Анализ качества питьевой воды ст. Михайловской

  КВАСОВА Юлия Романовна

Краснодарский край, Курганинский район, ст. Михайловская.

МАОУ «Средняя общеюбразовательная школа  №12» ,7 класс

АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ СТАНИЦЫ МИХАЙЛОВСКОЙ.

Научный руководитель: Стрельникова Татьяна Владимировна, учитель биологии МАОУ СОШ №12

Введение.

Вода – самое распространенное на Земле вещество. Ею заполнены моря и океаны, реки и озера. Пары воды входят в состав воздуха. Вода составляет большую часть организмов растений и животных ( от 70% до 90%). В последнее время ученые стали утверждать, что вода – это универсальный хранитель информации.

Ученые считают, что здоровье человека напрямую зависит от качества потребляемой им воды, а наступивший 21 век, по их словам, будет веком борьбы не за нефть и газ, а за чистую пресную воду.

Природная вода всегда содержит примеси разнообразных веществ, которые влияют на ее цвет, запах, вкус. К питьевой воде предъявляются высокие требования по качеству. Контролируются такие показатели, как цветность, прозрачность, рН – показатель кислотности, наличие микроорганизмов, общая жесткость воды, содержание ионов тяжёлых металлов (Fe и Cr), оказывающих влияние на здоровье человека.

Нет ничего важнее воды. Она - источник жизни на Земле. Вода необходима для жизнедеятельности человека, животных, растений.

Недостаток  воды в организме опаснее голодания: без пищи человек может прожить более месяца, без воды - лишь несколько дней. Суточное потребление воды с питьём и пищей может составлять от 2,5 до 6 литров в зависимости от климатических условий и характера деятельности человека. Организм человека на 63-68% состоит из воды, кровь - на 90%, мышцы - на 75%, кости - на 28%, а стекловидное тело глаза - на 99%.

В человеческом организме 35 л. жидкости непрерывно осуществляют “орошение” тела. В этот объём входят: 5 л. крови, 2 л. лимфы, 28 л. внутриклеточной и внеклеточной жидкости. Кроме того, в органах человека циркулирует ещё несколько жидкостей разного состава: 1,5 л. слюны, 2,5 л. желудочного сока, 1 л. желчи, 0,7 л. панкреатического сока.  

Благодаря воде происходит движение крови по малейшим сосудам. Вода легко растворяет в себе различные вещества, но при этом остаётся сама собой. Без этого отличного растворителя, носителя жизни был бы невозможен обмен веществ в организме. Без воды не были бы обеспечены разнообразнейшие физиологические, химические, биологические и биохимические процессы в организмах человека, животных, растений.  И так вода является основой основ нашей жизни, тогда интересно, как обстоят дела с качеством питьевой воды. Другими словами, что течёт из крана?

По данным Санэпиднадзора РФ, почти треть вод водопроводной воды, взятых в различных регионах России, не соответствует по санитарно-химическим и микробиологическим показателям. Питьевая вода может содержать в различных районах в своём составе более 2100 вредных веществ, и львиная доля вредных веществ попадает в организм человека при употреблении некачественной воды. По данным лаборатории питьевого водоснабжения НИИ экологии человека и окружающей среды им. Н. А. Cысина, 90% водонапорных сетей подают в наши дома воду, не отвечающую никаким санитарным нормам.

И это не только проблема России. По данным ВОЗ, более 500 млн. человек (каждый двенадцатый житель планеты) ежегодно страдают от потребления недоброкачественной воды.  

А какую воду употребляем мы - жители станицы Михайловской? Поэтому тема нашей исследовательской работы «Анализ качества питьевой  воды станицы Михайловской».

I. Влияние качества питьевой воды на здоровье населения станицы Михайловской.

Общее понятие о воде.

Вода – Н2О,окись водорода, простейшее химическое соединение двух газов: очень легкого водорода и более тяжелого – кислорода; молекулярная масса – 18, 0160; плотность – 1,000 г/см3 (3,98 ˚С). Вода – жидкость без цвета, вкуса и запаха.

Водород – (Лат. Hydrogenium), Н, химический элемент Водород - (Лат . Hydrogenium), Н, химический элемент VII группы периодической системы элементов Менделеева, атомный номер 1, атомная масса 1,00794. Газ без цвета, вкуса и запаха, плотность - 0,0899 г/л. Кислород - (Лат . Oxygenium), О, химический элемент VI группы периодической системы элементов Менделеева, атомный номер 8, атомная масса 15,9994. Газ без цвета, вкуса и запаха, плотность - 1,42897 г/л. [5, с.76]

Вода - одно из самых распространенных веществ на земле. Она покрывает большую часть земной поверхности. Почти все живые существа состоят из воды. Около 2/3 массы человека составляет вода (содержание воды в различных органах варьирует от 20% до 85%). Вода является обязательным компонентом практически всех технологических процессов. В производстве продуктов питания, медицине, новейших отраслях промышленности, химическом анализе требуется вода особой чистоты. [4, с.9] Питьевая вода - вода пригодная к употреблению внутрь, отвечающая установленным нормам качества воды. В случае несоответствия воды стандартам производится ее очистка и обеззараживание. Очистка воды - освобождение воды от взвешенных частиц, мутности, от несвойственных ей цвета, запаха и привкусов, от избыточного содержания солей и газов. Очистка и обеззараживание воды производиться различными техническими и химическими средствами: фильтры из пористого вещества (уголь, обожженная глина); хлор и т.п. Наиболее пригодными для хозяйственно – питьевого водоснабжения, как правило, являются глубокие подземные воды (артезианские, межпластовые). Они отличаются прозрачностью, отсутствием организмов, постоянной температурой. Практически вся природная вода требует очистки и обеззараживания.

Значение воды в жизни человека.

 Вода – важнейшая составляющая среды нашего обитания. После воздуха она второй по значению компонент, необходимый для человеческой жизни. [6,с.7]. Насколько важна вода, свидетельствует тот факт, что её содержание в различных органах составляет 70 – 90 %. С возрастом количество воды в организме меняется. Трехмесячный организм содержит 90 % воды, новорожденный – 80 %, взрослый человек – 70 %. Вода присутствует во всех тканях нашего организма, хотя распределена неравномерно:

 Мозг содержит 75 %

 Сердце – 75 %

 Легкие – 85 %

 Печень – 86 %

 Мышцы – 75 %

 Кровь – 83 %

Сегодня, как никогда, нашему организму очень важно получать чистую воду со сбалансированным минеральным составом. Она переносит отходы нашего тела, доставляет смазку к суставам, стабилизирует нашу температуру и является жизненной основой клетки. Вода необходима для поддержания всех обменных процессов, она принимает участие в усвоении питательных веществ клетками. Пищеварение становится возможным только тогда, когда пища приобретает водорастворимую форму.

Измельченные крохотные частицы пищи обретают способность проникать сквозь ткани кишечника в кровь и внутриклеточную жидкость. Более 85 % всех обменных процессов нашего организма происходит в водной среде, поэтому недостаток чистой воды неизбежно приводит к образованию свободных радикалов в крови человека, образованию морщин.Потребление чистой воды обеспечивает нормальную работу внутренних органов.

Она является теплоносителем и терморегулятором, поглощает излишки тепла и удаляет его, испаряясь сквозь кожу и дыхательные пути. Вода увлажняет слизистые оболочки и глазное яблоко. В жару и при физических упражнениях происходит интенсивное испарение воды с поверхности тела. Потребление прохладной чистой воды, которая всасывается в кровь из желудка, обеспечивает своевременное охлаждение организма, предохраняя от перегрева. В течение тренировок для нормального функционирования организма необходимо выпивать небольшими порциями примерно 1 литр за час. Даже если не слишком утруждать себя физическими упражнениями, все равно необходимо постоянно восполнять дефицит воды. Атмосфера в современных зданиях перегрета и кондиционирована. Это сушит воздух и обезвоживает организм. То же самое происходит при путешествиях на поездах, самолетах и автомобилях. Кофе, чай, алкоголь – все эти радости жизни способствуют выведению воды из организма. Взрослый человек в состоянии прожить без пищи больше месяца, без воды же несколько дней. Обезвоживание организма на 10% приводит к физической и психической недееспособности. Потеря 20% воды приводит к смерти. В течение суток от 3 до 6% воды, содержащейся в организме, подвергается обмену. Половина воды обменивается в течение 10 дней. Количество воды, требуемое для поддержания водного баланса, зависит от возраста, физической активности, окружающей температуры и влажности. Суточная потребность взрослого человека составляет 2.5 л. Чистая питьевая вода также повышает защиту организма от стресса. Она разжижает кровь, борется с усталостью, помогает сердечно – сосудистой системе, борется со стрессом. Здоровый образ жизни основан на правильном питании, активности и потреблении чистой воды. [2,с.31].  При таком большом значении воды для человека, она должна быть соответствующего качества. Если вода содержит какие-либо вредные вещества, то они будут неизбежно распространены по всему организму.

Влияние качества воды на организм человека.

 Вода, которую мы потребляем, должна быть чистой. Болезни, передаваемые через загрязненную воду, вызывают ухудшение состояния здоровья, инвалидность и гибель огромного числа людей, особенно детей, преимущественно в менее развитых странах, обычным для которых является низкий уровень личной и коммунальной гигиены. Такие болезни, как брюшной тиф, дизентерия, холера, анкилостомоз, прежде всего, человеку в результате загрязнения водоисточников экскрементами, выделяемыми из организма больных. Успех в борьбе с указанными болезнями или достижение полной их ликвидации зависит от того, как организована система удаления всех продуктов обмена, выделяющихся из организма человека, как поставлено дело обеспечения чистой водой всего населения. Через воду могут передаваться инфекционная желтуха, туляремия, водная лихорадка, бруцеллез, полиомиелит. Вода подчас становится источником заражения человека животными паразитами – глистами. С загрязненной фекалиями водой в организм человека могут попасть яйца некоторых паразитических червей. В кишечнике они превращаются в           паразитов (таковы аскариды, острицы ). Наконец, через воду иногда происходят заражения, которые поражают тонкий кишечник и печень. К наиболее распространенным загрязнителям можно отнести железо, марганец, сульфаты, фториды, соли кальция и магния, органические соединения и др. Какие же отрицательные свойства воде могут придавать те или иные компоненты в случае их содержания выше нормативов?

 Присутствие в воде железа не угрожает нашему здоровью. Однако повышенное его содержание в воде ( более 0,3 мг/л ) в виде гидрокарбонатов, сульфатов, хлоридов, органических комплексных соединений или в виде высокодисперсной взвеси придает воде неприятную красно-коричневую окраску, ухудшает её вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорение. При употреблении для питья воды с содержанием железа выше норматива человек рискует приобрести различные заболевания печени, аллергические реакции и др. Повышенное содержание марганца в воде оказывает мутагенное действие на человека. При уровнях в системе водоснабжения, превышающих 0,1 мг/л, марганец приводит к появлению пятен на сантехническом оборудовании и белье, а также неприятного привкуса напитков.  Иногда в питьевой воде встречается много солей соляной и серной кислот ( хлориды и сульфаты ). Они придают воде соленый и горько-соленый привкус. Употребление такой воды приводит к нарушению деятельности желудочно-кишечного тракта. Вода, в 1 л которой хлоридов больше 350 мг, а сульфатов больше 500 мг, считается неблагоприятной для здоровья. Содержание в воде катионов кальция и магния сообщает воде так называемую жесткость.

 Постоянное употребление внутрь воды с повышенной жесткостью приводит к накоплению солей в организме и, в конечном итоге, к заболеваниям суставов (артриты, полиартриты), к образованию камней в почках, желчном и мочевом пузырях. [6,с.23]

 Таким образом, питьевую воду необходимо проверять на присутствие в ней химических элементов для того, чтобы не заболеть.

II. Исследовательская часть.

  Качественное определение содержания в воде ионов химических веществ

1. Качественное определение содержания в воде ионов Са2+.

Для проведения практической части мы использовали три пробы воды, взятых с разных источников:  

- водопроводная вода станицы Михайловской.

- вода с водозабора реки Чамлык.

- и для контроля дистиллированная вода.

  Исследуемая вода может содержать, а может не содержать тот или иной ион. Для установления того или иного иона воспользуемся следующими условными обозначениями: - нет иона «-»: осадка и помутнения нет.

  - присутствие иона «+»: еле заметный осадок или помутнение.                                                                                                  

  - небольшое присутствие ионов «++»: небольшое   количество осадка.                                                        

    - большое количество ионов «+++»: осадок в большом в количестве или сильное  помутнение.                                                  

          Для обнаружения ионов Са2+ использовали оксалат алюминия в присутствии разбавленного раствора уксусной кислоты СН3СООН (2мл).

Результат.

Вывод:   В водопроводной воде ст. Михайловской  присутствует наибольшее кол-во ионов Ca2+. А вот в воде, взятой из водозабора реки Чамлык, ионы Ca2+ отсутствует.

          Большая концентрация ионов кальция и магния придаёт воде жёсткость.

Жёсткая вода быстро выводит из строя сантехнику, образуя на ней накипь и несмываемую корку водяного камня. Жёсткая вода также оказывает влияние на здоровье человека. На коже появляется зуд, покраснения.

2. Определение содержания в воде ионов Сl1-.

    Для обнаружения хлорид - иона использовали раствор нитрата серебра  AgNO3  в присутствии разбавленного раствора азотной кислоты HNO3.

   Результаты.

Вывод.  Наибольшее количество ионов хлора содержится в питьевой воде станицы Михайловской. Ионы хлора и в пробе воды с водозабора.

         Наличие ионов хлора в воде может быть вызвано вымыванием солей из грунта. Вследствие большой растворимости хлористых солей, ион хлора присутствует почти во всех водах. Также хлор и хлорсодержащие вещества применяются для обработки как промышленных, так и бытовых сточных вод. Хлор применяют для обеззараживания сточных вод от патогенных микроорганизмов, для уничтожения запахов (например, сероводорода и других сернистых соединений), кроме того, он уничтожает водоросли, разрастающиеся в охлаждающей воде. Его используют для борьбы с личинками мух на биофильтрах. Наконец его способность, реагировать с другими веществами, используется для удаления из сточных вод ядовитых веществ, например, соединений циана.  Но присутствие большого количества ионов хлора в воде нежелательно, так как они  нарушают деятельность желудочно-кишечного тракта.

3. Определение содержания в воде сульфат ионов SO42-.

Для обнаружения сульфат - иона SO42- использовали раствор хлорида бария в присутствии разбавленного раствора азотной кислоты.

Результаты.

Вывод.   Сульфат ионы отсутствуют в водопроводной воде ст. Михайловской.  В пробе воды с водозабора р. Чамлык сульфат ионы также отсутствуют.

          Вода, содержащая большое количество сульфатов, обладает коррозийной активностью. Попадают они в воду при растворении осадочных пород, в состав которых входит гипс. Иногда сульфат-ионы образуются в результате окисления сероводорода или самородной серы, их источником может также быть загрязнение воды промышленными стоками. Присутствие сульфатов в воде в больших количествах нежелательно, так как происходит нарушение деятельности желудочно-кишечного тракта.

4.Определение содержания в воде ион-аммония NH4+.

Для обнаружения ион - аммония использовали реактив Несслера.

Результаты.

Вывод:

          Ион - амония присутствуют во всех пробах, кромедистилированной воды. Наибольшее количество ион - амония находится в водопроводной воде п. Нижний Одес. И опять мы встречаемся с ситуацией, когда вода до потребителя доходит худшего качества.

          Азотосодержащие вещества образуются в воде, главным образом, в результате разложения белковых соединений. По наличию азотсодержащих веществ в воде можно судить о загрязненности её бытовыми стоками. Если загрязнения произошли недавно, то весь азот, как правило, находится в виде аммиака. Если наряду с ион - аммониям имеются нитраты, то это означает, что с момента заражения прошло некоторое время.  Большое количество ион - аммония в воде оказывает неблагоприятное воздействие на дыхательную систему.

5. Определение содержания в воде загрязняющих веществ(ионов-свинца).

Для обнаружения ионов-свинца Pb2+ использовали реактив KI и Na2S.    . Образование жёлтого или чёрного осадка соответственно укажет на присутствие ионов-свинца.

Результат:

Вывод:  Ни в одной из исследуемых проб осадок не выпал,  следовательно ионы свинца не обнаружены.

         Ионы свинца относятся к классу высокоопасных веществ, соединения которого, обычно ядовитые вещества, попадают в воду с промышленными отходами и канализационными стоками населённых мест. Ионы свинца оказывают губительное действие на почки и нервную систему, замедляют развитие у детей.

III. Заключение.

Выводы:

 Была проведена исследовательская работа. Результаты исследования показали, что вода в станице не везде соответствует нормам ГОСТа. Для того, чтобы избежать различных заболеваний, источники которых попадают вместе с водой в организм человека, необходимо различными способами очищать её от основных загрязнителей. В ходе всей исследовательской работы гипотеза была доказана. Если вода основной источник жизни, то она оказывает огромное влияние на здоровье населения. Таким образом, я  считаю, что данная тема очень важна и актуальна для населения нашего города, а также будущих поколений.

Список использованной литературы.

1. Государственный контроль качества воды. – М.:ИПК Издательство стандартов, 2003.
2. Дерпгольц В. Ф.Д 36 Мир воды.-Л.: Недра, 1979.-254 с.,ил.
3. Колпакова Е. Рекам и людям – чистую воду! – М.:Лесная страна, 2007. -190 с.
4. Петрянов И.В., Самое необыкновенное вещество в мире. Москва, 1975г. 96 с.
5. Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. Химия: Неорганическая химия: Учебник для 8 кл. сред. шк. –М.: Просвещение, 1989. – 159 с.
6. Синюков В.В. Вода известная и неизвестная – М.: Знание, 1987. – 176 с.