оценка качества воды

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №2 п.Нарышкино Урицкого района Орловской области

«Исследование качества воды»

        Выполнила ученица 10 класса

МБОУ СОШ № 2 п.Нарышкино

Урицкого района

Орловской области

Мажорина Анастасия

Учитель: Картамышева О.Н.

Оглавление

1. Введение. Актуальность.          
2. Основная часть:                

а) гипотеза исследования

б) цели работы

3. Методы исследования .
4. Результаты исследования.
5. Заключение. Вывод.                      
6. Литература.                        

      7.  Приложение:                      

презентация

1.Введение.Актуальность.

        Забота  о  получении  достаточного  количества  воды,  пригодной  для  питья  и  удовлетворения  культурно-бытовых  потребностей  населения, не  оставляет  человечество  на  протяжении  всего  его  существования. При водоснабжении городов и большей части промышленных предприятий 90% воды, сбрасывается обратно в реки и водоемы в виде сточных вод, загрязненных отходами хозяйства. С ростом городского населения и развитием канализации загрязнение рек и водоемов стало приобретать глобальные масштабы.

       Давно отмечена связь между заболеваемостью населения и характером водоснабжения. В середине         в.  эпидемиологические наблюдения и последующие бактериологические открытия Л. Пастера и Р. Коха позволили установить, что вода, содержащая патогенные микробы, может способствовать возникновению и распространению заболеваний среди населения. Изменение химического состава воды является причиной заболеваний неинфекционной природы. Анализ эпидемиологических данных и факторов риска питьевой воды свидетельствует о влиянии химического загрязнения питьевой воды на уровень состояния здоровья населения, в том числе на такие показатели, как общая и первичная заболеваемость детей и взрослых, болезни органов пищеварения, инфекционная заболеваемость. Рассматривая самостоятельно медико-биологическое значение отдельных факторов окружающей среды, необходимо отметить, что загрязнение питьевой воды в последние годы стало повсеместным фактором риска.

Проблема качества питьевой воды в настоящее время является предметом особого внимания общественности, а также санитарной службы.

Для большинства водоемов, используемых в качестве источников централизованного питьевого водоснабжения крупных городов, характерна повышенная цветность, окисляемость воды и биохимическая потребность в кислороде, значительное содержание алюминия, марганца, нефтепродуктов, органических веществ, некоторых металлов 2 класса опасности (Cd, Pd, As и др.). Анализ данных мониторинга за качеством питьевой воды показывает, что свыше 75% населения (2,5 млн человек) обеспечивается водой из централизованных систем водоснабжения; из них около 1,5 млн. человек потребляют воду, не соответствующую стандарту по органолептическим показателям, поскольку  более   60% водопроводов находятся практически в аварийном состоянии. Еще около полумиллиона человек использует для питьевых целей воду нецентрализованных источников (колодцы, родники, одиночные скважины), качество которой не соответствует гигиеническим требованиям.

Исходя из того, что повышенная антропогенная нагрузка на водные источники приводит к нарушениям биологического кругооборота веществ изменению характеристик. При этом качество воды, поступающей населению, формируется не на водопроводных станциях, а там, где начинается антропогенное влияние на ее состав в поверхностных водоемах или подземных источниках. Прежде всего, основными источниками загрязнения водной среды являются  промышленные объекты осуществляющие сброс отработанных вод в водоемы и ряд загрязняющих веществ в атмосферу( пыли, свинца и диоксида серы, оксидов азота, углеводородов, угарного газа и многих других). Эти вещества в зимний период аккумулируются в снеговом покрове и в последствии, с талыми водами поступают в подземные поверхностные воды и в конечном итоге поступает в качестве питьевой воды населению.

Гипотеза исследования:

Качество питьевой воды сказывается на уровне здоровья населения, то   можно предположить, что чем выше уровень загрязнения, тем выше уровень заболеваемости населения.

Цель работы:

Провести качественный анализ воды. Отследить влияние качества питьевой воды на здоровье населения .

Задачи исследования:

1.Провести  расчет показателей уровня загрязнения снегового покрова.

2.Исследовать пробы водопроводной питьевой воды,  воды из нецентрализованного источника- колонки .

3.Провести  лабораторное исследование по следующим показателям:

1. физические свойства
2. Органолептические показатели

         3 . Химический состав

4.Общая бактериологическая активность методом биоиндикации

4. Изучить дополнительную литературу  о влиянии качества воды на здоровье человека.

2. Методы исследования.

Прозрачность.

   Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц или, глины, песка, микроорганизмов, от содержания химических веществ. Прозрачность характеризуется предельной глубиной, на которой ещё виден  специально опускаемый белый диск диаметром около 20 см.

 Мерой прозрачности может служить так же высота столба воды (в см), при которой можно различить на белой бумаге стандартный шрифт с высотой букв 3,5 см. Воду хорошо перемешивают и наливают в высокий цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см и дном из плоско отшлифованного стекла. Цилиндр устанавливают неподвижно над стандартным шрифтом на высоте 4 см. Просматривая шрифт сверху через столб воды и сливая и доливая воду в цилиндр, находят высоту столба воды, еще позволяющую читать шрифт.

Запах.

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

50 мл исследуемой воды при комнатной температуре наливают  в колбу вместимостью с широким горлом. Накрывают стеклом, встряхивают вращательным движением, открывают пробку или сдвигают часовое стекло и быстро определяют характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагревают до 60°С на водяной бане и также оценивают запах.                                                                                          

По характеру  запахи делятся на две группы:

Запахи естественного происхождения ( от живущих в воде и отмерших организмов, от влияния почв и т.п.) находят по классификации, приведенной в таблице 1.

        Таблица 1      Характер и род запаха воды естественного происхождения

Запахи искусственного происхождения ( от промышленных выбросов, для питьевой воды – от обработки воды реагентами на водопроводных сооружениях и т.п.) называются по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.п.

  Интенсивность запаха также оценивается при 20° и 60° по 5 –бальной системе согласно таблице 2.

Таблица 2Интенсивность запаха воды

Цветность.

Ход работы:

      Налили исследуемые пробы в стеклянные цилиндры и рассмотрели воду на фоне бело листа бумаги при дневном освещении сверху и сбоку. Оценили цветность (светло-желтая, бурая и т.д.). При отсутствии окраски вода считается бесцветной.

Содержание взвешенных частиц

Ход работы:

   Этот показатель качества воды определяют путем фильтрования определенного объема воды через бумажный фильтр и последующего высушивания осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы.

Для анализа  берут 500-1000 мл воды. Фильтр пред работой взвешивают. После фильтрования осадок с фильтром высушивают до постоянной массы при 105   С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Сухой остаток

Ход работы:

     Сухим  остатком  называют остаток, полученный после выпариванияотфильтрованной пробы воды и высушенной до постоянной массы при 110-120° С. Сухой остаток характеризует содержание минеральных и частично  органических примесей, образующих с водой истинные и коллоидные  растворы. Чтобы получить осадок около 100 мг, берут 1 л анализируемой; профильтрованной воды, помещают порцию воды в предварительно взвешенную фарфоровую чашку и выпаривают  (не доводя  до кипения), добавляя воду по мере испарения воды в чашке. Воду в чашке выпаривают досуха. Чашку с сухим остатком помещаю в сушильный шкаф, нагретый до 110.° С, и высушиваю до постоянной массы. Величину сухого остатка (мг/г) вычисляю по формуле:

m=        (m2  -m1)  1000        

        V

Жесткость воды, концентрация карбонат- и гидрокарбонат- ионов

Различают общую, временную и постоянную жёсткость воды. Общая жёсткость   обусловлена   главным   образом   присутствием   растворённых соединений кальция и магния в воде. Временная жёсткость иначе называется устранимой или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная (некарбонатная) жесткость вызвана присутствием других растворимых солей кальция и магния.

Общая жесткость варьируется в широких пределах в зависимости от типа пород и почв, слагающих бассейн водосбора, а также от сезона года. Величина общей жесткости в источниках централизованного водоснабжения допускается до 7 ммольэкв./л, в отдельных случаях по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы – до 10 ммольэкв./л.При жесткости до 4 ммольэкв./л вода считается мягкой; 4-8 ммольэкв./л – средней жесткости; 8-12 ммольэкв./л – жесткой; более 12 ммольэкв./л – очень жесткой.

Определение карбонат-ионов, жесткости воды и расчёт концентрации карбонат- и гидрокарбонат- ионов  

Ход работы:

    В склянку наливают 10 мл анализируемой воды, добавляют 5-6 капель фенолфталеина. Если при этом окраска не появляется, то считается, что  ионы постоянной жесткости ионы Mg, Na, K  в пробе отсутствуют. В случае возникновения розовой окраски пробу титруют 0,05 н. Раствором соляной кислоты до обесцвечивания. Концентрацию карбонат-ионов рассчитывают по формуле:         

Ск =        VHCL 0.05  60  100            = VHCl *0,305

        10        

Затем в этой же пробе определяют концентрацию гидрокарбонат-ионов. К пробе добавляют 1-2 капли метилового оранжевого. При этом проба  приобретает жёлтую окраску. Раствором 0,05 н соляной кислоты титруют  пробу до перехода жёлтой окраски в розовую. Концентрацию гидрокарбонат-1 ионов рассчитывают по формуле:

С ГК =         VHCL 0,05  61  100      = VHCl *305                

                    10

Качественное определение хлорид-ионов

Ход работы:

В пробирку отбирают 5 мл исследуемой воды и добавляют 3 капли 10%-ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяют по осадку или помутнению.

Определение    сульфат -и о н о в

Концентрация сульфатов в воде водоёмов - источников водоснабжения допускается до 500 мг/л. содержание сульфатов в природных, поверхностных и подземных    водах    обусловлено    выщелачиванием    горных    пород, биохимическими процессами и др. В северных водоемах сульфатов обычно немного; в южных, где воды более минерализованы, содержание сульфатов увеличивается. Сульфаты попадают в водоемы также со сбросами сточных вод

Качественное определение сулъфат-ионов

Ход работы:

      В пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, 0,5 мл раствора соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5%-ного раствора хлорида бария, перемешивают. По характеру   выпавшего   осадка   определяют   ориентировочное   содержаниесульфатов: при отсутствии мути - концентрация сульфат-ионов менее 5 мг/л при слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут -5-10 мг/л ; при слабой мути, появляющейся сразу после добавления хлорида бария, - 10-100 мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат-ионов (более 100 мг/л).

 Определение карбонат-ионов

Ход работы:

       В пробирку вносят 10 мл используемой воды и приливают пипеткой  несколько капель 10%-ного раствора соляной кислоты. Образующийся по реакции оксид углерода (IV) выделяется в виде пузырьков. По интенсивности  их выделения судят о более или менее значительном содержании карбонатов.

Биоиндикация загрязнений.

Кресс-салат отличается быстрым и почти стопроцентным прорастанием, которое заметно уменьшается в присутствии загрязнителей. Он рекомендуется для исследования почвы на вредные вещества (соль, применяемая для таяния льда, свинцовые соли) и для определения загрязнения воздуха, например, выхлопными газами.

Прежде чем ставить эксперимент по биоиндикации загрязнений с помощью кресс-салата, партию семян, предназначенных для опытов, проверила на всхожесть. Для этого семена кресс-салата проращивались  в чашках Петри, в которые был насыпан промытый речной песок слоем в 1 см. Сверху его накрыла фильтровальной бумагой, увлажнила песок и бумагу до полного насыщения водой,  разложила по 50 семян. Сверху семена закрыла фильтровальной бумагой и неплотно закрыла стеклом. Затем проращивала их при комнатной температуре в течение 4 суток. Процент проросших семян от числа посеянных (всхожесть) составил в разных случаях 90-95%, что считается нормой.

3.Результаты исследования. Вывод.

              Таблица №2                                   Физические свойства талой снеговой воды

                      Таблица №3               Органолептические показатели талой снеговой воды.

Вывод:   Талая  снеговая  вода содержит хорошо выраженный осадок, желтоватый  оттенок воды, выраженный запах, высокое содержание взвешенных веществ.

                 Таблица №4        Физические свойства питьевой воды.

Вывод:Сравнительный анализ  показывает относительную чистоту питьевой воды. Все образцы и по физическим свойствам и по органолептическим показателям  соответствуют допустимым СЭС нормам. Наилучшими физическими свойствами обладаетгрунтовые но содержание в них взвешенных и  растворенных веществ несколько выше, чем в других пробах.  Что объясняется не только отсутствием предварительной обработки, но и самим происхождением воды:  подземные воды растворяют горные породы и минеральные вещества почвы  при просачивании с поверхности.

Обращаем внимание  на показатели пробы– бутылированная чистая питьевая вода. Ее физические и органолептические показатели лишь немногим лучше, обычной водопроводной воды, а количество растворенных веществ даже несколько выше, но находятся в пределах указанных производителем значений.

Таблица №5                        Химический состав питьевой воды.

Вывод:при химическом анализе воды отмечено повышенная жесткость подземных вод ул.Пушкина, что объясняется большим количеством растворенных  в ней карбонатов – основных соединений входящих в состав известняковых горных пород под поселком.

Высокое содержание хлоридов в водопроводной воде – следствие ее хлорирования на водонасосных станциях.

Было проведено комплексное исследование биологической активности воды.Влияние  воды на скорость протекания физиологических процессов в организмах. Исследование проводилось на всех образцах.

Таблица №8              Наличие органического загрязнения, биологическая активность

талой снеговой и питьевой воды.

Вывод: интересными получились результаты  исследования на биологическую активность воды. Ниже чем у снеговой воды оказались и показатели всхожести  кресс- салата. Хотя растения в течении последующего времени в образцах питьевой воды развивались лучше. Такие данные мы смогли объяснить только искажением информационной структуры воды в системе водопровода, при механической и химической очистке воды.

В целом очень трудно сказать, в каком из изучаемых районов выше или ниже качество воды. В каждом из районов есть свои особенности загрязнения питьевой воды. При этом качество воды приближается по многим показателям к верхней границе допустимой нормы.

4.Влияние воды на здоровье человека.

Вода - важнейшая составляющая среды нашего обитания. После воздуха, вода второй по значению компонент, необходимый для человеческой жизни.

Насколько важна вода свидетельствует тот факт, что ее содержание в различных органах составляет 70 - 90%. С возрастом количество воды в организме меняется. Трехмесячный плод 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%

Почки - 83%

Мышцы - 75%

Кровь - 83%.

         Сопоставляя полученные данные качества воды можно сделать следующие вывод: отдельные показатели загрязнения питьевой воды создаю риск для возникновения отдельных групп заболеваний. Так высокое содержание в воде карбонатов, высокая жесткость воды, скорее всего, провоцирует возникновение дерматитов и кожных реакций у детей.  Высокое содержание хлоридов и низкая биологическая активность воды способствует возникновению заболеваний желудочно-кишечного тракта, нарушений водно-солевого обмена организма. А вот общая заболеваемость по нашему мнению  зависит не только от  качества воды но и уровня атмосферного загрязнения индикатором которого является снеговой покров.

5.Заключение.

По мере увеличения антропогенной нагрузки меняется количественное содержание, в первую очередь, химических веществ в водоисточниках по сравнению с их природным содержанием. Некачественная питьевая вода создает условия для развития целого ряда хронических и эпидемиологических заболеваний. Крайне важно минимизировать это негативное воздействие. В настоящее время существует несколько способов решения этой проблемы. Многие используют для питья бутылированную питьевую воду, качество которой, как показало наше исследование, зависит прежде всего от честности производителя.  Мы считаем, что решить проблему питьевой воды могут бытовые водоочистительные фильтры.  

6.Литература:

1. Steubing, Kunze , «Биоиндикация наземных экосистем», 1988.
2. Будун А.С. «Организация географической площадки», «Учпедгиз», 1952г.
3. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. «Биология», Москва, «Мир», 1993г.
4. Небел Б. «Наука об окружающей среде», Москва, «Мир», 1993г.
5. Новенко Д.В. «Школьный практикум. География. Практические работы на местности. 6-9 классы», «Дрофа», 1997г.