Качество питьевой воды в селе Абрамово

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение Куйбышевского района «Абрамовская средняя общеобразовательная школа» Новосибирская область

Предметная секция Химия

Доклад

«Качество питьевой воды в селе Абрамово»

с. Абрамово 2023

Куйбышевский район

Научная аннотация

Автор: Беспятова Наталья Алексеевна

Место работы/учебы (аффилиация):  МКОУ Абрамовская СОШ Куйбышевский район Новосибирская область 10 класс

Научный руководитель: Лукьянова Елена Алексеевна

Актуальность исследования: «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты — сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чувствами». И спустя 85 лет эти слова актуальны, и будут актуальны, пока живёт человечество.

Вода является ключевым элементом для поддержания жизни на планете Земля. Она необходима нам не только для питья, но и для множества других потребностей, включая приготовление пищи, сельское хозяйство и гигиену. Является универсальным растворителем, обеспечивает приток и удаление веществ в клетках, обеспечивает теплорегуляцию. Поэтому особенно актуальным в последнее время стал вопрос о качестве используемой воды.

Гипотеза. Если вода почти прозрачна, не имеет достаточно выраженных вкуса и запаха, а также если содержание хлора, водородный показатель и жесткость воды удовлетворяют ПДК, содержание примесей, то вода централизованного источника водоснабжения пригодна к применению.

Цель данной работы: определить качество воды, используемой в селе Абрамово.

Для достижения цели мною поставлены задачи:

 изучить органолептические, химические и биологические показатели качества воды;

 исследовать качество питьевой воды, используемой населением с. Абрамово.

Объектом исследования: являются образцы воды, взятые из разных источников.

В связи с этим актуальными являются исследования воды. Сейчас в связи с ухудшением экологической ситуации проблема, связанная с качеством воды стала наиболее актуальной.

Объектом исследования: являются образцы воды, взятые из разных источников.

Практическая значимость: Результаты исследовательской работы могут заинтересовать многих, кого волнует данная проблема.

Исследовательская работа включала  в себя три этапа:

• первый этап — анализ теоретических источников по теме исследования;

• второй этап – экспериментально-опытный;

• третий этап — обработка и анализ результатов; сравнение и анализ данных, полученных опытным путем; систематизация и обобщение полученных результатов.

Содержание

Введение

В своё время Антуан де Сент-Экзюпери в своей книге «Планета людей» сказал о воде так: «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты — сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чувствами» [1]. И спустя 85 лет эти слова актуальны, и будут актуальны, пока живёт человечество.

Вода является ключевым элементом для поддержания жизни на планете Земля. Она необходима нам не только для питья, но и для множества других потребностей, включая приготовление пищи, сельское хозяйство и гигиену. Является универсальным растворителем, обеспечивает приток и удаление веществ в клетках, обеспечивает теплорегуляцию. Поэтому особенно актуальным в последнее время стал вопрос о качестве используемой воды [2].

Гипотеза. Если вода почти прозрачна, не имеет достаточно выраженных вкуса и запаха, а также если содержание хлора, водородный показатель и жесткость воды удовлетворяют ПДК, содержание примесей, то вода централизованного источника водоснабжения пригодна к применению.

Цель моей работы: определить качество воды, используемой в селе Абрамово.

Для достижения цели мною поставлены задачи:

• изучить органолептические, химические и биологические показатели качества воды;

• исследовать качество питьевой воды, используемой населением с. Абрамово.

Объектом исследования: являются образцы воды, взятые из разных источников.

В связи с этим актуальными являются исследования воды. Сейчас в связи с ухудшением экологической ситуации проблема, связанная с качеством воды стала наиболее актуальной.

С ело Абрамово Расположено на берегу реки Оми. Свое летопись существования, село начинает с 1753 года, тогда в Барабе появилось селение Колмаково, ныне, Абрамово, деревня Нижне-Каинской волости.

Глава 1. Показатели качества воды

В настоящее время существуют пять основных условных показателей качества питьевой воды:

1. Органолептические показатели (запах, привкус, цветность, мутность) (Приложение 1)

2. Токсикологические показатели (алюминий, свинец, мышьяк, фенолы, пестициды).

3. Показатели, влияющие на органолептические свойства воды (рН, жесткость общая, нефтепродукты, железо, марганец, нитраты, кальций, магний, окисляемость перманганатная, сульфиды). Химические вещества, образующиеся при обработке воды (хлор, остаточный свободный хлороформ, серебро).

4. Микробиологические показатели

Рассмотрим основные показатели качества питьевой воды.

2.1. Органолептические показатели

Органолептические свойства - это свойства, которые определяются органами чувств человека (осязанием, обонянием, вкусом, зрением) и не имеют числовых показателей.

Запах воды определяется количеством присутствующих в ней органических веществ (остатков растительного и животного происхождения) и бывает гнилостным, травянистым, рыбным, болотным; зависит от растворенных газов (сероводорода, метана, хлора, аммиака и других) и бывает сероводородным, хлорным, аммиачным и иным; обусловливается органическими веществами (фенолом, нефтепродуктами) и бывает фенольным, нефтяным. Насыщенность запаха измеряется по пятибалльной шкале. Вода, интенсивность запаха которой составляет 3-5 баллов, непригодна для питья!

Вкус и привкус вызываются растворенными в воде неорганическими и органическими веществами. Например, большое количество растворенных солей делает воду соленой, присутствие железа придает воде металлический привкус, повышенное содержание углекислого газа (углекислоты) и органических кислот (щавелевой, яблочной, муравьиной и других)- кисловатый привкус, сульфат кальция- вяжущий вкус. Свежесть воде придает растворенный кислород. Измеряется вкус в баллах. Качественная вода должна иметь привкус не более 2 баллов.

Цвет (или цветность) воды зависит от содержащихся примесей (большого количества железа, гумусовых веществ), поверхностного цветения в водоемах и прочего. Чистая вода бесцветна, но иногда имеет легкий голубоватый или изумрудный оттенок. При повышенном содержании различных органических веществ вода приобретает желто-коричневую окраску. Примеси минеральных веществ также изменяют цветность воды в зависимости от преобладания того или иного химического элемента.

Мутность воды обусловлена присутствием большого количества взвешенных частиц. Измеряется мутность в миллиграмах на литр (мг/л) при сравнении исследуемой воды с образцом дистилированной воды при одинаковом освещении и при помощи специальных приборов (мутномера, фотокалориметр и других). Подземные воды практически не имеют мутности. В поверхностных водах мутность представлена большим количеством нерастворенных химических соединений и взвешенных веществ и изменяется в зависимости от скорости течения воды, состава почвы, сезоны. Так, наибольшую мутность имеет паводковые воды.

Минерализация (плотный сухой остаток) - количество растворенных в воде солей (измеряется в мг/л). Наиболее полезной для здоровья человека степенью минерализации воды считается 200-400 мг/л. Подземные воды имеют более высокую степень минерализации, чем поверхностные воды. При высокой минерализации у воды появляется солоноватый или горьковатый привкус.

2.2. Биологические показатели

Биологические показатели играют важную роль при определении качества воды. Ведь именно наличие микроорганизмов в ней нередко вызывает различные инфекционные заболевания, опасные для человека. Такие как холера, брюшной тиф, дизентерия.

Безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется ее соответствием нормативам по микробиологическим и паразитологическим показателям. Исследования воды на наличие патогенных микроорганизмов могут проводиться только в лабораториях, имеющих санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии условий выполнения работ санитарным правилам и лицензию на деятельность, связанную с использованием возбудителей инфекционных заболеваний.

2.3. Химические показатели

Серьезную опасность для здоровья населения представляет химический состав воды. Химические свойства воды зависят от многих показателей и обусловлены ее свойством растворять различные вещества (она является универсальным растворителем), тем самым изменяя состав воды.

Растворимость веществ в воде объясняется прежде всего тем, что в воде разноименные электрические заряды намного слабее притягиваются друг к другу чем в воздухе. При нагревании воды скорость растворения увеличивается. Вода как растворитель не изменяет растворенных веществ, т.е. является инертным растворителем, что имеет огромное значение для процессов жизнедеятельности, которые происходят с участием воды. Все необходимые питательные вещества доносятся водой в устойчивом виде.

pH или активная реакция среды показывает количественное содержание ионов водорода (pH), определяющее реакцию, которая бывает нейтральной (pH=7), кислой (pH7).

Это очень важный показатель, который используется для определения различных свойств жидкости. Изменения pH воды меняют ее качества. Например, pH меньше 7 определяет реакцию воды как кислую, такая вода будет иметь кисловатый привкус; pH больше 10- реакция сильно щелочная, при которой вода становится особо мылкой, раздражает кожу и слизистые оболочки.

Окисляемость определяется по наличию растворенных органических веществ в воде и служит индикатором загрязненности. Показатель окисляемости чистой воды составляет 2-3 мг/л.

Жесткость воды является одним из показателей ее качества. Она определяется по количеству содержащихся в ней солей кальция, магния (карбонатов, сульфатов и т.п.) и выражается в миллиграмм-эквиваленте на литр. Жесткость воды может быть постоянной и непостоянной. Постоянная жесткость обусловлена присутствием некарбонатных солей, растворимых в воде. Такая жесткость не устраняется при кипячении. Непостоянная (временная) или карбонатная отличается присутствием большого количества растворимых солей (карбонатов), которые становятся нерастворимыми при кипячении и выпадают в осадок (образуя накипь).

Наибольшей мягкостью отличаются воды поверхностных источников воды, дождевая и талая воды. В подземных источниках жесткость воды зависит от глубины и места залегания, но в большинстве случаев она более высокая.

Вязкость у воды незначительная, что обеспечивает ее текучесть и способность транспортировать различные вещества. При нагревании воды вязкость уменьшается. Соленая вода обладает большей вязкостью по сравнению с пресной.

Изменять свойства воды можно различными способами - отстаиванием, замораживанием и размораживанием, кипячением, намагничиванием, добавлением различных химических веществ (минерализацией) и другими.

Глава 2. Методика исследования питьевой воды

1. Исследования прозрачности (мутности) воды

М етод качественного определения: в мерный цилиндр налила анализируемую пробу до отметки 50 мл, рассматриваю пробу сверху на черном фоне при достаточном боковом освещении. Наблюдаемую окраску оцениваю по характеристике мутности, приведенной на карточке 1.

Метод полуколичественного определения: собираю устройство для исследования прозрачности воды: устанавливаю мерный цилиндр в держатель таким образом, чтобы дно цилиндра находилось на высоте 4 см от поверхности, и фиксирую его при помощи защелки. Цилиндр заполняю исследуемой пробой до отметки 50 мл. Под цилиндр подкладываю текст карточки 1. В цилиндр начинаю наливать воду до тех пор, пока шрифт не перестанет быть читаемым, т.е. начнут расплываться буквы. Измеряю высоту столба жидкости в сантиметрах, что и определяю величину прозрачности в этой пробе.

1. Определение цветности воды

Качественную оценку цветности произвожу, оценивая окраску воды непосредственно. Для этого в мерный цилиндр наливаю исследуемую пробу до отметки 50 мл. При дневном освещении рассматриваю ее сверху, и сбоку на белом фоне, определяю окраску, используя карточку 1. При отсутствии окраски вода считается бесцветной.

При наличии в пробе взвешенных частиц предварительно профильтровываю ее через обеззоленный фильтр, вставленный в воронку.

1. Исследование запаха воды

В колбу на 2/3 наливаю исследуемую пробу при температуре около 20^0С. накрываю колбу крышкой и вращательными движениями несколько раз перемешиваю содержимое, затем поднимаю крышку и определяю характер и интенсивность запаха, используя карточку

Результаты оформила в таблице

Вода с домашней скважины.

Вывод: вода пригодна для питья

Вода с новой скважины

Вывод: вода пригодна для питья. Вода обогащена озоном, поэтому имеет привкус металла.

Вода речная

Вывод: для питья не пригодна, т.к. требует глубокой очистки

Вода со школьного водопровода

Вывод: водопровод у нас старый. Поэтому нам приходится пить данную воду, она же используется для приготовления пищи. Моё предложение, что в школах нужно устанавливать фильтры для очищения воды. Хотелось, чтобы в школах тоже действовала программа «Чистая вода». Как у нас в Абрамово.

Исследование содержания хлоридов в воде

Допустимая норма хлора

Согласно значениям, установленным СанПин, допустимый показатель остаточного хлора — не менее 0,3 мг/л, но и не более 0,5 мг/л. К сожалению, в силу различных причин водопроводная вода нередко содержит значительно более высокие дозы этой примеси. Кроме характерного запаха и привкуса, избыточная концентрация ионов хлора в питьевой воде также приводит к нежелательным последствиям для человеческого организма.

В колбу на 1/3 наливаю исследуемую пробу, добавляю нитрат серебра и размешиваю круговыми движениями. При наличии в растворе ионов хлора образуется белый осадок- хлорид серебра.

Вывод: пригодна для питья вода с новой скважины и с домашней скважины. Речная вода загрязнена сточными водами. На счет школьной воды есть над чем подумать. Какую воду пьют школьники.

Содержание хлоридов в воде зависит от сезонности и уровня минерализации воды. Например, в водоемах северной части России норма хлоридов в воде не выше 10 мг/л, а для южных регионов характерно значение от 10 до 100 мг/л.
Речные и озерные водоемы считаются пресными водами, поэтому значение хлоридов в воде находится на уровне 10 мг/л. Если при анализе обнаружено их повышенное количество, значит, водоем загрязняется сточными водами.

Измерение содержания железа в воде

В колбу наливаю 30 мл исследуемой пробы, пипеткой добавляю 3- 4 капли азотной кислоты (HNO₃), добавляю несколько кристаллов персульфата аммония (NH₄)₂S₂O₈) и роданида калия (KCNS) (на кончике ложки-шпателя). Приближенную массовую концентрацию железа определяю по таблице, приведенной карточке 4

Вывод: Предельная допустимая концентрация железа в воде 0,3 мг/дм3 согласно СанПиН 10-124 РБ 99 «Питьевая вода. «Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества». Речная вода и вода со школьного водопровода превышают нормы СанПиНа.

Заключение

Таким образом, хлориды в воде вредны для здоровья. Употребляя воду с хлоридами, человек испытывает нарушение водно-солевого баланса и пищеварительного тракта, возникают отечности. Переизбыток солей хлора:

• вызывает нарушение функционирования мочеполовой системы;

• приводит к изменениям кровеносной системы;

• оказывает повышенную нагрузку на почки и сердце;

• повышает кровеносное давление;

• усугубляет течение сердечно-сосудистых заболеваний.

Что касается содержания железа в воде, то содержание выше 1-2 мг/дм3 значительно ухудшает органолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус. Железо увеличивает показатели цветности и мутности воды, придает ей неприятную красно-коричневую окраску и ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорение. Высокое содержание железа в воде приводит к неблагоприятному воздействию на кожу, может сказаться на морфологическом составе крови, способствует возникновению аллергических реакций.

Содержащая железо вода (особенно подземная) сперва прозрачна и чиста на вид. Однако, даже при непродолжительном контакте с кислородом воздуха железо окисляется, придавая воде желтовато-бурую окраску. Уже при концентрациях железа выше 0,3 мг/дм3 такая вода способна вызвать появление ржавых потеков на сантехнике и пятен на белье при стирке. При содержании железа выше 1 мг/дм3 вода становится мутной, окрашивается в желто-бурый цвет, у нее ощущается характерный металлический привкус. Все это делает такую воду практически неприемлемой как для технического, так и для питьевого применения. Нельзя не отметить, что в небольших количествах железо необходимо организму человека – оно входит в состав гемоглобина и придает крови красный цвет. Но слишком высокие концентрации железа в воде для человека вредны.

При концентрациях железа выше 0,3 мг/дм3 такая вода способна вызвать появление ржавых потеков на сантехнике и пятен на белье при стирке. А при содержании железа выше 1 мг/дм3 вода становится мутной, окрашивается в желто-бурый цвет, у нее ощущается характерный металлический привкус. Все это делает такую воду практически неприемлемой как для технического, так и для питьевого применения.

Школьный водопровод насыщен содержанием железа. Жители, практически не пользуются центральным водопроводом. У каждого второго своя скважина. А совсем недавно по программе «Чистая вода» в селе установлена новая скважина с кристально чистой водой.

Хотелось, чтобы в школах тоже действовала программа «Чистая вода». Школьники хотят пить чистую воду!

Практическая значимость: Результаты исследовательской работы могут заинтересовать многих, кого волнует данная проблема.

Рекомендации

Рекомендуем производить дополнительную обработку питьевой воды:

• отстаивание водопроводной воды, при этом улетучивается остаточный свободный хлор, который применяют для обеззараживания воды;

• кипячение воды: обеззараживание воды и снижение её жесткости;

• вымораживание воды: считается, что такая вода самая чистая, лучше проникает через биологические мембраны, быстрее выводится из организма экскреторными органами;

• фильтрование: фильтры уменьшают жесткость воды и содержание свободного хлора.

Литература

И.Л. Марголина Экознайка. Комплект для исследования состояния окружающей среды

Интернет источники

1. Планета людей https://theocrat.ru/taxonomy/book/Планета%20людей%20%281938%29/

2. https://helpdoma.ru/voda/proekt-cistaya-voda-dlya-sela

3. http://kainsksib.ru/content/view/305/36/

4. https://diasel.ru/article/hloridy-v-vode-chto-eto-takoe/

5. http://mocgeoz.by/ru/obraz/statyi?id=1064

6. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды» Минздрав России, М., 2003.

7. Харьковская Н.Л., Асеева З.Г. Анализ воды из природных источников // Химия в школе. – 1997. - № 3. – С. 72

Приложения