Анализ качества водопроводной воды станицы Новосергиевской

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 9 станицы Новосергиевской

МО Крыловский район Краснодарского края

«Анализ качества водопроводной воды станицы Новосергиевской»

                                                                                                       Выполнила:

                                                                               ученица 8 класса

                                                                                                Стукань Дарья Алексеевна

                                                                                            Научный руководитель:

                                                                                                      Дзюба Оксана Александровна

                                                                                                 учитель химии I категории

                                                                                МБОУ СОШ № 9

станица Новосергиевская

2014 год

Оглавление.

Введение …………………………………………………………………………………… 3

Глава I. Обзор источников информации по теме исследования…………………………4

Глава II. Методика проведённых исследований………………………………………….7

Глава III. Результаты и их обсуждение…………………………………………………...10

Список использованных источников информации……………………………………...11

Приложения……………………………………………………………………………….. 12

Введение.

02 ноября 2013 года в нашей районной газете «Авангард» вышла статья, в которой глава Новосергиевского сельского поселения Казарцев Борис Витальевич доводил до сведения граждан поселения, что холодная вода, поставляемая централизованным способом, не соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 по цветности, мутности и содержанию сероводорода. На основании вышеизложенного были даны рекомендации использовать воду из центральной системы только для хозяйственных нужд.

«Что же нам делать, если эту воду пить нельзя? Какие процессы  сделали её непригодной для питья?» - думала я. Когда я задала этот вопрос нашему учителю химии,  она предложила мне поработать над научно-исследовательским проектом по определению качества воды нашей станицы Новосергиевской.

Актуальность работы: необходимость воды для обеспечения жизнедеятельности человека обусловлена ролью, которую она играет в круговороте природы, а также в удовлетворении физиологических, гигиенических, рекреационных, эстетических и других потребностей человека. Решение проблемы удовлетворения потребностей человека в воде для различных целей тесно связано с обеспечением её необходимого качества.

Цель работы: исследовать качество водопроводной воды в станице Новосергиевской.

Задачи:

1) исследовать органолептические показатели водопроводной воды;

2) определить качество водопроводной воды методами химического анализа;

3) сделать вывод о пригодности для питья водопроводной воды, поставляемой централизованным способом жителям станицы Новосергиевской.

Глава I. Обзор источников информации по теме исследования.

                                                                             «Вода…Ты не просто необходима для жизни,      

                                                                             ты и есть сама жизнь»

                                                                                                              (А. де Сент-Экзюпери) [3].

Вода – самое распространённое вещество на земле, единственное соединение на планете, которое встречается  в природе  во всех трёх агрегатных состояниях. В твёрдом виде она одевает ледяным покровом полюса и вершины высоких гор, в жидком – покрывает ¾ земной поверхности океанами, морями, озёрами. Она пропитывает почву и струится по поверхности в виде ручьёв и рек. В газообразном виде (пар) вода всегда содержится в атмосфере. Общие мировые запасы воды огромны. Если распределить их поровну, то на каждого жителя планеты пришлось бы по 280 млрд. литров. Однако 97% воды приходится на долю океанов, 3 % - пресная вода. Природная вода не бывает совершенно чистой, она всегда содержит растворимые и нерастворимые примеси[3].

Согласно всеобщей декларации прав человека право на чистую воду, её охрану и информацию о качестве воды – основные права человека, защищающие не  только его здоровье, но и жизнь[5]. Примерно 70 – 80% всех имеющихся заболеваний вызваны загрязнённой питьевой водой. Такая вода сокращает жизнь человека на треть.[3].

В соответствии с санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4. 1074-01 (Россия) питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства[6].

При проведении опытов в качестве исследуемых образцов я взяла образцы водопроводной воды, талой, речной воды из реки Кавалерка и бутилированной воды, продаваемой в магазинах.

При загрязнении вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Диагностика цвета – один из показателей качества воды [4].

Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов, содержания химических соединений [1].

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в неё естественным путём и со сточными водами. Запах воды водоёмов, обнаруживаемый непосредственно в воде или (водоёмов хозяйственно-питьевого назначения) после её хлорирования, не должен превышать 2 баллов. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запаха воды при 200 и 600С. Характер и интенсивность запаха определяют по предлагаемой методике (таблицы 1, 2) [4].

Таблица 1.Характер и род запаха воды естественного происхождения.

Таблица 2.Интенсивность запаха воды.

Для питья можно использовать только нейтральную воду. Для определения кислотности воды используется универсальная индикаторная бумага, при помощи которой возможно измерить водородный показатель (рН) воды. В нейтральной воде рН=7. [2].

Организм человека нуждается в систематическом снабжении минеральными солями, поэтому очень важно, чтобы они в достаточном количестве присутствовали в питьевой воде. Но следует помнить, что избыток минеральных солей в питьевой воде вреден для организма человека. Они могут вызывать нежелательные, и даже тяжелые патологические реакции. Общая минерализация - суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот параметр также называют содержанием растворимых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества,  как правило, находятся именно в виде солей[7]. К числу наиболее распространенных относятся неорганические соли (в основном бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и небольшое количество органических веществ, растворимых в воде.

Окисляемость воды – это сложный санитарный показатель, который характеризует способность веществ, присутствующих в воде, взаимодействовать с сильными окислителями. С практической точки зрения окисляемость отражает степень загрязнения объекта водопользования органическими соединениями и выражается в миллиграммах кислорода на литр воды (мг О2/л). Определить точное количество миллиграмм кислорода в воде в школьной лаборатории, прямо скажем, затруднительно. Но дать воде качественную характеристику по этому показателю абсолютно реально. Для этого необходимо приготовить насыщенный раствор перманганата калия и внести по капле в исследуемые образцы воды. Через 60 минут оценить изменение цвета раствора, которое и расскажет нам о степени окисляемости воды. Если раствор остался ярко-розовым – окисляемость низкая, а загрязнение воды минимально. Осветление до красного цвета свидетельствует об умеренной окисляемости, оранжевый – говорит о сильном загрязнении воды, а жёлтый – эквивалентен табличке «Антисанитарное состояние водоёма» [6].

Присутствие хлоридов в воде объясняется присутствием в породах наиболее распространенной на Земле соли – хлорида натрия. Повышенное содержание хлоридов объясняется загрязнением водоема сточными водами. ПДК хлоридов в воде составляет 350 мг/дм3[6].

Питьевая вода не должна содержат ионы меди во избежание интоксикации, так как хроническая интоксикация медью и ее солями может приводить к функциональным расстройствам нервной системы, печени и почек, изъязвлению и перфорации носовой перегородки[6].

Природная вода, проходя через горные породы, обогащается солями кальция и магния. Это объясняется растворимостью сульфатов магния и кальция; кроме того, в присутствии углекислого газ и воды нерастворимые карбонаты превращаются в растворимые гидрокарбонаты. Если содержание солей в воде незначительно, то воду называют мягкой, в противном случае – жёсткой. Жёсткая вода затрудняет приготовление пищи, в ней плохо завариваются чай, кофе. Постоянное употребление жёсткой воды может привести к отложению солей в организме человека. В такой воде плохо мылится мыло, а ткань, впитывая соли, становится жёлтой и быстро ветшает. Жёсткая вода не пригодна для использования в паровых котлах и системах отопления, так как при её нагревании соли кальция и магния на внутренних стенках, образуя накипь. Накипь имеет низкую теплопроводность, поэтому затрудняет нагревание воды. Это вызывает увеличение расхода топлива. Кроме того, из-за накипи металл котла перегревается и быстрее изнашивается[3].

Большое значение для здоровья и жизни человека имеет присутствие нитратов и нитритов в воде. Смертельная доза нитратов для человека составляет 8-15 г. При длительном употреблении питьевой воды, содержащей значительные количества нитратов, возрастает концентрация метгемоглобина в крови. Снижается способность крови к переносу кислорода, что ведет к неблагоприятным последствиям для организма. ПДК нитратов в воде составляет 45 мг/дм3[6].

Повышенное содержание нитритов указывает на усиление процессов разложения органических веществ в условиях медленного окисления NO2 в NO3, это указывает на загрязнение водоема. Содержание нитритов является важным санитарным показателем. ПДК нитритов в воде составляет 3 мг/дм3. Нитриты значительно опаснее нитратов, поэтому их содержание в воде контролируется более строго[6].

Глава II. Методика проведённых исследований.

1. Исследование органолептических показателей водопроводной воды.

Опыт № 1. Определение цвета (окраски) воды.

Я взяла четыре колбы, налила в них исследуемые образцы воды:

1 колба – водопроводная;

2 колба – талая;

3 колба – речная;

4 колба – бутилированная.

Поставила данные колбы на листы белой бумаги. Используя белый фон бумаги, определила цвет воды. В 1 колбе (водопроводная) увидела присутствие характерного жёлтого окрашивания, во 2 колбе (талая) – слабо-серый оттенок, в 3 колбе (речная) – жёлтое окрашивание, в 4 колбе (бутилированная) окраска отсутствовала.

Вывод: в трёх из четырёх случаев присутствовал показатель определённого вида загрязнения (серый, жёлтый цвет).

Опыт № 2. Определение прозрачности воды.

Я взяла четыре мерных цилиндра диаметром 4 сантиметра и высотой 35 сантиметров, установила данные цилиндры на печатный текст и вливала исследуемые образцы воды, следя за тем, чтобы можно было читать текст через столб воды. Как только текст невозможно было прочесть, я прекращала вливать воду.

В 1 цилиндре (водопроводная) текст чётко был виден до высоты столба воды 25 сантиметров, во 2 цилиндре (талая) – до 20 сантиметров, в 3 цилиндре (речная) – до 23 сантиметров, в 4 цилиндре (бутилированная) – более 30 сантиметров.

Вывод: все четыре исследуемых образца воды достаточно прозрачны.

Опыт № 3. Определение запаха воды.

Я взяла четыре колбы, налила в них исследуемые образцы воды:

1 колба – водопроводная;

2 колба – талая;

3 колба – речная;

4 колба – бутилированная.

Закрыла колбы пробками, сильно встряхнула. Открыла колбы и, пользуясь таблицей 2, определила интенсивность запаха воды в баллах.  

Результаты:

1 колба (водопроводная) – 4 балла (сильный неприятный сероводородный запах, может быть причиной отказа от питья);

2 колба (талая) – 0 баллов(отсутствие ощутимого запаха);

3 колба (речная) – 3 балла(древесный, землистый, рыбный запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением);

4 колба (бутилированная) – 0 баллов (отсутствие ощутимого запаха).

Вывод: два образца из исследуемых имеют запах, который при нагревании до 600 только усиливается.

2. Определение качества воды методами химического анализа.

Опыт № 4. Определение кислотности воды.

Я взяла четыре пробирки, налила в них по 5 мл исследуемых образцов воды:

1 пробирка – водопроводная;

2 пробирка – талая;

3 пробирка – речная;

4 пробирка – бутилированная.

В каждую из пробирок опускала полоски универсальной индикаторной бумаги и по окраске полосок оценивала величину рН.

Результаты:

1 пробирка (водопроводная) – рН=8;

2 пробирка (талая) – рН=6;

3 пробирка (речная) – рН=9;

4 пробирка (бутилированная) – рН=7.

Вывод: исследуемые образцы воды различаются по водородному показателю.

Опыт № 5. Определение содержания минеральных солей.

Я взяла четыре предметных стекла, на каждое из них поместила по капле исследуемых образцов воды и выпарила над пламенем спиртовки.

Вывод: минеральные соли практически отсутствуют в талой воде, в небольшом количестве они присутствуют в образцах с водопроводной и бутилированной водой, очень много их содержит образец с речной водой.

Опыт № 6. Определение окисляемости воды.

В четыре стакана налила исследуемые образцы воды, в каждый из них добавила по 1 капле свежеприготовленного насыщенного раствора перманганата калия. Отметила окраску воды в каждом стакане. Через 60 минут заметила изменение окраски исследуемых образцов.

Результаты:

1 стакан (водопроводная) – красная окраска (умеренная окисляемость);

2 стакан (талая) – ярко-розовая окраска (низкая окисляемость);

3 стакан (речная) – оранжевая окраска (высокая окисляемость);

4 стакан (бутилированная) – ярко-розовая окраска (низкая окисляемость)

Вывод: минимальное загрязнение органическими соединениями имеют талая и бутилированная вода, водопроводная вода – умеренно загрязнена, а в речной воде органические соединения присутствуют в большом количестве.

Опыт № 7. Определение содержания хлоридов.

Я взяла четыре пробирки, налила в них по 2 мл исследуемых образцов воды:

1 пробирка – водопроводная;

2 пробирка – талая;

3 пробирка – речная;

4 пробирка – бутилированная.

В каждую из пробирок прилила по 1 мл раствора нитрата серебра и увидела выпадение осадков белого цвета.

Результаты:

1 пробирка (водопроводная) – белый объёмистый осадок;

2 пробирка (талая) – слабое помутнение;

3 пробирка (речная) – белый осадок;

4 пробирка (бутилированная) – слабое помутнение.

Вывод: все исследуемые образцы воды содержат хлориды.

Опыт № 8. Определение присутствия  ионов меди.

В четыре фарфоровые чашки я налила по 3 мл  исследуемых образцов воды, осторожно выпарила досуха и нанесла на периферийную часть пятна каплю концентрированного раствора аммиака. Ни в одном образце не появилось интенсивно-синего или фиолетового окрашивания, что свидетельствует об отсутствии ионов меди.

Вывод: все исследуемые образцы воды не содержат ионы меди.

Опыт № 9. Определение жёсткости воды.

Я приготовила раствор мыла. Для этого в стеклянный стакан налила 50 мл дистиллированной воды и добавила 10 г стружек хозяйственного мыла. Перемешала содержимое стакана и стала нагревать до полного растворения мыльных стружек. Затем в 4 колбы я налила по 100 мл исследуемых образцов воды и добавила в каждую и добавила по 2 мл раствора мыла, закрыла колбы пробками и хорошо взболтала.

Результаты:

1 пробирка (водопроводная) – образование плотной, устойчивой пены высотой до 2 см;

2 пробирка (талая) –образование плотной, устойчивой пены высотой до 5 см;

3 пробирка (речная) – образование студенистого осадка;

4 пробирка (бутилированная) – образование пены высотой до 3 см.

Вывод: талая, водопроводная и бутилированная воды мягкие, а речная – довольно жёсткая.

Опыт № 10. Определение содержания нитритов и нитратов  в  воде.

Я взяла четыре предметных стекла, на каждое из них поместила по 2 капле исследуемых образцов воды и к каждому из них добавила по 3 капли раствора дифениламина. В образце с речной водой появилось светло-синее окрашивание, что свидетельствует о присутствии нитрит- и нитрат-ионов в воде.

Вывод: талая, водопроводная и бутилированная воды не содержат нитрит- и нитрат-ионы, а речная характеризуется их присутствием.

Глава III. Результаты и их обсуждение.

Результаты, полученные в ходе проведённых мною опытов, позволяют сделать вывод, что питьевая (водопроводная) вода в нашей станице Новосергиевской, поставляемая централизованным способом, действительно не пригодна для питья, так как цвет, запах, кислотность и содержание сероводорода, органических веществ не соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01. Такая водопроводная вода может использоваться для хозяйственных нужд, например, для приготовления пищи или в процессе стирки, так как является достаточно мягкой.

Мною был проведён соцопрос жителей станицы Новосергиевской, в результате которого предлагалось ответить на вопрос: «Какую воду вы пьёте?». Результаты опроса представлены на диаграмме 1.

Диаграмма 1. Вода, употребляемая жителями станицы Новосергиевской.

Выводы по проведению исследований представлены в таблице 3.

Таблица 3. Выводы исследований.

Список использованных источников информации.

1. Ахманов, М.Вода, которую мы пьём.– СПб.: Невский проспект , 2004 г.

2. Ершов, М. самые распространённые способы очистки воды. – М.: АСТ; Донецк: Сталкер, 2006 г.

3. Новошинский, И.И. Химия – 9 класс: учебник для общеобразовательных школ/ Новошинский И.И., Новошинская Н.С. – М.: Русское слово, 2010 г.

4. Речкалова, Н.И. Какую воду мы пьём?  // Химия в школе . – 2004 . - № 3.

5. Церцек, Н.Ф. 22 марта – всемирный день воды  // Химия в школе . – 2004 . - № 3 .

6. www.max-geo.ru

7.www.nadegnost.kz

8. www.water.64z.ru