I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

МОНИТОРИНГ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ В ВЕСЁЛОВСКОМ РАЙОНЕ, ИЛИ «ЧТО МЫ ПЬЕМ?»

• Авторы
• Файлы работы
• Наградные документы

Соколова А.А. 1

---

1МБОУ Весёловская СОШ №1

Работа в формате PDF

5.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьника

Введение………………………………………………………………………..2

I. Вода – основа жизни.........................................................................................4

II. Свойства и значение воды

1.Молекула воды – простая и непростая молекула……………………….4

2.Роль воды в организме человека………………………………………….5

III. Практическая часть

1. Посещение Веселовского МУП жилищно-коммунального хозяйства….7

2. Изучение санитарных требований источников водоснабжения………...7

3. Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды в бактериологической лаборатории Филиала ФБУЗ «Центра гигиены и эпидемиологии ……………………………………………………………8

4. Органолептический метод качества воды………………………………11

5. Определение жесткости воды из разных источников………………….13

6. Определение эффективности средств против накипи…………………13

IV. Социологический опрос жителей поселка Веселого……………………...13

Вывод…………………………………………………………………………….14

Заключение………………………………………………………………………15

Литература………………………………….....................................................16

Приложения…………………………………………………………………..17

Введение

“Разве вода – это только жидкость, что налита в стакан? Океан, покрывающий почти всю планету, всю нашу чудесную Землю, в которой миллионы лет назад зародилась жизнь, - это вода”

академик И.В.Петрянов

Почему мой проект посвящен воде? Надеюсь, ответ на этот вопрос ясен. Проблема чистой воды – это то, что может объединить людей различающихся по профессии, месту жительства, доходами, национальностями, возрасту и другим характеристикам. В современных условиях важнейшее значение приобрела проблема рационального использования и охраны водных ресурсов в связи со значительным антропогенным воздействием на них. Сохранение запасов питьевой воды, ее экономное расходование – одна из актуальных мировых проблем, решение которой является важной государственной задачей, но вместе с тем в значительной степени зависит от каждого из нас.

По мере увеличения антропогенной нагрузки в первую очередь меняется количественное содержание химических веществ в водоисточниках по сравнению с их природным содержанием. В природные воды попадает множество органических веществ, которых не было там раньше и с которыми не справляются естественные процессы самоочищения. Необходимы новые технологии, позволяющие доводить воду до кондиционного качества. К сожалению, пока еще многие люди в нашем районе вынуждены употреблять воду, не соответствующую санитарно – гигиеническим нормативам. Как хочется, чтобы наше общее будущее было безопасным, без экологических катастроф, с высоким уровнем жизни.

Цель данного исследования: изучитьмониторинг качества питьевой воды в Веселовском районе и ее соответствие санитарно-эпидемиологическим нормам и требованиям.

Для этого решались следующие задачи:

1. изучить литературу о свойствах и значении воды;

2. овладеть методикой определения качества воды на микробное загрязнение в Филиале ФБУЗ «Центра гигиены и эпидемиологии в Ростовской обл.» в Аксайском районе;

3. освоить органолептический метод качества воды в домашних условиях;

4. рассмотреть экологические последствия загрязнения водопроводной воды;

5. изучить зоны санитарной охраны источников водоснабжения;

6. разработать предложения по сохранению здоровья людей на основе проведенного исследования, дать рекомендации.

Объект исследования: природная и питьевая вода.

Предмет исследования: состояние и свойства воды.

Методы исследования: изучение нескольких литературных источников; поиск информации в интернете, интервью со специалистами; практическое исследования в Веселовской лаборатории Филиала центра гигиены и эпидемиологии и в домашних условиях.

Гипотеза: плохое качество воды ухудшает здоровье человека, вот мы и имеем массу заболеваний. Высокое качество воды: роскошь, или необходимость?

Пути решения проблемы: предупрежден – значит, вооружен, поэтому, проведя данную работу, я решила рассказать обо всех своих исследованиях учащимся разных классов и пригласить их участвовать в моем проекте.

Актуальность темы: данная тема «Мониторинг качества питьевой воды», или «Что мы пьем?» выбрана не случайно. Чистая вода – это то, что волнует каждого человека. Вода уникальна и как вещество, и как ресурс, и как создатель лика Земли, и как основа самой жизни. Вода — добрый друг и помощник человека, но вода может быть и врагом человека. Вода, содержащая химические и радиоактивные вещества, микробное загрязнение – опасна для здоровья и жизни человека. В наше время эта проблема самая актуальная!

Длительность проекта: три месяца

I.Вода – основа жизни

Вода, является одним из самых распространенных веществ в природе, представляет собой уникальное соединение, благодаря которому на Земле зародилась жизнь. Она распределена весьма неравномерно. Вода находится в постоянном и активном кругообороте. Его движущей силой является Солнце, а основным источником воды – Мировой океан. Почти четверть всей падающей на Землю солнечной энергии расходуется на испарение воды с поверхностей водоемов. Таким образом, вода находится на Земле в постоянном движении.

II. Свойства и значение воды

1. Молекула воды – простая и непростая молекула

Вода (оксид водорода) — бинарное неорганическое соединение, химическая формула Н₂O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. Вода в нормальных атмосферных условиях сохраняет жидкое агрегатное состояние. Вода при нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеет цвета (в малом объёме), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом, снегом или инеем, а в газообразном — водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях). Является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы). Поскольку каждая молекула связана с четырьмя другими посредством водородных связей — две из них образует атом кислорода и два атома водорода. Вода является хорошим растворителем полярных веществ. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные — атомы водорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества.^1,2,3

1. Роль воды в живом организме

На протяжении всей своей жизни человек ежедневно имеет дело с водой. Он использует ее для питья и пищи, для умывания, летом – для отдыха, зимой – для отопления. Для человека вода является более ценным природным богатством, чем уголь, нефть, газ, железо, потому что она незаменима. Без пищи человек может прожить около 50-ти дней, если во время голодовки он будет пить пресную воду, без воды он не проживет и недели - смерть наступит через 5 дней. По данным медицинских экспериментов при потере влаги в размере 6-8% от веса тела человек впадает в полуобморочное состояние, при потере 10% - начинаются галлюцинации, при 12% человек не может восстановиться без специальной медицинской помощи, а при потере 20% наступает неизбежная смерть. В организме человека вода:

• увлажняет кислород для дыхания;

• регулирует температуру тела;

• помогает организму усваивать питательные вещества;

• защищает жизненно важные органы;

• смазывает суставы;

• помогает преобразовать пищу в энергию;

• участвует в обмене веществ;

• выводит различные отходы из организма.

Человек начинает испытывать жажду, когда количество воды в его теле уменьшается на 1-2% (0,5- 1,0л). Потеря 10% влаги от веса тела может привести к необратимым изменениям в организме, а потеря 20% (7 - 8л) уже смертельна. Обычный человек теряет в день 2-3 литра воды. В жаркую погоду, при высокой влажности, во время занятий спортом расход воды возрастает. Даже благодаря дыханию человек теряет почти пол-литра воды ежедневно. Правильный питьевой режим подразумевает сохранение физиологического водного баланса.⁴

III. Практическая часть

1. Посещение Веселовского МУП жилищно-коммунального хозяйства

Жилищно-коммунальное хозяйство Веселовского района занимается вопросами сбора, очистки и распределения воды. Меня интересовали вопросы по питьевому водоснабжению в Веселовском районе, поэтому я решила посетить Веселовский МУП ЖКХ. На вопросы, интересующие меня, охотно ответил главный инженер Бондаренко Владимир Васильевич. В ходе беседы мне удалось узнать, что водоснабжение района осуществляется из подземных водоисточников – артезианских скважин, глубина скважин 55-58м. Водонапорные сооружения – металлические башни Рожновского различной высоты и объема 12-22 м³. Водоснабжение из поверхностных источников отсутствует. В районе имеется 20 водопроводов хозяйственно-бытового назначения, вся водопроводная система района находится на балансе 4-х сельских поселений. Централизованным водоснабжением обеспечено 98% населения, нецентрализованным водоснабжением 2% населения. Населенных пунктов, где питьевая вода подается по графику – нет.

2. Изучение санитарных требований источников водоснабжения.

Зоны санитарной охраны источников водоснабжения устанавливаются в соответствии с документами СанПиН 2.1.4. 1110-02. Познакомившись с соответствующими документами в интернете, я отправилась к местам расположения скважин, чтобы изучить их санитарное состояние. При обследовании состояния источников водоснабжения, башен Рожновского по пр. Комсомольский, ул. Пензенская, ул. Почтовая, ул. Д.Бедного, ул. Береговая (приложение 1, фото 1, 2, 3, 4, 5), благодаря которым происходит обеспечение населения питьевой водой, мною было обнаружено следующее:

• Скважины располагаются вне территорий промышленных предприятий и жилых застроек;

• Граница первого пояса не менее 30 метров от скважины;

• Вторая зона санитарной охраны предотвращает микробиологическое и химическое загрязнение;

• Территория огорожена, но есть и нарушение, значит возможен выпас скота, свалки мусора, складирование навоза и других удобрений;

• Отсутствие строительства

3. Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды в бактериологической лаборатории Филиала ФБУЗ «Центра гигиены и эпидемиологии

У меня возникло много вопросов связанных с лабораторными анализами питьевой воды, на которые могли ответить только компетентные специалисты. С таким человеком я познакомилась в Филиале ФБУЗ «Центра гигиены и эпидемиологии в Ростовской обл.» в Аксайском районе лаборантом Аксененко Тамарой Дмитриевной (приложение 2, фото 6). В бактериологической лаборатории я ознакомилась с методическими указаниями МУК 4.2. 1018-01 «Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды», ГОСТ Р 51232,1. Кроме того вместе с лаборантом Тамарой Дмитриевной мы провели санитарно-микробиологический анализ воды.

Определение общего числа микроорганизмов, образующих колонии на питательном агаре

Данный метод определяет в питьевой воде общее число мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (ОМЧ), способных образовывать колонии на питательном агаре при температуре 37С в течении 24 часов.

1 день

Проведение анализа

После тщательного перемешивания пробы воды внесли по 1 мл.в стерильные чашки Петри, слегка приоткрывая крышки. После внесения воды в каждую чашку влили 8-12 мл.расплавленного и остуженного питательного агара (45-49С). Затем быстро смешали содержимое чашек, равномерно распределяя по всему дну. После застывания агара чашки с посевами поместили в термостат вверх дном при температуре 37С в течении 24 часов.

2 день

Учет результатов

Достали посевы, подсчитали все выросшие в чашке колонии. Учитывали только те чашки, на которых выросло не более 300 изолированных колоний (более 300 – сплошной рост).

Количество колоний на обеих чашках сложили и раздели на два. Результат выражаем числом колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 мл. исследуемой пробы воды. Результат показал: 1 чашка – 70 колоний, 2 чашка – 40 колоний, следовательно: 70+40/2=55 КОЕ/мл. НЕ СООТВЕТСТВУЕТ СанПину по воде.

С помощью фильтровальной установки мне довелось сделать анализ воды.

Определение общих и термотолерантных колиформных бактерий методом мембранной фильтрации (приложение 3, фото 7)

1 день

Проведение анализа:

При исследовании питьевой воды анализируем 3 объема по 100 мл., заливая в фильтровальную установку и пропускаем через бумажные фильтры. Затем эти 3 фильтра, предварительно обожженным пинцетом, снимаем и накладываем на питательную среду Эндо. Чашки с фильтрами ставим в термостат дном вверх и инкубируем посевы при температуре 37°С в течение 24 ч.

2 день. Учет результатов

На чашках Петри рост колоний пленчатый и расплывчатый он не вызывает тревоги, поэтому выдаем отрицательный ответ: отсутствие ОКБ и ТКБ в 100 мл.исследуемой воды. Анализ закончили через 24 часа. Если на фильтрах обнаруживают рост изолированных колоний: темно-красных, красных с металлическим блеском или других подобного вида колоний, то с помощью специальных тестов определяют принадлежность этих колоний к группе кишечных полочек. Если эти колонии не принадлежат группе кишечных палочек, то ответ дает отрицательный (приложение 4, фото 8).

Интервью с лаборантом Аксененко Т.Д.

- Скажите, пожалуйста, знаете, ли вы откуда именно вам привозят воду для анализа?

- «Нет, мы не знаем, так вся вода, которая к нам поступает закодирована. Например, 22.1.4.107401», т. е. каждая проба имеет свой номер.

- А как часто вы выдаете положительный результат на микробиологический анализ питьевой воды?

- «За последние три года наблюдается снижение положительных результатов: в 2010г. (всего проб 295) положительный результат – 5; в 2011г. (всего проб 313) положительный результат – 6; в 2012г. (всего проб 302) положительный результат – 4. ( приложение 5, таблица 1 и Рис.1)

- Тамара Дмитриевна, скажите, пожалуйста, каковы общие требования к отбору проб?

- «Место и время отбора проб определяют в зависимости от цели анализа в наиболее характерных точках системы водоснабжения. При отборе проб в одной и той же точке для различных целей первыми отбирают пробы для бактериологического анализа. При отборе проб для определения микробиологических показателей металлические краны следует предварительно простерилизовать путем обжига, а пластмассовые краны следует продезинфицировать. Разливают в стерильные контейнеры для транспортировки»

4. Органолептический метод качества воды

Органолептические методы анализа основаны на оценке параметров окружающей среды при помощи органов чувств. На основании этого можно сделать вывод о запахе и цвете, вкусе. При проведении исследований пробовать на вкус воду из водоемов, категорически запрещается!Я вместе со своими сестрами Ариной и Кариной создали научную группу по исследованию качества питьевой воды в домашних условиях (приложение 6, фото 9). Мы взяли разные образцы воды: водопроводную, кипяченую, фильтрованную, бутилированную, родниковую (приложение 7, Фото 10). Проверяли воду на:

• Запах – определяли характер запаха и его интенсивность;

• Цвет – рассматривали образцы воды;

• Жесткость.

Цвет 1.Для определения цвета воды мы взяли пробирку и белый лист бумаги. 2.Заполнили пробирку водой. Отметили цвет воды, сравнивая его с белым фоном бумаги (голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый). Для источников хозяйственного водоснабжения цвет не должен обнаруживаться в столбике высотой 20 см.

Вывод: сравнивая пробирки с различными пробами воды, с белым листом бумаги мы установили, что оттенки цвета воды сильно варьируют: кипяченая и родниковая - светло-желтого цвета; водопроводная – светло-зеленого; фильтрованная – серого; бутилированная – с голубым оттенком.

Прозрачность/мутность1.Для определения прозрачности воды взяли мерный цилиндр.2.Наполнили цилиндр водой до высоты 20 см. Читали газетный текст на расстоянии 20 см от дна цилиндра.3. Если же текст невозможно прочитать, сливали воду до тех пор, пока это будет возможно.4.Высоту столба воды измерили линейкой и выразили прозрачность воды в сантиметрах.

Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов, наличия веществ.

Вывод: среди исследуемых проб воды самыми прозрачными оказались: бутилированная, родниковая и кипяченая. В водопроводной воде даже визуально наблюдались частицы ила, и прочитать текст удалось только через 8 см. воды в цилиндре. Водопроводная вода оказалась самой мутной.

Запах

Запах воде придают вещества, которые попадают в неё естественным путём или со сточными водами. Характер запаха и его интенсивность определяли при нагревании используя таблицу №2 (приложение 8).

Интенсивность запаха не должна превышать 2 баллов.Запах воды определяли в помещении, где воздух не имеет постороннего запаха. Для определения запаха воды при обычных условиях закрыли пробирку пробкой и интенсивно встряхнули. Открыли пробирку и осторожно понюхали воду. Оценили запах воды и его интенсивность. Закрепили пробирку в пробиркодержателе и нагрели до 60 С.И снова понюхали и оценили результат. Вывод: водопроводная вода имеет запах железа, интенсивность которого мы оценили в 2 балла. Все остальные пробы воды запаха не имеют. Все выше сказанное можно проследить в таблице №3 (приложение 9)

1. Определение жесткости воды из разных источников

Жесткость – наличие извести и солей в воде. Проверяли жесткость с помощью мыльного раствора. За образец взяли минеральную негазированную воду, купленную в магазине.

Вывод: у нас получилось очень наглядно и интересно. В ходе исследования выяснилось, что бутилированная и кипяченая вода оказались самыми мягкими (приложение 10, фото 11, 12; приложение 11, фото 13, 14, 15, 16, 17).

1. Изучение эффективности средств против накипи

Кипятили исследуемые пробы воды с различными средствами против накипи (лимонная кислота, антинакипин, Calgon, Bingon) в течение 10 минут. Вывод: средства против накипи по эффективности можно расположить следующим образом: Calgon, Bingon, лимонная кислота, антинакипин. Хозяйки часто используют лимонную кислоту, однако нужно помнить, что данное средство может стать причиной коррозии бытовых электрических приборов (чайники, стиральные машины). Лучше использовать Саlgon. (приложение 12, таблица 4).

1. Социологический опрос жителей Веселовского района

Проведен опрос 100 жителей поселка Веселого: 58 человек ответили, что пользуются фильтрами для воды, 10 человек не используют фильтр, 32 человека покупают бутилированную воду (приложение 13, Рис.2).

Вывод

Изучив теоретический материал по данной темеи прослеживаямониторинг качества воды в Веселовском районе на соответствие санитарно-эпидемиологическим нормам и требованиям. Можно сделать следующие выводы:

1. овладение методикой определения качества воды на микробное загрязнение в Филиале «Центр гигиены и эпидемиологии», а также изучение статистических данных: динамика качества питьевой воды по микробиологическим показателям на территории Веселовского района за 2008-2012 гг. Позволяет утверждать, что загрязнения воды по микробиологическому показателю не вызывает опасений.

2. освоение и проведение органолептического метода в домашних условиях позволили изучить качество воды из различных источников. Я считаю, что нужно обязательно привлекать к исследовательской деятельности своих сестер и братьев. Это сплачивает, вызывает интерес к науке и исследованиям.

3. изучение зон санитарной охраны источников водоснабжения (башни Рожновского), позволяет утверждать, что санитарные нормы в основном соответствуют с документами СаН2.1.4.1110-02, но на ул. Д. Бедного было выявлено нарушения, где нет ограждения вокруг башни водоснабжения. Значит есть вероятность делается выпас скота, свалки мусора, складирование навоза и других удобрений.

4. Социологический опрос показал, что жители моего поселка в основном используют фильтрованную или бутилированную воду.

Рекомендации:

1. Для определения качества воды были проведены опыты с питьевой водой из разных источников. По органолептическому методу лучшей водой оказалась фильтрованная и бутилированная, поэтому я рекомендую употреблять именно эту воду.

1. Вследствие проведения анализа в бактериологической лаборатории: определение общего числа микроорганизмов, образующих колонии на питательном агаре и с помощью фильтровальной установки было выявлено, что водопроводная вода не всегда соответствует нормам. Такие опасные заболевания как сальмонеллез, дизентерия отрицательно влияют на желудочно-кишечный тракт, печень, селезенку человека. Поэтому лучше кипятить воду, чем употреблять ее в сыром виде. А кипяченая вода будет не так вредна и более мягкой, нежели вода из - под крана (приложение 14, таблица 5).

Заключение

Перспективы моей работы:

1. Продолжить изучение свойств и качества питьевой воды и воды, из водоемов используя цифровую экспериментальную лабораторию SensorLab. Освоить методику работы датчиков на определение рН воды и мутности.

2. Провести разъяснительную работу для жителей поселка Веселого в СМИ о влиянии на здоровье людей загрязненной воды.

Расширить опыт своей работы, привлекая своих младших сестер и снова принять активное участие в краеведческой конференции.

Экономия на хорошей воде наносит большой урон здоровью человека. Употребление воды, не соответствующей санитарным нормам, в дальнейшем грозит тратой денег на лекарственные препараты. «Скупой платит дважды!»

При выполнении моей исследовательской работы «Мониторинг качества питьевой воды», или «Что мы пьем?» мне помогали учитель биологии Абрамова Е.В., сотрудник «Центра гигиены и эпидемиологии в Ростовской обл.» Аксенинко Т. Д., главный инженер Веселовского МУП ЖКХ Бондаренко В.В., моя научная группа Соколовы Карина и Арина. Практический и теоретический материал данной работы можно использовать на уроках биологии, экологии, факультативных занятиях, при проведении классных часов и родительских собраниях, тематика которых направлена на охрану жизни и здоровья.

Литература

• МУК 4.2.1018 – 01 «Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды»

• Государственный стандарт Российской Федерации «Вода питьевая. Отбор проб»

• Источники из интернета:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%EE%E4%E0

² http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%EE%E4%E0

³ http://www.istok-penza.ru/root/encyclopedia/water/meaning

• "Пособие по химии для поступающих в вузы" Г. П. Хомченко

Приложение

Приложение №1

Водонапорные сооружения – металлические башни Рожновского

Фото №1 Фото №2 ул. Пензенская Фото №3 ул. Почтовая пер. Комсомольский

Фото №4 ул. Береговая Фото №5 ул. Д. Бедного

Приложение № 2

Фото №6 Лаборант Аксененко Т. Д

Приложение № 3 Приложение №4

Фото №7 Фильтровальная установка Фото №8 Фильтры на чашках

Петри, без колоний и с колониями

Приложение № 5

Рис. 1 Динамика состояния питьевой воды из разводящей сети за период 2008-2012гг (% проб, не отвечающих гигиеническим нормативам)

Приложение № 6 Приложение № 7

Фото №9 Соколовы Карина, Фото№10, Пробы воды: водопроводная, Алина и Арина кипяченая, бутилированная,

фильтрованная, родниковая.

Приложение № 8

Таблица №2 Запахи воды и их особенность

Приложение № 9 Таблица №3 Результат проверки воды

Приложение № 10

Фото №11 Фото №12

Определение жесткости воды из разных источников

Приложение № 11

Фото №13 Столько соли Фото №14 Столько соли

в водопроводной воде в кипяченной воде

Фото №15 Фото №16 Фото №17

в бутилированной воде в фильтрованной воде в родниковой воде

Приложение № 12

Таблица №4, Эффективности средств против накипи.

Приложение № 13

Рис. 2 Социологический опрос жителей Веселовского района

Приложение № 14

Таблица №5 Влияние бактерий и вирусов на организм человека

1 http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%EE%E4%E0

2 http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%EE%E4%E0

3 Пособие по химии для поступающих в вузы" Г.П.Хомченко

4 http://www.istok-penza.ru/root/encyclopedia/water/meaning

25