Изучение качества водопроводной воды г.Белинского, воды из реки Б.Чембар и дождевой воды. Исследовательская работа.

Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №2 г.Белинского Пензенской области.

Изучение качества водопроводной воды г.Белинского, воды из реки Б.Чембар и дождевой воды.

Исследовательская работа.

Автор: Еремина Виктория

11 класс МОУ СОШ №2 г.Белинского

Руководитель: Василенко Светлана Викторовна

 учитель биологии и химии МОУ СОШ №2 г.Белинского

Введение.

Сегодня экологи всего мира бьют тревогу: наша цивилизация в опасности. Природные ресурсы беспощадно истощаются, естественные условия обитания всего живого меняются на глазах, количество угроз существованию жизни на Земле неуклонно увеличивается. Ведь даже такая простая вещь как обычная питьевая вода вполне может в обозримом будущем стать дороже нефти, уже сейчас термины "водоочистка" и "водоподготовка" на слуху не только у специалистов. Развитие биосферы и человеческого общества немыслимо без воды, которая является постоянным спутником и необходимым условием воспроизводства живого органического мира. Занимая промежуточное положение между атмосферой и литосферой, гидросфера постоянно находится в тесной взаимосвязи с ними. Поэтому загрязнение воды отрицательно скажется на состоянии других оболочек нашей планеты и приведёт к изменениям в них в худшую сторону, что, несомненно, отразится на благосостоянии человека и на его здоровье.

АКТУАЛЬНОСТЬ: вода может оказывать на здоровье людей не только положительное, но и отрицательное влияние. Оно было отмечено еще в глубокой древности, но сейчас в связи с ухудшением экологической ситуации проблема, связанная с качеством воды стала наиболее актуальной.

 ЦЕЛЬ: ознакомиться с качеством питьевой воды в своем населенном пункте и ее влиянием на процессы жизнедеятельности человека.

Сравнить показатели питьевой воды с другими источниками воды.

ЗАДАЧИ.

1. Изучить органолептические, химические и биологические показатели качества воды из разных источников.
2. Оценить качество воды, используем для пищевых, бытовых и технических целей.
3. Выявить способы очистки воды.
4. Выяснить, какое влияние оказывает качество воды на здоровье человека.
5. Дать рекомендации по улучшению качества воды.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Используемые методы:

• Теоретический: анализ информационных источников, сравнения.
• Эмпирический: мониторинг – лабораторные наблюдения.
• Математический: статистика. 
• Экспериментальный: постановка опыта.

1

Гипотеза исследования:  Если состав и органолептические свойства питьевой  воды качественные (в норме), то жизнедеятельность человека будет без патологий. В разных источниках, разные показатели качества воды.

• Место проведения исследования: МОУ СОШ №2 г.Белинского. 
• Объект исследования: питьевая вода.  
• Значимость: Ввиду дефицита чистой питьевой воды важное практическое значение имеет изучение качества источников питьевой воды.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ:  полученные результаты можно использовать на уроках экологии, биологии, ОЗОЖ, химии.

2

I.Теоретическая часть.

1.1. Значение воды для человека.  

    Вода  имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Согласно современным представлениям, само происхождение жизни связывается с морем, ведь не даром химический состав нашей крови близок по составу с морской водой.^[1]

Здоровье населения находится в прямой зависимости от состава природных вод в источниках, из которых осуществляется регулярное водоснабжение данной территории. Ежедневно человек употребляет 1.5-2.5 литра воды, которая не должна, в идеале, содержать никаких вредных примесей, негативно воздействующих на здоровье человека. В то же время, питьевая вода должна содержать достаточное количество микроэлементов, участвующих в обменных процессах человека.

       Человек примерно на 65% состоит из воды,  с возрастом содержание воды в организме уменьшается.

        В здоровом организме взрослого человека наблюдается состояние водного равновесия, или водного баланса, т.е. количество потребляемой воды равно количеству воды, выводимой из организма.

        Разные ткани человеческого организма содержат разное количество воды. Самая богатая водой ткань – стекловидное тело глаза(99%). Самая бедная – эмаль зуба (0,2%).^[2]

1.2. Качество воды и здоровье человека.

   Давно отмечена связь между заболеваемостью населения и характером водоснабжения. Еще в древнем мире были известны некоторые признаки воды, опасной для здоровья. Однако лишь в середине XIX в. эпидемиологические наблюдения и последующие бактериологические открытия Л. Пастера и Р. Коха позволили установить с достаточной достоверностью, что вода, содержащая патогенные микробы, может способствовать возникновению и распространению заболеваний среди населения. Обращали люди внимание и на химический состав воды как возможную причину заболеваний инфекционной природы. В настоящее время при обосновании гигиенических нормативов качества питьевой воды проводят ее всесторонние комплексные исследования.

  Вода может оказывать на здоровье людей не только положительное, но и отрицательное влияние.

Влияние качества воды на здоровье человека было отмечено еще в глубокой древности. Например, Гиппократ рекомендовал употреблять кипяченую воду.

  По подсчетам специалистов, 800 млн. человек на земном шаре страдают от болезней, вызванных нехваткой питьевой воды. Среди них желудочно-кишечные заболевания, катаракты, болотная лихорадка и т.п.

2.Практическая часть.

2.1. Исследование водопроводной воды.

Опыт 1. Определение запаха воды.

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами.

Реагенты: исследуемая вода.

Анализ проводится по методике определения запаха воды.

• Выводы  : по балльной методике – исследованная вода имеет балл 1.

Опыт 2. Определение прозрачности воды.

Условия исследования: комнатная температура.

 Реагенты: прозрачный мерный цилиндр, шрифт (буквы 2 мм, толщина линий букв  - 0,5 мм), линейка.

Анализ

 Берем прозрачный мерный цилиндр , наливает исследованную воду, под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна подкладываем шрифт, сливаем воду до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. Измеряем высоту столба оставшейся воды линейкой и выразим степень прозрачности в см.

• Вывод: Прозрачность воды- 18,5 см. Вода по этому показателю относительно чистая.

Опыт 3. Определение цвета.

Условия исследования: комнатная температура

  Для определения цветности воды взяли стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набрали воду и на белом фоне бумаги определили цвет воды

• Вывод: Цвет воды – голубой. 

Опыт 4. Определение рН.

Условие проведения реакции: комнатная температура

Выполнение анализа:

На универсальную индикаторную бумагу капаем воду, взятую из разных источников. Наблюдаем изменение окраски индикаторной бумаги.

•  Вывод: по изменению окраски индикаторной бумаги определяем рН воды

рН = 6,0 - 7,0

Опыт 5. Обнаружение ионов железа.

Реагенты: 20г NH4 CNS растворить в дистиллированной воде и довести до, 100 мл, азотная кислота (конц) пероксид водорода (ш=51)

Условие проведения реакции: 1) рН< 3 2) температура комнатная

3) действием пероксида водорода ионы железа (II) окисляют до железа (III) .

Выполнение анализа:

К 10 мл пробы воды 3-х источников прибавляем по 1 капли HNO3, затем по 2-3 капли Н2 О2 и добавляем по 0,5 мл NH4 CNS, обнаруживаем очень слабое розовое окрашивание.

Вывод: содержание ионов железа от 0,5 до 1 мг/л Fe3+ + 3 CNS- Fe (CNS)3 .

Содержание ионов железа  значительное. Кроме того после недельного хранения воды  на стенках химической посуды  образуется коричневый налет.

4

Опыт 6. Обнаружение хлоридов.

• Реагенты: 5 г AgNО3, растворить 95 мл воды, HNO3 (1:4)

Условие проведения реакций: 1) рН< 7 ) температура комнатная.

Выполнение анализа:

к 10 мл каждой пробы воды из разных источников прибавляем по 3-4 капли HNO3 и приливаем по 0,5 мл раствора AgNО3.

 В воде взятой из   водопровода выпадает слабая муть.

В воде взятой из родника, обнаружили хлопья оседающие не сразу.

 Ag+ + Cl-  = Ag Cl ¯

• Вывод: Концентрация хлорид – ионов в воде из водопроводного  источника незначительная, более отчетливый осадок наблюдается в родниковой воде.

• Опыт 7. Обнаружение сульфат -  ионов.

Реагенты:

ВаCl2 –10 г растворяем в 90 г воды, соляная кислота (16 мл, r=1,19 растворить в воде и довести до объема 100 мл).

Условие проведения анализа:1) рН< 7 2) температура комнатная

3) Осадок не растворим в HNO3, HCl

Выполнение анализа:

К 10 мл каждой пробы воды из разных источников прибавляем по 2-3 капли HCl и приливаем по 0,5 мл раствора ВаCl2

SO42-  + Ва2+  = Ва SO4 

 Наблюдаем появление слабой мути.

• Вывод: содержание сульфат –ионов 10-100 мг/л

Выводы. При изучении качественного состава  водопроводной воды были опытным путем определены хлорид-ионы, водородный показатель и катионы железа (III). При изучении органолептических показателей  водопроводной воды были опытным путем определены запах, цветность и прозрачность.

 При проведении сравнительного анализа физических и химических показателей  воды установлено, что исследуемая вода соответствует государственным стандартам, то есть не превышает ПДК.

Следовательно, такую воду  можно применять без предварительной очистки. В ходе изучения литературы мы много нового узнали о свойствах воды, её составе, методах исследования, факторах, влияющих на качественный и количественный состав  воды, влиянии отдельных микроэлементов на здоровье человека.

2.2  Исследования пробы воды из реки Б.Чембар.

Для сравнения мы изучили пробу воды из реки Б.Чембар. река протекает недалеко от города и находится рядом с с.Пушанино, летом очень детей проводят на реке.

2.2.1. Органолептические исследования воды

                            Определение запаха воды.

В результате работы мы определили, что вода имеет запах органического вещества. Это объясняется тем, что там происходит выпас стада коров и наличием сточных вод.

                          Определение прозрачности воды.

При проведении опытов наша группа выяснила, что прозрачность воды средняя.

5

     Определение цветности  воды.

В результате исследования мы определили, что вода имеет слабо – желтый цвет.

                     Определение мутности.                                                  

  Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц песка, микроорганизмов, содержания химических соединений.

      При исследование было выявлено слабое помутнение.

2.2.2. Химический анализ воды.

1. Водородный показатель pH.

Величину pH легко определить с помощью полоски индикаторной бумаги. Исследуемая вода имеет pH приблизительно равное 5. (Окраска розово-оранжевая).

2. Экспресс-метод определения сульфатов в воде.

В результате эксперимента мы наблюдали слабое помутнение, что доказывает наличие сульфатов в воде. Содержание сульфатов определяется особенностями химического состава почв, а также химическим составом осадков. У нас содержание сульфатов очень маленькое. Из этого следует, что почвы и осадки не кислотные или содержат очень маленькое количество сульфатов.

3. Экспресс-метод определен хлоридов в воде.

В результате эксперимента мы наблюдали образование хлопьев, но они осаждались не сразу. Из этого следует, что концентрация хлоридов (мг/л) в пределах от 50 до 100. Из этого следует, что концентрация хлоридов в воде высокое.  

4. Обнаружение общего железа.

При проведении опытов наша группа обнаружила наличие железа в воде, так как появляется розовое окрашивание.

             5 .Качественное обнаружение меди.

При проведении опытов для обнаружения меди, мы обнаружили появление синей окраски, что свидетельствует о присутствии ионов Cu2+.

Cu2++4NH4OH=[Cu(NH3)4]2++4H2O

6. Обнаружение хлорфенолов.

При проведении опыта появился характерный «аптечный» запах, что доказывает наличие хлорфенолов.

Вывод: По данным нашего исследования, вода из этого водоема не пригодна для пищевого и бытового использования. После купания перед приемом пищи необходимо вымыть руки. Источниками загрязнения являются автомобильный транспорт, а также бытовое загрязнение, влияние человеческого фактора.        

6

2.2.3. Определение качества дождевой воды.

Бытует мнение, что дождевая вода хорошо усваивается организмом и содержит минимальное количество вредных примесей. Она способствует более качественному перевариванию и усвоению пищи. Сохраняет влагу кожи и поддерживает ее в равновесии.

 Но все это относится к чистой дождевой воде. В нынешних условиях состав дождевой воды зависит от того, над какой территорией образовалось облако, насколько сильно загрязнена там атмосфера.

Например, соединения серы и азота, вступая в атмосфере в реакцию с водой, превращаются в кислоты и выпадают на землю в виде так называемых «кислотных» дождей. При современном экологическом неблагополучии почти каждый дождь можно назвать «кислотным». Поэтому сейчас дождевую воду нельзя не только пить, но даже мыть в ней голову и стирать белье.

Доступными для нас методами, мы решили изучить свойство дождевой воды. Благо для этого в сентябре были благоприятные условия.

Качественный анализ дождевой воды.

Для проведения качественных реакций на различные ионы отбирали некоторое количество исследуемой дождевой воды, и, создавая нужные условия, добавляли необходимый реактив.

Определение рН воды проводилось при помощи индикаторной бумаги рН=6-7

При добавлении к данному образцу раствора ВаСl2 в среде HCl наблюдали небольшое помутнение раствора, что свидетельствует о малом содержании в исследуемом растворе сульфат-ионов.

Для определения хлорид-ионов в исследуемом образце воды добавляли раствор AgNO3 в среде азотной кислоты. Раствор слабо помутнел. Это показывает, что ионы хлора содержаться в малом количестве.

Для определения ионов железа (III) добавляли раствор тиоцианата аммония (NH4CNS) в сернокислой среде. Раствор приобрел слабое кроваво-красное окрашивание, что свидетельствует о присутствии в исследуемом образце воды ионов Fe3+.

7

Выводы: Проведя исследования трех образцов воды, можно сказать, что водопроводная вода пригодна для питья. Но, все же лучше если она пройдет дополнительную обработку, кипячение( кипятить только один раз, во второй раз вода становится «мертвой») или использовать фильтр для воды. Учащимся в школу брать воду из дома.  

Рекомендации:

1. Для дополнительной очистки питьевой воды необходимо использовать фильтры: насадки под мойку, насадки на кран и кувшинные.
2. Для улучшения биологических показателей воды необходимо проводить ее термическую обработку.
3. Чтобы водопроводная вода была полезной, необходимо создать новые технологии получения питьевой воды, реконструировать водопроводное хозяйство, переводить его на современное оборудование.

4. Заключение

В отчете ВВФ «Живая планета» отмечается, что система пресной воды, в том числе и питьевой, претерпевает острый кризис. Актуальна эта проблема и в нашей стране. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды.

По данным Всемирной организации здравоохранения, инфекционная заболеваемость населения, связанная с водоснабжением, достигает 500млн случаев в год. Это дало основание назвать проблему снабжения доброкачественной водой в достаточном количестве проблемой номер один.

Показатели питьевой воды по городу соответствуют   СанПиНу 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды». Что касается биологических показателей, то соответствует нормативу лишь водопроводная вода.    

Для того чтобы вода была пригодна для питья, ее надо очистить от вредных микроорганизмов, минеральных и органических примесей.                                            8