатов проб водопроводной и бутылированной воды.

Лабораторные исследования в условиях школьной лаборатории.

Изучение теоретического материала.

Питьевая вода: источники, физико-химическая характеристика питьевой воды.

Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту воды. В результате испарения образуется гигантский объем воды, достигающий 525 тыс. км 3 в год. 86% этого количества приходится на соленые воды Мирового океана и внутренних морей – Каспийского, Аральского и др.; остальное испаряется на суше, причем половина благодаря транспирации влаги растениями. Каждый год испаряется слой воды толщиной примерно 1250 мм. Часть ее вновь выпадает с осадками в океан, а часть переносится ветрами на сушу и здесь питает реки и озера, ледники и подземные воды. Природный дистиллятор питается энергией Солнца и отбирает примерно 20% этой энергии. Всего 2% гидросферы приходится на пресные воды, но они постоянно возобновляются. Скорость возобновления и определяет доступные человечеству ресурсы.

Большая часть пресных вод — 85% — сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и составляет 8000 лет. Поверхностные воды суши обновляются примерно в 500 раз быстрее, чем в океане. Еще быстрее, примерно за 10 — 12 суток, обновляются воды рек. (Приложение №1)

Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек. Реки всегда были источником пресной воды. Но в современную эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек.

Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования тратится 2200 км воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется 30 — 35 тыс. км3 пресной воды на разбавление сточных вод. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится не пригодной для потребления. Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необходимость заставляет изолировать антропогенный водный цикл от природного. Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную или малоотходную, а затем на «сухую» или безотходную технологию, сопровождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и очищенных сточных вод.

С 1 января 2002 года в России введен в действие нормативный правовой акт — Санитарные правила и нормы «Питьевая вода Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» — СанПиН 2.1.4.1074-01. В основе гигиенических требований к качеству воды для питьевых и бытовых нужд лежит принцип безопасности в эпидемиологическом отношении, безвредности по химическому составу и благоприятности по органолептическим свойствам.

В качестве источников водоснабжения в поселке Светлая Заря используются поселковый водопровод и подземные воды (скважина — глубина 147 м, колодцы – глубиной от 3 до 15 м). Как правило, для того, чтобы вода соответствовала требованиям СанПиН, необходимо проводить процедуру её очистки.

В последние десятилетия в результате интенсивного антропогенного воздействия заметно изменился химический состав не только поверхностных, но и подземных вод. Несмотря на относительную высокую защищенность (по сравнению с поверхностными) от загрязнения, в них уже обнаруживаются свинец, хром, ртуть, медь, цинк, др. Естественно, что концентрация тяжелых металлов в подземных водах возрастает на территории близ больших городов и промышленных центров.

В настоящее время потребители воды сталкиваются с определенными трудностями. Так, в лаборатории по анализу воды для питьевых и бытовых целей обращаются с такими вопросами:

почему вода имеет неприятные запах и привкус?

почему вода мутная и желтого цвета?

почему водонагревательные приборы покрыты густым желтым (белым) налетом?

почему при использовании воды (водопроводной, скважинной, колодезной) возникает зуд на кожных покровах?

Анализ проб воды по ряду химических и микробиологических показателей дает ответы на эти и другие вопросы.

Лаборатории по анализу питьевой воды централизованного и нецентрализованного водоснабжения уже сегодня четко определяют тенденцию роста случаев обнаружения в водах из скважин нитратов, фосфатов, что свидетельствует о выбросе в водоносные слои минеральных и органических удобрений. В колодезных водах обнаруживаются фосфаты, азот аммонийный, что говорит о попадании в источник азотных, фосфорных и органических удобрений.

В настоящее время, возможно, в связи с применением минеральных удобрений (суперфосфат), содержащих значительные примеси фторидов, возросли концентрации фторид-ионов не только в поверхностных, но и в подземных водах.

Очень часто исследуемые пробы вод характеризуются содержанием железа и солей жесткости, значительно превышающим оптимальный физиологический уровень и, следовательно, санитарно-гигиенические нормативы. Кроме того, концентрация железа повышается при коррозии стальных и чугунных водопроводных труб.

Откуда появляется железо в воде и как его оттуда удалить? Дождь — природный конденсат — поглощает углекислый газ из атмосферы, поэтому имеет слабокислую реакцию. Если вода проходит через известняки, то, растворяя их, становиться жесткой.

Из школьного курса химии и из личного опыта известно, что железо в природе встречается двухвалентное — растворенное и трехвалентное — обычно в виде знакомой ржавчины. Также существуют органические соединения железа и так называемые железобактерии. Железобактерии встречаются практически везде. Их «визитной карточкой» можно считать ржавую слизь, покрывающую трубы водопровода. Железобактерии питаются растворенным в воде железом, а когда отмирают, откладываются в виде вышеупомянутой слизи.

В последние годы наметилась тенденция обнаружения сероводорода и сульфидов в водах, как следствие загрязнения воды органическими соединениями и серобактериями.

Среди основных показателей качества питьевой воды выделяются:

Органолептические показатели воды

Показатели, обеспечивающие благоприятные органолептические свойства воды, включают нормативы для веществ: встречающихся в природных водах; добавляемых к воде в процессе обработки в виде реагентов; появляющихся в результате промышленного, сельскохозяйственного и бытового загрязнений источников водоснабжения.

Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов:

источник