Исследовательская работа по химии "Сравнительный анализ воды из питьевых источников населенных пунктов Жарынского сельского поселения"

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Жарынская средняя школа»

Исследовательская работа по химии

Сравнительный анализ воды

из питьевых источников населенных пунктов

Жарынского сельского поселения

Выполнили учащиеся:

Воробьева Марина - 9 класс

Матвеева Наталья - 10 класс

Руководитель проекта:

Симаков Виктор Федорович – учитель химии

д. Красная Горка

2015 г.

Оглавление

Введение

Глава I

Глава II

1.Значение воды для организма человека, влияние её качества на здоровье

2.Краткие сведения о водоснабжении питьевой водой населения Жарынского сельского поселения Рославльского района Смоленской области

Глава III

Исследовательская работа, проведенная проектной группой по определению качества воды питьевых источников населенных пунктов Жарынского сельского поселения

1.Отбор проб

2.Сравнительный анализ и полученные результаты отобранных проб воды

2. 1. По массе

2.2.  По запаху

2.3.  Прозрачность

2.4.  рН (кислотность)

2.5.  Общая минерализация

2.6.  Окисляемость

2.7.  Жесткость

2.8.  Ионы хлора (Cl-)

2.9.  Ионы железа (Fe3+)

2.10. Карбонат ионы (СО32-)

2.11.  Сульфат ионы (SO42-)

Глава IV

Выводы о качестве питьевой воды  исследуемых образцов на основе полученных результатов

Заключение

Практический выход по результатам исследовательского проекта

Список использованной литературы  и интернет источников

Приложения

Введение

     Вода, у тебя нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха,

тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое.

Нельзя сказать, что необходимо для жизни: ты сама жизнь.

Ты исполняешь нас с радостью, которую не объяснишь нашими чувствами.

С тобой возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились.

По твоей милости в нас вновь начинают бурлить высохшие родники нашего сердца.

(А. де Сент-Экзюпери. Планета людей.)

       Задумывались ли Вы, когда пьете воду, какого она качества? Скорее всего - нет. А зря! Еще в древности знаменитый Гиппократ связывал качество питьевой воды со здоровьем человека. В настоящее время данный факт является неоспоримым: существует прямая связь между уровнем заболеваемостью населения и характером водоснабжения.

В нашей стране проблема обеспечения населения доброкачественной питьевой водой остается нерешенной, а в некоторых регионах она приобрела кризисный характер. Из всего объема подаваемой воды населению 68% составляют поверхностные водоисточники, и только 1% которых соответствует показателям качества питьевой воды, установленными гигиеническими требованиями СанПиНов. Медики, экологи бьют тревогу: водоснабжение качественной питьевой водой населения продолжает ухудшаться. Это одна из актуальнейших проблем большинства населенных пунктов РФ, начиная с больших городов, заканчивая малыми населенными пунктами сельской местности.

Не лучше обстоят дела и у нас в Смоленской области. Приведем данные по нашему региону, найденные нами в сети интернет по адресу: www.aquaexpert.ru/analit/2012/06/15/sw/.

В Смоленской области обеспечены:

- доброкачественной питьевой водой – 192 населенных пункта (3,9%), из них 10 населенных пунктов в городских поселениях, 182 населенных пункта в сельской местности;

- условно-доброкачественной – 702 населенных пункта (14,3%), из них 16 – в городских поселениях, 686 – в сельской местности;

- недоброкачественной – 216 населенных пунктов (все в сельской местности.

Питьевая вода не исследовалась из 4 910 населенных пунктов области в 3 800 (77,4%, все в сельской местности).

 Из общего   количества населения Смоленской области обеспечены:

-  доброкачественной питьевой водой только 24,3% населения, из них 89,9% горожан и только 10,1% населения, проживающего на селе;

- условно доброкачественной водой обеспечено 56,7% населения, из них 82,7% - в городских поселениях и только 17,3% - в сельской местности;

- недоброкачественной водой пользуются 7,1% населения (69 781 человек), из них 56,2% - в городских поселениях и 43,8% - в сельской местности.

Из приведенных выше данных, можно сделать вывод: вода в Смоленской области имеет неудовлетворительное качество. Проблема обеспечения населения жителей Смоленщины качественной питьевой водой в настоящее время является наиболее актуальной.

Естественно, нас заинтересовал вопрос: «А какую же воду пьют жители нашего Жарынского сельского поселения?».

С вопросом: «Знаете ли Вы какого качества  питьевую воду Вы  используете в домашних условиях?», - мы обратились к наиболее образованной части населения нашей деревни: учителям. Все 35 опрошенных работника школы ответили, что не имеют никакого представления о качестве потребляемой ими воды, но хотели бы знать какую воду они пьют.

Естественно, что исследования питьевой воды в населенных пунктах нашего поселения официально не проводились. Таким образом, актуальность выбранной нами темы для исследовательского проекта доказана самой жизнью.

Определив актуальность и социальную значимость вопроса качественного водоснабжения населения для нашей местности, мы приступили к работе над исследовательским проектом:

1.Точно сформулировали тему исследовательского проекта: «Сравнительный анализ воды из питьевых источников населенных пунктов Жарынского сельского поселения».

2.Предмет исследования: качество питьевой воды в населенных пунктах Жарынского сельского поселения.

3.Объект исследования: питьевая вода.

4.Цель работы: определить с помощью доступных (наиболее простых) методов химического анализа качество питьевой воды отобранных проб, на основе полученных результатов сравнить качество питьевой воды в исследуемых источниках.

5.Задачи работы:

- собрать и проанализировать информацию из различных источников об основных показателях качества питьевой воды и воздействия её на организм человека;

- определить основные и доступные для исследования в имеющихся условиях показатели качества питьевой воды;

- разработать методику проведения исследования по выбранным показателям качества воды;

- определить конкретные места отбора проб воды для проведения исследования;

- провести экспериментальную часть проекта, обобщить полученные данные, сформулировать выводы о качестве питьевой воды в исследуемых источниках;

- довести информацию о полученных результатах до сведения  Администрации Жарынского сельского поселения и жителей нашего поселения.

6.Наша гипотеза: если исследуемая питьевая вода окажется недостаточно качественная, то мы предоставим такую информацию в Администрацию Жарынского сельского поселения и для сведения населения. Имея даже элементарные сведения о качестве потребляемой воды, каждый житель может предпринять простые меры предосторожности:

- провести более полный и достоверный анализ питьевой воды в органах Роспотребнадзора;

- не употреблять воду в сыром виде, а только в кипяченом;

- установить у себя дома фильтры очистки воды;

- употреблять воду из водоисточника только для бытовых нужд, а для приготовления пищи и для питья использовать бутилированную воду и др.

7.Методы исследования: изучение и анализ литературы и информации из Интернета, выборочный опрос граждан, наблюдение, исследование физических и химических показателей качества отобранных проб питьевой воды согласно определенных методик, анализ, обобщение и сравнение полученных результатов.

Глава I

В ходе подготовки проекта и во время практической работы над ним мы постоянно обращались к литературе и интернет источникам, связанным с темой исследования качества питьевой воды, ее влияние на здоровье человека. Большую помощь нам в работе оказала книга Ицковой А.И. «Наш быт глазами врача». В ней автор очень доступно и аргументированно излагает материал по требованиям к качеству питьевой воды и влиянию её минерального состава на здоровье человека.

В книге Дерпгольца В.Ф. «Мир воды» представлены обширные сведения о химическом составе пресных вод различных территорий и глубин земной коры.

Ценную информацию о питьевой воде, её значении для организма человека и наиболее простых способах очистки воды в домашних условиях мы получили из книги Ершова М.Е. «Самые распространенные способы очистки воды». Автором также представлена характеристика разных видов питьевой и хозяйственной воды, а также  факторы, определяющие ее качество.

Во время проведения практической части проекта мы постоянно обращались к основным регламентирующим документам в области санитарного контроля воды в Российской Федерации. Это: ГОСТ 2874-82, ГОСТ 2761-84.

Неоценимую помощь в нашей работе нам оказал Интернет. Здесь мы нашли обширнейший материал по самым разнообразным вопросам качества питьевой воды, его влияния на здоровье человека, а также методику простейших экспериментов определения различных показателей физических свойств и химического состава воды.

Глава II

1.Значение воды для организма человека, влияние её качества на здоровье

Сегодня всем известно, что вода жизненно необходима всем живым организмам. Можно образно сказать, что вода и есть сама жизнь. Без пищи человек может прожить 3-4 недели, а вот без воды – всего несколько дней. Для функционирования живой клетке, как структурной единице всех живых организмов, постоянно требуется вода. Только в водной среде происходят все процессы обмена веществ. Если в организм человека поступает недостаточное количество воды, происходят серьезные нарушения в его функционировании.

Необходимость воды для организма подтверждает тот факт, что её содержание в различных органах составляет от 70% до 90%. С возрастом количество воды в организме меняется. Трехмесячный плод содержит до 90% воды, новорожденный – 80%, взрослый человек – 70%. Вода присутствует во всех тканях нашего организма, но распределена неравномерно: мозг, сердце и мышцы содержат – 75%, почки, кровь – 83%, легкие, печень – 86%.

Вода нужна человеку не только для обеспечения физиологических потребностей его организма. Она помогает содержать человеку  свое тело в хорошем гигиеническом состоянии, а также жилище и среду своего обитания.

Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. По данным Всемирной организации здравоохранения около 90% болезней человека связаны с недостатком воды в организме, либо употреблением для питьевых нужд некачественной воды, а также использованием неподготовленной воды в бытовых целях.

Для того чтобы быть здоровым, человек должен употреблять только качественную питьевую воду. Она не должна иметь вредных для организма веществ и  примесей, и должна содержать полезные минералы, необходимые для нормальной жизнедеятельности нашего организма.

Оптимальное количество воды, требуемое для поддержания водного баланса, зависит от возраста, физической активности, окружающей среды. Средняя суточная потребность взрослого человека составляет около 2,5 л.

Чистая питьевая вода повышает защиту организма от стресса. Она разжижает кровь, устраняет усталость, помогает в работе сердечно-сосудистой системе. Здоровый образ жизни – это не только отказ от курения, алкоголя, занятие спортом, но и правильное питание и потребление достаточного количества чистой воды.

        Из всего сказанного, можно сделать вывод, что при таком огромном значении воды для человека, она должна быть соответствующего качества, если же потребляемая вода содержит какие-либо вредные вещества, то они неизбежно будут распространяться по всему организму, нанося вред здоровью.

 
        2.Краткие сведения о водоснабжении питьевой водой населения Жарынского сельского поселения

Прежде, чем непосредственно перейти к практической работе по оценке качества питьевой воды из водоисточников  населенных пунктов нашей местности, мы собрали сведения: как снабжается водой население на территории Жарынского сельского поселения.

Мы выяснили, что численность населения Жарынского сельского поселения составляет 1 054 человека.  В населенных пунктах Жарынь, Заря, Красная Горка, Волконщина, Сурновка – центральное водоснабжение. Водопроводные сети проложены в конце 60-ых, середине 70-ых годов 20 века. Они эксплуатируются 40-50 лет. За время эксплуатации проводится лишь текущий ремонт при порывах водопроводных труб. Никаких установок по очистке воды и ее обеззараживанию нет. Четыре насосных станции качают воду с глубины от 120 до 240 метров. Разбор воды населением из центрального водопровода осуществляется через водоразборные колонки, а также через домашние водопроводы.

По данным Администрации сельского поселения проблема водоснабжения в сельском поселении в настоящее время является одной из самых острых и сложных. Из-за изношенности водопроводных сетей, распределительного и запорного оборудования часто происходят порывы, которые приводят к временному нарушению водоснабжения отдельных населенных пунктов. Такое положение сложилось во всех деревнях с центральным водоснабжением.

В последнее время из-за сложностей в содержании, обслуживании и больших финансовых затрат в малочисленных населенных пунктах за бюджетные средства  пробурены бытовые скважины, глубина которых составляет 10-20 метров.  Так организовано водоснабжение в деревнях Андреевка, Бехово.

В 2012 году в рамках целевой областной программы в населенных пунктах Жарынь, Волконщина были построены колодцы, как резервные альтернативные источники водоснабжения.

Стремление получать более качественную питьевую воду и не зависеть от центрального водоснабжения, некоторые граждане переходят на использование воды из личных бытовых скважин, пробуренных на личных земельных участках за собственные средства. Таких хозяйств в сельском поселении на сегодняшний день мы насчитали – 7.

Глава III

Исследовательская работа, проведенная проектной группой по определению качества воды питьевых источников населенных пунктов Жарынского сельского поселения:

1.Отбор проб

Качественная питьевая вода должна соответствовать определенным требованиям, которые утверждены нормативными документами, принятыми на государственном уровне. Основным таковым документом  является:
СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

В Российской Федерации основной надзор за качеством воды осуществляет ТО ТУ Роспотребнадзор.   

Полный анализ качества питьевой воды включает свыше двухсот показателей. Стоимость такого анализа довольно дорогая. Он проводится в специальных лабораторных условиях, с использованием специального оборудования.

В своей работе мы не претендуем на полный анализ качества исследуемых проб воды, ни один анализ воды в домашних условиях не заменит её лабораторного тестирования. Однако, зачастую не нужны точные цифры, а достаточно знать лишь качественную характеристику воды, которая даст ответ – есть ли в ней загрязнители или нет?

Среди основных показателей качества питьевой воды специалисты выделяют:

         - органолептические (физические);
         - химические;
         - бактериологические;
         - радиологические.

В условиях школьного кабинета химии нами было решено провести исследование качества воды по следующим показателям:

- органолептические (физические): масса, запах, прозрачность;

        - химические:  рН (кислотность), общая минерализация, окисляемость, жесткость, ионы хлора (Cl-), ионы железа (Fe3+), карбонат ионы (СО32-), сульфат ионы (SO42-).

Для проведения исследования нами были отобраны пробы. Пробы отбирались в пятилитровые пластиковые бутыли из-под питьевой воды. Эти емкости промывали десять раз испытуемой водой, после чего набирали «под горлышко», выдавливая весь оставшийся воздух, закрывали плотно крышкой, подписывая образец.  Для анализа и сравнения полученных результатов нами также были взяты пробы воды из Святого Источника «Знамение» и би-дистиллят воды из химической лаборатории отдела ЭКЦ УВД по Смоленской области.

Таким образом, для своего исследования нами отобраны пробы:

№ 1 – Святой Источник «Знамение»;

№ 2 – водоразборная колонка центрального водопровода д. Жарынь;

№ 3 – колодец д. Жарынь;

№ 4 – личная бытовая скважина Афанасенкова Ю.Н.;

№ 5 – водоразборная колонка центрального водопровода д. Заря;

№ 6 – водопроводный кран школьной бытовки, водопровод д. Заря;

№ 7 – школьный питьевой кран после фильтра, водопровод д. Заря;

№ 8 – бытовая скважина д. Андреевка;

№ 9 – бытовая скважина д. Бехово;

№ 10 – водоразборная колонка, водопровод д. Волконщина;

№ 11 – колодец д. Волконщина;

№ 12 – водоразборная колонка, д. Сурновка;

№ 13 – би-дистиллят (эталон)

2.Сравнительный анализ и полученные результаты отобранных проб воды

2. 1. По массе

Очень широко распространено утверждение, что хорошая вода всегда легче. Отмеряем с помощью мерного цилиндра объем равный 100 мл каждого образца воды и определяем  массу на лабораторных весах.

Получили следующие результаты:

Таблица № 1

2.2.  По запаху

Запах воды также может многое рассказать о её чистоте. Тестирование на запах проводили исключительно при помощи органов чувств. Вначале запах образца определяли при 20 градусах по Цельсию, затем нагревали воду до 60 градусов и вновь определяли запах.

 Интенсивность запаха устанавливали в баллах, основываясь на следующую таблицу:

Таблица № 2

По ГОСТу, если запах воды оценен самим человеком на 3 и более балла, такую воду пить нельзя, она может быть серьезно загрязнена.

Нами получены следующие результаты тестирования отобранных проб на запах:

Таблица № 3

2.3.  Прозрачность

Вода, пригодная для питья, должна быть прозрачной. На прозрачность подземных вод влияет в основном наличие в них гидроксида железа.  Мутность поверхностных вод (колодцы, бытовые скважины) обусловлена содержанием примесей глины, песка, ила и других взвешенных частиц различного происхождения, часто сильно снижающих качество воды. Мутная вода, особенно поверхностных вод, очень часто может быть источником опасных инфекционных заболеваний, например: брюшной тиф, холера, дизентерия, вирусный гепатит, такая вода является прекрасной средой для размножения и развития возбудителей этих заболеваний.

Определение  и оценку качества воды по уровню её прозрачности определяли следующим образом. В цилиндр налили испытуемый образец воды высотой 20 см. Поставили цилиндр на белый лист бумаги с текстом  шрифтом в 3 мм, и оценили читаемость текста. По прозрачности воду оценивают:

- вода прозрачная (текст виден отчетливо);

- вода опалесцирующая (текст виден хорошо с еле заметной расплывчатостью);

- вода слабо мутная (текст виден со слабой расплывчатостью);

- вода мутная (текст явно имеет расплывчатый характер).

Безопасной для питья по этому показателю является вода абсолютно прозрачной.

Нами получены следующие результаты исследования проб воды на прозрачность:

Таблица № 4

2.4.  рН (кислотность)

Выражаясь простым языком, рН – это кислотность среды, или количество растворенных кислот и щелочей. Каково практическое значение этого показателя? Согласно санитарным нормам, реакция питьевой воды должна быть нейтральной, то есть рН должно равняться 7. Допустимые колебания значений рН от 6 до 9.

Методика определения показателя рН довольно проста. На полоску универсальной индикаторной бумаги наносим каплю воды из исследуемой пробы. Сразу же по шкале определяем кислотность среды.

Получены следующие результаты в данном исследовании:

Таблица № 5

Заметим, что водопроводная вода соответствует норме рН, справедливо это утверждение и в отношении воды из колодца и скважин. Небольшие отклонения наблюдаются в образцах 1,5,11, они не выходят за рамки допустимых значений.

2.5.  Общая минерализация

С научной точки зрения общая минерализация (или общее солесодержание, или сухой остаток) представляет собой суммарную концентрацию в воде катионов, анионов и нерастворенных веществ. Выражаясь простым языком, характеризует общее количество примесей в объекте водопользования. Выражается минерализация в миллиграммах на дециметр кубический (литр). Согласно ГОСТу предельно допустимая концентрация (далее ПДК)  солесодержания составляет 1 000 мг/дм3.

Высокая минерализация вовсе не указывает на неудовлетворительное качество воды. Например, лечебная минеральная вода очень часто имеет высокое солесодержание и обладает целебными свойствами. Однако превышение ПДК минерализации питьевой воды приводит к изменению ее вкуса, повышению жесткости. А также известно, что не все растворимые соли, а следовательно,  и минеральные воды являются целебными, то лучшей питьевой водой считается вода с минимальной минерализацией.

Количественную оценку солесодержания исследуемых образцов в условиях школьного кабинета химии сделать не представляется возможным. Поэтому мы провели сравнительный анализ на минерализацию отобранных проб. Методика опыта проста: на предметное стекло наносили каплю исследуемой воды и оставляли на день, чтобы вода испарилась. На стеклах оставался сухой остаток в виде пятен различной интенсивности. Внимательно рассмотрели оставшиеся следы солей на предметных стеклах. Составили из них ряд по мере возрастания интенсивности оставшихся солевых пятен, давая оценку каждой позиции от 1 до13 баллов. Результаты отражены в таблице № 6.

Таблица № 6

2.6.  Окисляемость

С химической точки зрения окисляемость – это способность находящихся в питьевой воде соединений взаимодействовать с сильными окислителями. Потребителю необходимо знать, что окисляемость является санитарным показателем, характеризующим степень загрязнения объекта водопользования органическими соединениями, и выражается в миллиграммах кислорода на литр (мгО/дм3).

Определить количественные показали окисляемости можно только в лабораторных условиях. Однако дать воде качественную характеристику по этому показателю абсолютно реально даже в условиях школьного кабинета химии. Помогла нам в этом обычная «марганцовка», или перманганат калия (KMnO4). Делаем насыщенный раствор перманганата, в котором на дне сосуда остаются не растворенные кристаллы марганцовки.

Далее набираем в стеклянные стаканчики по 50 мл испытуемых проб воды, и вносим в опытные образцы по одной капле насыщенного раствора марганцовки. Оставляем пробы на 1 час. Затем оцениваем изменение окраски растворов. Изменение цвета раствора рассказывает нам о степени окисляемости воды.

Если раствор остается ярко-розовым – окисляемость низкая, а загрязнение воды минимально. Потемнение раствора до красного свидетельствует об умеренной окисляемости, оранжевый цвет говорит о сильном загрязнении воды, а желтый эквивалентен табличке «Антисанитарное состояние водоисточника».

Результаты исследования представлены в таблице № 7.

Таблица № 7

2.7.  Жесткость

Жесткость воды – главный враг бытовой техники. Она обусловлена наличием  катионов кальция и магния. Именно ионы этих металлов при нагревании образуют нерастворимые соединения с гидроксильными и карбонатными ионами, которые оседают на стенках бытовых приборов и водопроводных труб в виде накипи. Жесткость воды бывает постоянной, общей и временной. Временная жесткость обусловлена гидрокарбонатами, которые выпадают в осадок в процессе кипячения. Постоянная жесткость связана, преимущественно, с сульфатами и другими солями, которые при кипячении из раствора не выделяются. Постоянная жесткость устраняется специальными технологическими методами.

По новым стандартам, принятым в России, единица жесткости измеряется в градусах жесткости, 1о Ж соответствует 1 мг-экв/л. Воду принято делить по величине обжей жесткости на:

- мягкую (от 0о до 2о Ж);

- среднюю (от 2,1о до 7о Ж);

- жесткую (от 7,1о до 10о Ж);

- сверхжесткую (более 10о Ж).

Оптимальная жесткость воды, установленная Всемирной организацией здравоохранения, определена на уровне 1-2о Ж. В России этот показатель имеет значение - 7о Ж.

Повышенная жесткость – визитная карточка воды артезианских горизонтов, в неглубоких бытовых скважинах и колодцах она значительно ниже.

Жесткость исследуемой воды определяли по двум показателям:

- сравнение по жесткости исследуемых образцов между собой;

- приблизительное определение количественного значения жесткости для каждой пробы.

Готовили раствор обычного хозяйственного мыла. 1 грамм мыла тщательно измельчаем, растворяем в небольшом количестве теплой дистиллированной воды. Полученный раствор выливаем в дозированный стакан и приливаем еще дистиллированной воды на высоту 7 см. (мыло 72%).

Получается, что каждый сантиметр раствора способен связать определенное количество солей, которые делают воду жесткой. В данном случае это количество будет соответствовать 1о Ж на литр воды.

 В чистые стаканы наливаем по 500 грамм исследуемых проб. Постоянно помешивая, добавляем в пробы приготовленный ранее мыльный раствор. Как только образуется мыльная белая пена, это сигнал, что все соли жесткости в воде связаны. Смотрим, сколько мыльного раствора было израсходовано. Каждый сантиметр - соответствует 2о Ж. Теперь, умножаем этот показатель на количество сантиметров израсходованного мыльного раствора. Получаем количественный показатель жесткости исследуемой воды. Полученные результаты отражены в таблице № 8.

Таблица №  8

Для сравнения жесткости воды исследуемых проб проводили следующий эксперимент. В пробирки наливали по 10 мл воды каждой пробы. В каждую пробирку добавляли по 2 капли приготовленного ранее мыльного раствора. Закрываем пробкой и равномерно встряхиваем 10 раз каждую пробирку. Измеряем линейкой высоту столба пены, образовавшейся в каждой пробирке. Чем выше столб пены, тем мягче исследуемая вода. Результаты заносим в таблицу № 9.

Таблица № 9

2.8.  Ионы хлора (Cl-)

Хлорид ионы присутствуют практически во всех водах. Их концентрация зависит от горных пород, слагающих данную местность, а также от степени загрязненности воды бытовыми отходами. ПДК хлоридов в воде питьевого назначения – до 350 мг/л. Избыток ионов хлора приводят к появлению отеков, повышению артериального давления, возникновению головных болей.

Приблизительное содержание хлоридов определяют по осадку или помутнению исследуемой воды при добавлении 10% раствора нитрата серебра:

- слабая (опалесцентная)  муть – 1-10 мг/л;

- сильная муть – 10-50 мг/л;

- образуются хлопья, но осаждаются не сразу – 50-100 мг/л;

- образуется белый объемистый осадок – более 100 мг/л.

Провели эксперимент: в пробирки отбирали по 5 мл исследуемых образцов воды и добавляли 3 капли 10% раствора нитрата серебра. Наблюдали за изменениями в растворах. Результаты отражены в таблице № 10.

Таблица № 10

2.9.  Ионы железа (Fe 2+;3+)

Железо находится в подземных водах главным образом в виде дигидрокарбоната железа (II) – Fe(HCO3)2. При контакте воды с воздухом железо окисляется, образуя гидроксид железа (III) – Fe(OH)3, придающий воде мутность и бурую окраску. Она часто появляется, когда набранная вода постоит какое-то время.

При содержании в воде подземных водоисточников железа в концентрации более 0,3-0,5 мг/л органолептические свойства воды ухудшаются, а при концентрации железа свыше 1-2 мг/л вода, кроме мутности и коричневой окраски приобретает неприятный вяжущий вкус. По ГОСТу содержание железа в водопроводной воде не должно превышать 0,3 мг/л, а в воде местных источников водоснабжения – 1 мг/л.

Длительное употребление человеком воды с повышенным содержанием железа может привести к заболеванию печени, увеличивает риск инфарктов, негативно влияет на репродуктивную функцию организма.

Для определения содержания железа в исследуемых пробах воды провели следующий эксперимент. В пробирки налили по 10 мл исследуемой воды, прибавили по 2 капли 24% соляной кислоты, а затем по 4 капли 50% раствора роданида калия (KNCS). Наблюдали за изменением окрашивания растворов. Результаты отражены в таблице № 11.

Таблица № 11

2.10.  Карбонат ионы (СО32-)

Наличие карбонат анионов в воде определяет её жесткость. Об этом мы уже упоминали выше. Карбонат ионы определяют постоянную жесткость воды, т. е,  жесткость, которая не устраняется простыми методами в домашних условиях. 

Для определения карбонат ионов в пробирки налили по 10 мл исследуемой воды. В каждую пробирку добавляем по 4 капли 10% раствора соляной кислоты. Наблюдаем за происходящими явлениями: выделением пузырьков углекислого газа. По интенсивности их выделения судим о более или менее значительном содержании карбонатов. Норматив ПДК карбонат ионов по ГОСТу составляет 100 мг/л.

Полученные результаты заносим в таблицу № 12.

Таблица №  12

2.11.  Сульфат ионы (SO42-)

Концентрация сульфатов в источниках водоснабжения допускается до 500 мг/л. Сульфаты попадают в питьевую воду из слагающих местность горных пород, а также со сбросами сточных вод. Сульфаты в питьевой воде не оказывают токсичного влияние на человека, однако могут ухудшать вкус воды: ощущение вкуса сульфатов возникает при их концентрации 25—400 мг/л. Сульфаты могут вызывать отложение осадков в водопроводных трубах.

Метод определения сульфат аниона основан на известной реакции сульфат аниона с катионами бария: SO42-  + Ва2+  = BaSO4. Образующийся сульфат бария выпадает в осадок. По количеству выпавшего осадка определяют ориентировочно содержание сульфатов:

- отсутствие мути – менее 5 мг/л;

- слабая муть, появляющаяся через несколько минут - 5-10 мг/л;

- муть, проявляющаяся сразу – 10-100 мг/л;

-сильная муть в виде оседающего осадка – более 100 мг/л.

По определению сульфатов провели следующий эксперимент. В пробирки налили по 10 мл исследуемой воды, добавили 0,5 мл раствора соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5% раствора хлорида бария. Все перемешали. Наблюдали за происходящими изменениями в пробирках. Результаты отражены в таблице № 13.

Таблица № 13

Глава IV

Выводы о качестве питьевой воды  исследуемых образцов на основе полученных результатов

В ходе практической части нашего исследовательского проекта мы провели 12 экспериментов для установления качества 13 отобранных проб питьевой воды по 11 позициям.

Мы не претендуем на абсолютную достоверность полученных результатов, так как условия школьного кабинета химии не представляют широких возможностей для проведения точных исследований. Конечно, все использованные нами методы имеют скрытые недостатки.

Очень важным показателем качества потребляемой воды является её микробиологические показатели. Проведение такого анализа в наших условиях не представляется возможным. Его выполняют только в специализированных  лабораториях на профессиональном уровне.

И все же, мы уверены, что полученные нами результаты в целом отражают реальную ситуацию с качеством питьевой воды в нашей местности.

Для подведения результатов нашей работы, нами была составлена сводная таблица на основе полученных показателей по всем исследуемым параметрам всех отобранных проб воды. (Таблица № 14). Для большей наглядности и сравнения качества потребляемой воды населением мы составили так называемую «Лестницу качества» воды из питьевых источников населенных пунктов Жарынского сельского поселения» (рис.1). В ней пробы размещены по мере убывания их качества.

Таблица №  14

В таблице приняты обозначения:

- римские цифры обозначают занятую позицию;

- N – нормальная кислотность;

- min – минимальная окисляемость;

- сл. – слабая окисляемость;

- а/с – антисанитарное состояние воды по окисляемости;

- М – малая жесткость воды;

- Ср – средней уровень жесткости воды;

- Ж – жесткая вода.

Заключение

Практический выход по результатам исследовательского проекта

Получив конкретные результаты исследовательской работы, обобщив их, мы предприняли ряд практических шагов по информированию местного населения о качестве потребляемой им воды.

1.На колодцах в  д. Жарынь и д. Волконщина, где как было установлено нами антисанитарное состояние воды, разместили таблички с надписью «Внимание! Антисанитарное состояние воды. Любое пользование водой опасно для здоровья!!!».

2.Обратились с письмом в Администрацию Жарынского сельского поселения с информацией о результатах нашей исследовательской работы. (Приложение №  2).

3.Ответ на наше обращение мы уже получили. (Приложение 3).

4.В ходе работы над проектом у нас сложился дружный слаженный коллектив. Мы работали с большим интересом. Наш проект принес практическую пользу людям. Это, здорово! Решили, что будем работать над новой темой, ведь вокруг столько нерешенных и неясных вопросов, о которых хочется иметь достоверную информацию, разобраться в их сути.

Нам также стало ясно, что знания имеют практическое значение. В нашем исследовании мы на практике применили свои знания по химии.

Список использованной литературы  и интернет источников

1. ГОСТ Р 51232-98(2002): Вода питьевая. Общие требования  к организации и методам контроля качества (взамен ГОСТ 2874-82), Постановление Госстандарта России от 17 декабря 1998 № 449.
2. Дерпгольц В.Ф. Мир воды. – Л.: Недра, 1979. 254 с.
3. Ершов М.Е. Самые распространенные способы очистки воды. – М.: Сталкер, 2006. 94 с.
4. Ицкова А.И. Наш быт глазами врача. – М.: Медицина, 1991. 144 с.
5. Интернет источники:

- www.vevivi.ru/best/voda–kak factor–zdorovja–naselenja–ref 167275.html;

- aqva-plus.kz/poleznye-stati/35-normy-pitevoy-vody;

- www.aquaexpert.ru/analit/2012/06/15/sw;

- http://h2o.105mb.ru/opredelenie-ionov-zheleza.html;

- referatik.com.ua>subject/89/37787;

- ref.by>refs/89/28999/1.html;

- xreferat.ru>…1-kachestvo-pit…vody-i…cheloveka.html;

- referatwork.ru>Рефераты>source/ref-66915.html;

- ekobil.com.ua>stati-o-zdorove/voda-pitevaya/.