XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Химический состав воды и его влияние на здоровье человека

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Крюков Д.А. 1

---

1ГБОУ СОШ пгт Междуреченск

Бурова С.А. 1

---

1ГБОУ СОШ пгт Междуреченск

Работа в формате PDF

2.7 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

I. Введение

Недавно мой друг пригласил меня, очередной раз, к себе в гости. Я заметил, что вода, текущая у него из под крана, имеет очень странный внешний вид. При употреблении она вызывает неприятные вкусовые ощущения. Вода у моего друга, который живёт в отдалении от моего дома, имеет неприятный привкус. Это обстоятельство натолкнуло меня на мысль изучить состояние воды нашего посёлка в разных его местах и узнать, как она влияет на здоровье человека.

Питьевая вода – важнейший фактор здоровья человека, но практически все ее источники сегодня подвергаются антропогенному и техногенному воздействию разной интенсивности. Проблема качества питьевой воды затрагивает очень многие стороны жизни человеческого общества. В настоящее время питьевая вода – это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая. Мы на 80% состоим из воды, и наше здоровье зависит от той воды, которую мы пьем. Сегодня как никогда нашему организму очень важно получать чистую питьевую воду со сбалансированным минеральным составом. Чистая питьевая вода повышает защиту организма от стресса, обеспечивает работу внутренних органов.

Позже мне пришлось изучить различные информационные источники, которые помогли мне приблизиться к конечным вывода о химическом состоянии воды нашего поселения. Например, я тщательно изучил работы:

Е.В. Пименова «Химические методы анализа в мониторинге водных объектов», его работы были «Допущены Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по агрономическому образованию в качестве учебного пособия для подготовки бакалавров», что я считаю величайшим достижением.

Другов Юрий Степанович, Родин Александр Александрович
«Анализ загрязненной воды. Практическое руководство», в этой работе я, очень развёрнуто прочёл проблемах загрязнения воды.

Также меня очень насторожил тот факт, что наше поселение расположено в непосредственной близости реки Усы, и я считаю, что если вдруг химический состав воды нашего посёлка окажется в очень плохом состоянии, то живые организмы нашей реки могут оказаться в опасности.

Актуальность темы

Для того, чтобы хорошо себя чувствовать, человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду. На сегодняшний день сохранение и укрепление  здоровья человека - одна из наиболее актуальных проблем современности.

Цель исследования:

изучить влияние качества питьевой воды на здоровье людей.

Задачи:

- изучить научно – познавательную литературу по данной  теме;

- изучить значение воды для организма человека;

– изучить гигиенические требования к питьевой воде;

- исследовать качество питьевой воды поселка Междуреченск, сравнить с ГОСТ;

– изучить влияние загрязненной воды на организм человека;

- оценить полученные результаты.

Предмет исследования: состав воды.

II. Основная часть

1. Вода — основа жизни

Вода — одно из самых распространенных веществ в природе и главная составная часть всех живых организмов. Она покрывает около 2/3 поверхности нашей планеты. Без воды жизнь на Земле была бы невозможна.

Все живые существа на 75 % состоят из воды. Это самый необходимый элемент живой природы. Вода постоянно совершает круговорот между морями, атмосферой и сушей, создавая условия, в которых может существовать и развиваться жизнь.

Вода — на первый взгляд простейшее химическое соединение — является основой жизни на Земле. Вода транспортирует тепло, растворяет и переносит колоссальные массы химических веществ и элементов, разрушает и перераспределяет горные породы, образует формы рельефа и даже участвует в образовании полезных ископаемых. Кроме того, вода задействована в ряде метеорологических явлений, таких как осадки, туманы, облака. Она участвует в создании течений, волнений, перемещении русел рек и формировании водоемов. А еще она является средой жизни для множества организмов.

Человек может прожить без воды всего несколько суток. Для нормальной работы всех органов человеку необходимо как минимум 1,5 л воды в день. Вода доставляет в клетки организма питательные вещества и уносит отходы жизнедеятельности. Кроме того, вода участвует в процессах терморегуляции и дыхания человека.

Вещества в зависимости от температуры замерзания, плавления и кипения могут встречаться в природе в трех агрегатных состояниях — твердом, жидком и газообразном. Вода замерзает при О °С, а кипит при 100 °С.

В повседневной жизни мы можем встретить воду в любом из ее трех состояний, причем ее форма постоянно меняется. Жидкая вода испаряется и переходит в газообразное состояние — водяной пар. Он конденсируется и превращается в жидкость. При минусовых температурах вода замерзает и превращается в твердый лед.

1.2. Какие виды воды бывают в природе: классификация питьевой жидкости

Деление в зависимости от наличия в молекуле водородных изотопов

Есть 5 категорий «веса».

- Протиевая (легкая)

Самая обычная, обладающая атомами стандартного строения. Питьевая вода на 99,8% именно такая (во всяком случае, должна ею быть).

- Дейтериевая (тяжелая)

В ее составе содержится D, в ядре которого по одному протону и нейтрону, за счет чего его атомная масса равна 2. Соответственно, химическая формула такой жидкости – D2O или 2H2O. При регулярном употреблении подрывает здоровье, но в чистом виде в естественных условиях не содержится, а доля ее в общем потоке ничтожно мала (меньше 0,1-0,2%).

- Тяжелая замерзшая

Это лед, но не совсем обычный, а тот, что образовался в результате охлаждения оксида дейтерия. Это свойство успешно используют в быту, очищая жидкость от опасных изотопов и делая ее максимально легкой. Просто наливают ее в емкость, ставят в холодильник и убирают первую же тонкую корочку, образовавшуюся под действием мороза.

- Тритиевая

Здесь в роли изотопа-заместителя выступает Т, атомная масса которого уже 3,01, из-за чего эта разновидность воды названа сверхтяжелой, а формула ее приобрела вид T2O или 3H2O.

Это соединение отличается высокими показателями радиотоксичности, поэтому употреблять его для питья или приготовления пищи не рекомендуется.

- Тритиевая замерзшая

Опять же, это лед, полученный из T2O. Выделить его даже легче, чем в прошлом случае, так как температура кристаллизации находится на так называемой тройной точке и составляет уже 4,49 0С. Поэтому момент образования корочки на стенках сосуда наступает раньше и его проще заметить.

Типы воды по количеству солей

- Мягкая

То есть с низким показателем жесткости, с малым процентом магниевых и кальциевых соединений (а также марганцовых и железистых). От доли их содержания напрямую зависят цвет, вкус и запах, а также потенциальный вред для организма человека.

- Морская

С максимальной степенью средней солености – достигающей 30-35%. За счет этого она плотнее обычной и непригодна для питья. В числе других отличий температура замерзания в -3…-7 0С и кипения – 110 0С и выше (что объясняется именно наличием ионов Cl- и Na+, на нагрев которых уходит дополнительное время.

Любопытно, что в своем составе она может содержать едва ли не все распространенные химические элементы, в том числе и драгметаллы. Например, на 1 ее тонну приходится от 7 до 18 мг золота.

- Морской лед

Замороженный из жидкости с высокой степенью солености, хотя также насыщен целой россыпью посторонних веществ. Из-за этого пористый, а значит и сравнительно эластичный - становится труднее разбить его или отколоть кусочек. Кристаллизуется при -7 0С, возвышаясь над уровнем на 1/7, а не на 1/10.

- Пресная

Антипод предыдущей, так как концентрация кальциевых и магниевых соединений в ней минимальна (по крайней мере, номинально) – в норме находится на отметке до 0,1%. За счет этого обладает нейтральным вкусом и запахом и поэтому пригодна для питья и приготовления самых разных блюд.

- Минеральная

В эту довольно обширную подгруппу входят те виды природных вод, которые естественным образом обогащены различными микроэлементами и другими биологически активными веществами, и обладают лечебными свойствами. Обычно забираются из подземных источников. При правильном подборе регулярное употребление одной из них окажет положительный эффект на здоровье.

По степени содержания полезных примесей подразделяются на 2 категории:

слабо-, мало-, средне-, высоконасыщенные;

рассольные, обычные и крепкие – еще более концентрированные.

- Солоноватая

Своего рода промежуточная, так как по сравнению с пресной она содержит значительно больше магниевых и кальциевых соединений, но эта доля все равно и близко не настолько серьезная, насколько в морской. В англоязычной среде называется Brackish water.

- Дистиллированная

Искусственным образом, с помощью процессов нагрева с испарением и последующей конденсацией, очищенная абсолютно от всех примесей: как от нежелательных, так и от вполне полезных. В промышленности используется все шире.

- Деионизированная

Из нее удалена подавляющая часть заряженных частиц нежелательных веществ, вследствие чего они не оказывают своего негативного эффекта.

Виды воды в зависимости от взаимодействия с другими компонентами

- Шунгитовая

Очищенная соответствующим минералом – считается, что обладает лечебной силой: тонизирует, нормализует работу ЖКТ, помогает справиться с бронхитом и стоматитом, улучшает состояние волос, снижает аллергические проявления. Но также может быть вредна при гипотонии, патологиях сердца, онкологии.

- Кремниевая

Насыщенная Si, и этот элемент укрепляет иммунитет и стенки сосудов, растворяет камни в мочевом пузыре и почках, нормализует метаболизм. Ее также можно использовать для полива – она позаботится об урожайности овощей и фруктов, а также защитит от плесени, грибка, гнили, микробов-вредителей. Но раковые заболевания (или предпосылки к ним), опять же, считаются противопоказанием.

- Коралловая

Активно разрекламированная 10-15 лет назад, сегодня она до сих пор окружена тайнами, хвалебными отзывами и слухами. Одни люди приписывают ей чуть ли не чудодейственную силу в вопросах похудения, улучшения кровообращения, избавления от болей. Другие считают, что единственное, чем она отличается от обычной – это стоимостью.

Такое расхождение во мнениях – практическое доказательство того, что вода бывает разная, и эффект коралловой до сих пор не очевиден и не изучен до конца.

- Кислородная

Обогащенная O₂, благодаря которому активизирует снабжение и работу клеток. Стимулирует головной мозг, нормализует процессы пищеварения, повышает мышечную активность, выносливость, стрессоустойчивость.

- Фильтрованная

Прошедшая один или несколько этапов очистки (в результате чего должны быть улучшены ее органолептические свойства). За оборудованием для фильтрации обращайтесь в компанию «Вода Отечества», и мы поможем подобрать необходимые фильтры.

- Серебряная

Насыщенная ионами Ag, дающими антибактериальный эффект. Но важно, чтобы она была не чересчур концентрированной (0,05 мг/или менее), иначе появляется риск интоксикации.

Виды воды в природе

- Подземная

Залегает в пластах, расположенных в средних слоях земной коры, а также в горных породах, забирается непосредственно оттуда же.

- Артезианская

В течение долгих лет отстаивается в естественном бассейне, как правило, под давлением, расположенном достаточно глубоко – 20 метров и более. Отличается чистотой, в том числе и сравнительно малым процентом микроорганизмов. Может быть насыщена минералами, за счет этого так популярна сегодня.

- Грунтовая

Содержащаяся на так называемом первом горизонте, то есть в самых верхних слоях. Ее достаточно много везде, в том числе и в пустыне, но и примесями она тоже богата, причем не всегда полезными – свою роль в формировании ее состава играет даже почва, количество осадков или сезонность.

Виды воды в природе

- Речная

По сути, она протиевая, но с небольшой частью дейтериевой и богата илом и вообще биологическим материалом. Различных химических элементов в ее толще тоже хватает – можно сказать, что она даже грязная. И поэтому в сыром виде она совершенно точно непригодна для употребления – ее следует кипятить или подвергать другой обработке.

- Озерная

Отстаивается в сравнительно замкнутых источниках и поэтому тоже перенасыщена микрофлорой. Она опасна еще и тем, что не движется, а значит почти не содержит кислорода и накапливает вредные газы с токсинами. Хотя есть и исключения – например, Байкал и другие исторически незамутненные бассейны.

- Дождевая

Раньше занимала почетное место в классификации питьевой воды: считалось, что она не просто чистая, а даже целебная. Из нее делали настои и припарки, ею мыли волосы и тело для питания витаминами, оздоровления, тонизации.

Сегодня же времена изменились. В процессе конденсации в облаках и выпадения на землю капли насыщаются атмосферными загрязнениями и вбирают в себя всю ту отраву, которая витает вокруг нас в воздухе. Поэтому в наши дни пользоваться ею без предварительной обработки не рекомендуется, даже на даче или за городом (а особенно если она собрана из осадков, прошедших неподалеку от крупного промышленного предприятия).

- Ключевая

Забирается из родников, местоположение которых крайне важно. Если в лесу или степи вдали от заводов и населенных пунктов это действительно вид питьевой воды, то в городских парках — это место размножения микробов. Потому что в последнем случае она впитывает часть попавших в почву ядовитых отходов и несет их потребителям. По сути, она даже опаснее той, что течет дома из крана и проходит многократную очистку.

Современное исключение – источники, расположенные вне индустриальной черты и бегущие сквозь скалы или другие твердые породы (ведь тогда поток насыщается еще и полезными микроэлементами и приобретает заряд минералов).

- Газообразная

Пар – получаемый путем кипячения или других тепловых воздействий, используемый в промышленности и в быту, в медицине и в косметологии. Благодаря многочисленным передовым методам конденсации его можно вернуть в текучее состояние, при этом он должен очиститься от вредных летучих примесей.

Какие бывают жидкости в зависимости от видов деятельности человека

- Водопроводная

Фильтруется, аэрируется, стерилизуется и направляется в централизованную систему, чтобы жители квартир и домов в городах и коттеджных поселках могли ею пользоваться. Брать ее для приготовления пищи рекомендуется после тепловой обработки.

- Кипяченая

Подогретая до 100 0С, а после охлажденная; при таком температурном воздействии погибают многие микробы, поэтому она считается более чистой по сравнению с сырой. Но растворенные примеси при этом не исчезают, так что яды, токсины и прочая «химия» все равно нанесет свой вред.

- Канализационная

Занимают особенное место в классификации пресных вод, так как являются одними из самых грязных. Непригодны для питья или приготовления пищи, так как призванные отводить уже использованную жидкость от домов (которая впоследствии пройдет комплексную фильтрацию и станет вновь пригодной к эксплуатации в быту).

- Сточные

Они опаснее всех рассмотренных, так как несут промышленные отходы, образовавшиеся в ходе производственных циклов. С их помощью предприятия сливают токсичные и ядовитые вещества (причем делать это заводы и фабрики должны вдали от населенных пунктов и экологически чистых зон), а значит их категорически нельзя употреблять в быту, даже для стирки одежды. [2]

2. Свойства воды

2.1. Химические свойства воды

К ним относят следующие показатели:

жесткость,

активная реакция (pH),

окисляемость (БПК и ХПК),

минерализация (содержание растворенных солей).

Показатель pH показывает активность ионов водорода (или гидроксид-ионов). При pH=7 вода нейтральная, при pH меньше 7 — кислая, при pH больше 7 —щелочная.

Жесткость — комплексный показатель, в большей степени зависящий от концентрации в воде ионов кальция и магния. Количественно измеряется в мг-экв/л (миллиграмм-эквивалент на литр). Вода глубоких подземных источников имеет более высокую жесткость (8-10 мг-экв/л), а поверхностных источников — относительно небольшую (3-6 мг-экв/л).

Жесткая вода содержит много растворенных минеральных солей, что при нагревании приводит к образованию накипи. Накипь— твердый нерастворимый осадок на внутренних стенках водопроводных труб, котлов, бытовых нагревательных приборов.

Жесткость воды доставляет много проблем в быту: при стирке и умывании моющие средства хуже пенятся, при готовке еды плохо развариваются овощи, ухудшается вкус напитков.

Вода считается пригодной для питья, если ее жесткость не превышает 7-10 мг-экв/л.

Излишне мягкая вода (менее 1,5 мг-экв/л), также неполезна для здоровья. Такая вода при регулярном употреблении способна вымывать из организма жизненно необходимые ионы кальция, что может привести к остеопорозу, кариесу, сердечно-сосудистым заболеваниям. Это относится и к дождевой воде, которая идеальна для стирки и мытья, но не рекомендуется для регулярных пищевых целей.

Окисляемость характеризует содержание в воде растворенных органических соединений. Высокие показатели окисляемости означают, что вода сильно загрязнена бытовыми стоками. Недопустимо, чтобы в колодец попадали сточные воды с содержанием белков, жиров и углеводов, эфиров, органических кислот, фенолов, нефти, спиртов и т.п.

Минерализация воды показывает содержание в питьевой воде растворенных солей и измеряется в мг/л. Минерализация питьевой воды измеряется по сухому остатку. Поверхностные источники водоснабжения характеризуются невысокой минерализацией, а подземные воды имеют более высокое солесодержание. Рекомендуемый предел минерализации питьевой воды - 1000 мг/л.

Повышение солесодержания ухудшает вкусовые качества воды — она становится горькой или излишне соленой.

Органолептический порог ощущений для хлоридов 350 мг/л, для сульфатов 500 мг/л. Нижний предел солесодержания для питьевой воды, при котором не оказывается негативного воздействия на физиологические процессы в организме —100 мг/л.

Оптимальный диапазон солесодержания в питьевой воде 200-400 мг/л. Содержание ионов кальция должно быть не меньше 25 мг/л, ионов магния — не меньше 10 мг/л. [1]

2.2. Физические показатели состава воды

К физическим показателям качества питьевой воды относятся температура, привкус, запах, мутность и цвет. Они определяют органолептическое качество воды.

Температура

Цветность

Мутность 

Вкус

Запах

Температура воды поверхностных источников зависит от температуры воздуха, его влажности, скорости и характера движения воды и ряда других факторов. Она может изменяться в значительных пределах. Температура воды подземных источников относительно постоянна и составляет обычно 4-8 ^оС.
Оптимальной температурой воды для питьевых целей считается 7-11 ^оС. [1]

Цветность воды – интенсивность окраски, выраженная по платиново-кобальтовой шкале. Один градус шкалы соответствует цвету 1 литра воды, окрашенного добавлением 1 мг соли - хлорплатината кобальта. Цветность воды подземных вод вызывается соединениями железа, реже – гумусовыми веществами (грунтовка, торфяники, мерзлотные воды); цветность поверхностных – цветением водоёмов.
По нормам СанПиН 2.1.4.559-96 на питьевую воду, цветность воды не должна быть выше 20о.
Мутность определяется содержанием в воде взвешенных веществ. Сравнивая при одинаковом освещении образец исследуемой воды и образцы дистиллированной воды, того же объёма, искусственно замутнённые определённым количеством стандартной взвеси, подбирают образец с наиболее подходящей концентрацией. Мутность может выражаться в миллиграммах на литр (мг/л), единицах мутности по формазину или единицах мутности NTU. Мутность воды подземных источников, как правило, невелика и обуславливается взвесью гидрооксида железа. В поверхностных водах мутность чаще обусловлена присутствием фито- и зоопланктона, глинистых или илистых частиц, поэтому величина зависит от времени паводка (межени) и меняется в течение года.
По нормам СанПиН 2.1.4.559-96, мутность питьевой воды должна быть не выше 1,5 мг/л.

Вкус вызывается наличием в воде растворенных веществ и может быть соленым, горьким, сладким и кислым. Природные воды обладают, как правило, только солоноватым и горьковатым привкусом. Солёный вкус вызывается содержанием хлорида натрия, горький – сульфата магния. Кислый вкус воде придаёт большое количество растворённой углекислоты. Вода может иметь также чернильный или железистый привкус, вызванный солями железа и марганца или вяжущий привкус, вызванный сульфатом кальция. По нормам СанПиН 2.1.4.559-96, привкус должен быть не более 2 баллов.

Запахи воды определяются живущими и отмершими организмами, растительными остатками, специфическими веществами, выделяемыми некоторыми водорослями и микроорганизмами, а также присутствием в воде растворенных газов – хлора, аммиака, сероводорода, меркаптанов или органических и хлорорганических загрязнений. Различают природный запахи: ароматический, болотный, гнилостный, древесный, землистый, плесневый, рыбный, травянистый, неопределённый и сероводородный. Запахи искусственного происхождения называют по определяющим их веществам: фенольный, хлорфенольный, нефтяной, смолистый и так далее. Интенсивность запаха измеряется органолептически по пятибалльной шкале: 0 баллов – запах и привкус не обнаруживается;
1 балл – очень слабые запах или привкус (обнаруживает только опытный исследователь);
2 балла – слабые запах или привкус, привлекающие внимание неспециалиста; 3 балла – заметные запах или привкус, легко обнаруживаемые и являющиеся причиной жалоб;
4 балла – отчётливые запах или привкус, которые могут заставить воздержаться от употребления воды; 5 баллов – настолько сильный запах или привкус, что вода для питья совершенно непригодна.

По нормам СанПиН 2.1.4.559-96 запах воды должен быть не более 2 баллов.

3. Влияние качества питьевой воды на здоровье человека

3.1. Значение воды в жизни 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%.

Сегодня, как никогда, нашему организму очень важно получать чистую воду со сбалансированным минеральным составом. Она переносит отходы нашего тела, доставляет смазку к суставам, стабилизирует нашу температуру и является жизненной основой клетки.

Вода необходима для поддержания всех обменных процессов, она принимает участие в усвоении питательных веществ клетками. Пищеварение становится возможным только тогда, когда пища приобретает водорастворимую форму. Измельченные крохотные частицы пищи обретают способность проникать сквозь ткани кишечника в кровь и внутриклеточную жидкостью. Более 85% всех обменных процессов нашего организма происходит в водной среде, поэтому недостаток чистой воды неизбежно приводит к образованию свободных радикалов в крови человека, что приводит к преждевременному старению кожи и, как следствие, образованию морщин.

Потребление чистой воды обеспечивает нормальную работу внутренних органов. Она сохраняет гибкость Вашего тела, смазывает Ваши суставы и помогает проникновению питательных веществ. Хорошее снабжение организма чистой водой помогает бороться с избыточным весом. Это выражается не только в уменьшении чрезмерного аппетита, но и в том, что достаточное количество чистой воды способствует переработке уже накопленного жира. Эти жировые клетки с помощью хорошего водного баланса становятся способными покидать Ваше тело.

Вода является теплоносителем и терморегулятором. Она поглощает излишки тепла и удаляет его, испаряясь сквозь кожу и дыхательные пути. Вода увлажняет слизистые оболочки и глазное яблоко. В жару и при физических упражнениях происходит интенсивное испарение воды с поверхности тела. Потребление прохладной чистой воды, которая всасывается в кровь из желудка, обеспечивает своевременное охлаждение Вашего организма, предохраняя от перегрева. В течение тренировок, для нормального функционирования организма, необходимо выпивать небольшими порциями примерно 1 литр за час. Даже если не слишком утруждать себя физическими упражнениями, все равно необходимо постоянно восполнять дефицит воды. Атмосфера в современных зданиях часто перегрета и кондиционирована. Это сушит воздух и обезвоживает организм. То же самое происходит при путешествиях на поездах, самолетах и автомобилях. Кофе, чай, алкоголь - все эти радости жизни способствуют выведению воды из организма. Взрослый человек в состоянии прожить без пищи больше месяца, без воды же несколько дней. Обезвоживание организма на 10% приводит к физической и психической недееспособности. Потеря 20% воды приводит к смерти. В течение суток от 3 до 6% воды, содержащейся в организме, подвергается обмену. Половина воды, содержащейся в организме, обменивается в течение 10 дней.

Количество воды, требуемое для поддержания водного баланса, зависит от возраста, физической активности, окружающей температуры и влажности.

Суточная потребность взрослого человека составляет около 2.5 л.

Чистая питьевая вода также повышает защиту организма от стресса. Она разжижает кровь, борется с усталостью, помогает сердечно - сосудистой системе, борется со стрессом. Здоровый образ жизни основан на правильном питании, активности и потреблении чистой воды.

При таком большом значении воды для человека, вода должна быть соответствующего качества, если же вода содержит какие-либо вредные вещества, то они будут неизбежно распространены по всему организму.

3.2 Влияние химического состава питьевой воды на здоровье населения

Существуют основные показатели качества питьевой воды. Их условно можно разделить на группы:

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

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)

4. Химические вещества, образующиеся при обработке воды (хлор остаточный свободный, хлороформ, серебро)

5. Микробиологические показатели (термотолерантные колиформы или Е.соli, ОМЧ).

Таблица 1

Гигиенические нормативы содержания вредных веществ в питьевой воде

[3]

Присутствие в воде железа не угрожает нашему здоровью. Однако повышенное содержание железа в воде (более 0,3 мг/л) в виде гидрокарбонатов, сульфатов, хлоридов, органических комплексных соединений или в виде высокодисперсной взвеси придает воде неприятную красно-коричневую окраску, ухудшает её вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорение.

При употреблении для питья воды с содержанием железа выше норматива человек рискует приобрести различные заболевания печени, аллергические реакции, др.

Повышенное содержание марганца в воде оказывает мутагенное действие на человека. При уровнях в системе водоснабжения, превышающих 0,1 мг/л, марганец приводит к появлению пятен на сантехническом оборудовании и белье, а также неприятного привкуса напитков.

Иногда в питьевой воде встречается много солей соляной и серной кислот (хлориды и сульфаты). Они придают воде соленый и горько-соленый привкус.

Употребление такой воды приводит к нарушению деятельности желудочно- кишечного тракта. Вода, в 1 л которой хлоридов больше 350 мг, а сульфатов больше 500 мг, считается неблагоприятной для здоровья.

Содержание в воде катионов кальция и магния сообщает воде так называемую жесткость.

Сильно насыщенная солями вода причиняет массу неудобств: в ней труднее развариваются овощи и мясо, при стирке увеличивается расход мыла, накипь портит чайники и котлы. Жесткость выше 4,5 мг-экв/л приводит к интенсивному накоплению осадка в системе водоснабжения и на сантехнике, мешает работе бытовых приборов. Постоянное употребление внутрь воды с повышенной жесткостью приводит к накоплению солей в организме и, в конечном итоге, к заболеваниям суставов (артриты, полиартриты), к образованию камней в почках, желчном и мочевом пузырях.

Вода также отвечает за зубы человека. От того, сколько фтора содержится в воде, зависит частота заболеваемости кариесом. Считается, что фторирование воды эффективно для профилактики кариеса, особенно у детей.

Но кроме полезных примесей в воде находятся и другие, опасные для организма человека.

Сульфиды оказывают на человека токсическое действие и вызывают раздражение кожи. Сероводород ядовит для живых организмов.

По данным отечественных исследователей, употребление шахтной воды, содержащей 0,2-1 мг/л мышьяка, вызывает расстройство центральной, и особенно периферической, нервной системы с последующим развитием полиневритов. Безвредной признана концентрация мышьяка 0,05 мг/л.

Об опасности для здоровья содержания в воде свинца гигиенисты впервые заговорили в связи с массовыми интоксикациями, которые возникли при использовании на водопроводах свинцовых труб. Однако повышенные концентрации свинца могут встречаться в подземных водах. Вода считается безвредной в том случае, если содержание в ней свинца не более 0,03 мг/л.

Стронций широко распространен в природных водах, при этом его концентрации колеблются в широких пределах (от 0,1 до 45 мг/л). Длительное его поступление в больших количествах в организм приводит к функциональным изменениям печени.

Уран - широко распространенный в природных водах радиоактивный элемент.

Особенно большие его концентрации могут встречаться в подземных водах. В основу нормирования урана положены не его радиоактивные свойства, а токсическое влияние как химического элемента. Допустимое содержание урана в питьевой воде равно 1,7 мг/л.

Кадмий, накапливаясь в почках, вызывает гипертонию, ослабляет иммунитет организма, оказывает негативное воздействие на умственные способности человека, т.к. вытесняет необходимый для нормальной работы мозга цинк.

Алюминий, накапливаясь в организме, может стать причиной старческого слабоумия, повышенной возбудимости, вызвать нарушения моторных реакций у детей, анемию, головные боли, заболевание почек, печени, колиты, неврологические изменения, связанные с болезнью Паркинсона.

По санитарным нормам любая вода, которая течет из крана, должна отвечать стандартам питьевой воды. Однако как далеки эти нормы от качества горячей воды. В момент подачи горячей воды со станции температура составляет 130 градусов. Такую жару, естественно, не выдержит ни один микроб. Однако на своем пути, по ржавым и сносившимся теплосетям, жидкость не только насыщается живыми и очень вредными микроорганизмами, но и химически опасными веществами. В первую очередь - это железо, свинец, мышьяк, хром, ртуть. Главную угрозу, в первую очередь для здоровья волос и кожи, представляет активный хлор, который при высоких температурах образует в воде крайне ядовитое вещество - диоксин. Скапливаемые в горячей воде микробы и микроэлементы губительны для поврежденных участков кожаного и волосяного покрова. Кожные болезни и заболевания волос во многом становятся серьезной проблемой благодаря попаданию в пораженные участки патогенных веществ. [4]

3.3. Значение воды в распространении инфекционных болезней и инвазий

Давно замечена связь между заболеваемостью населения и водным фактором. Исключительно большое значение имеет водный фактор в распространении острых кишечных инфекций и инвазий. Употребление недоброкачественной питьевой воды может быть причиной:

- инфекционных и паразитарных заболеваний, связанных с загрязнением водоисточников хозяйственно-фекальными сточными водами.

- заболеваний неинфекционной природы, связанных с особенностями природного химического состава воды.

- заболеваний неинфекционной природы, связанных с загрязнением воды химическими веществами в результате промышленного, сельскохозяйственного, бытового видов хозяйственной деятельности человека или поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки на водопроводных станциях.

Водный путь передачи характерен для многих инфекционных заболеваний, таких как острые кишечные инфекции (холера, брюшной тиф, паратифы А и В, дизентерия, энтериты, энтероколиты,), вирусные инфекции (вирусные гепатиты А и Е, аденовирусные и энтеровирусные инфекции: эпидемический аденовирусный конъюнктивит, энтеровирусный полиомиелит, ротавирусный энтерит), бактериальные зоонозные инфекции (туляремия, бруцеллез, туберкулез, лихорадка Ку, лептоспирозы), протозойные инфекции (заболевания, вызванные простейшими, характерными для жаркого климата: амебная и бактериальная дизентерия, лямблиоз, балантидиаз), глистные инвазии (гео- и биогельминтозы: аскаридоз, трихуроз, трихоцефалез, дранункулез, анкилостомоз, шистосоматоз и др.). Природные водные объекты не являются естественной средой обитания патогенных микроорганизмов. Патогенная микрофлора, как правило, отмирает в течение определенного времени. Однако некоторые патогенные микроорганизмы могут длительно сохраняться и даже размножаться в природной воде. Длительность выживания в воде патогенных микроорганизмов зависит от состава воды, наличия и концентрации биологического субстрата, от свойств микробных клеток (способность к спорообразованию, высокое содержание в бактериальной клетке липидов и др.), а также температуры воды, интенсивности инсоляции и другое.

Основным резервуаром патогенных микроорганизмов, кишечных вирусов и яиц гельминтов в окружающей среде являются фекалии и хозяйственно-бытовые сточные воды. Эпидемическая опасность воды, используемой для питья, зависит от наличия и количества возбудителя, длительности его выживания. Сочетание этих условий определяет возможность распространения кишечных инфекций водным путем в виде эпидемических вспышек и поддержания высокого уровня инфекционной заболеваемости. Это относится к таким распространенным инфекциям, как брюшной тиф, дизентерия, а также холера, которая периодически получает возможность выхода далеко за пределы своего эндемического очага.

К водным инфекциям следует отнести желтушный и безжелтушный лептоспирозы и туляремию. Желтушный встречается в различных странах мира, особенно в Восточной и Юго-Восточной Азии. Человек чаще заражается в результате купания в загрязненных водоемах, либо при контакте с загрязненной водой (в период летних полевых работ), хотя известны и водно-питьевые эпидемии лептоспирозов.

Вода, используемая для питья и купания, может служить путем распространения большинства вирусных инфекций (гепатит А, ротавирусная и энтеровирусная инфекция). Основным резервуаром кишечных вирусов в окружающей среде являются фекалии и зараженные ими хозяйственно-бытовые сточные воды. Возможность передачи вирусов водным путем лучше всего демонстрируется на примере возбудителей вирусного гепатита А. Вирус гепатита А более устойчив к дезинфицирующим агентам, чем кишечная палочка, поэтому очистка (коагуляция, фильтрация) и обеззараживание воды не являются гарантами эпидемиологического благополучия воды. [3]

III. Заключение

Я исследовал воду поселка из 3 разных источников.

Определение прозрачности

Исследуемую воду наливают в цилиндр, под дно которого подкладывают на расстоянии 4 см текст. Доливают воду до тех пор, пока сверху через слой можно будет отчетливо прочесть этот текст. Высоту столба оставшейся воды измеряют линейкой. Определение производят при хорошем дневном рассеянном освещении на расстоянии 1 м от светонесущей стены.

Вывод: в ходе работы выяснилось, что вода, взятая из скважины, имеет наихудшие результаты измерений, шрифт можно было прочесть только при наличии в 4см воды в колбе. Вода, взятая из крана и фильтрованная вода, имеет практические одинаковые результаты измерений, шрифт можно было разглядеть уже при изначальном объёме равном 32см. Из данных, которые удалось получить можно сделать вывод, что наибольшей загрязнённостью обладает вода, взятая из скважины (См. приложение 1).

Определение запаха воды

Колбу емкостью 200 мл наполнить на 2/3 объема исследуемой водой. Закрыть колбу часовым стеклом, интенсивно встряхнуть, затем, быстро открыв, определить запах - по характеру и интенсивности (по пятибалльной системе).

Вывод: в ходе работы выяснилось, что вода, взятая из скважины, имеет запах болотистого характера и имеет интенсивность 2. Фильтрованная вода практически не имеет запаха и её характер сложно определить, интенсивность запаха равна 0. А вода из крана запах или привкус, не поддающийся обнаружению, но определяемый в лаборатории опытным аналитиком (См. приложение 2).

Определения вкуса воды

Вывод: в ходе работы выяснилось, что вода, взятая из скважины, имеет интенсивность привкуса «Заметная» - 3 балла. Воды, взятые из крана и фильтрованная вода, имеют интенсивность привкуса «Никакого» - 0 баллов (См. приложение 3).

Определения цвета воды

Вывод: выяснилось, что вода из скважины имеет «слабо-желтая» характеристику цвета. Вода из крана и фильтрованная вода имеют характеристику цвета "бесцветная" (См. приложение 4) .

Исследование химического состава воды. Определение рН

Вывод: в ходе работы выяснилось, что вода, взятая из скважины, имеет pH=7. Вода из крана имеет pH=5. А фильтрованная вода имеет pH=4. Два последних образца показали слабокислотную среду, что опасно для организма (См. приложение 5).

Качественное определение хлоридов

Вывод: в ходе работы выяснилось, что вода из крана имеет наибольшее содержание хлоридов, в ней образуются хлопья, осаждающиеся не сразу. Фильтрованная вода имеет меньшее содержание хлоридов, присутствует сильная муть. Вода из скважины практически не имела в своём составе хлоридов - опалесценция или слабая муть (См. приложение 6). [1]

Изучив качество питьевой воды в поселении Междуреченск, научную литературу, я могу сделать заключение для своей работы по теме «Химический состав воды и его влияние на здоровье человека». Считаю необходимым подчеркнуть, что вода нашего поселения имеет много проблем, связанных с химическим составом питьевой воды. В воде нашего поселения находится большое множество хлоридов и количество pH не соответствует нормам. Я бы хотел посоветовать жителям Междуреченска пить только очищенную и фильтрованную воду. Употребление нефильтрованной воды влечет за собой целый ряд заболеваний.

Кроме того, хотелось бы, чтобы Глава нашего поселения обратила внимание на качество питьевой воды и способствовала его улучшению.

IV. Библиографический список

1. Кавеленова Л.М., Кведер Л.В. Методы контроля за состоянием окружающей среды: Учебное пособие/-Самара:Изд-во «Самарский университет», 2006. – 100с.

2. Новиков Ю.В. Экология окружающей среды и человека, 2020г.

3. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1074-01, М.: Минздрав России, 2002г.

4. Шустов С.Б., Шустова Л.В.: Химические основы экологии – М: Просвещение, 1994г.

V. Приложения

№1. Опыт 1. Определение прозрачности

Степень прозрачности выражается высотой столба жидкости в см, через который отчетливо виден специальный шрифт. Прозрачностью не менее 30 см должны обладать воды, подаваемые для питьевого водоснабжения без осветления. Речные воды, кроме горных, могут иметь прозрачность 25 см. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.

Оборудование:

1) цилиндр с плоским дном;

2) линейка;

3) шрифт Снеллена

Материал -  вода из крана, вода фильтрованная, вода из скважины.

№2. Опыт 2. Определение запаха воды.

Материал   вода из крана, вода фильтрованная, вода из скважины.

Ход работы

ЗАПАХ воды определяют при обычной температуре и при нагревании до 60°С. Интенсивность запаха оценивают по пятибалльной системе (табл.1). По характеру запахи делятся на две группы: запахи естественного происхождения (от живущих в воде организмов либо разложения органических остатков, влияния почв и др.) и запахи искусственного происхождения (камфорный, бензиновый, хлорный и др.). Ориентировочно запахи естественного происхождения можно оценить следующим образом:

Таблица 2

Таблица 3

№3. Опыт 3. Определения вкуса воды

Ход работы

Вкус воды определяется только при уверенности, что она безопасна (отсутствуют ядовитые вещества и бактериальное загрязнение). Полость рта ополаскивают 10 мл исследуемой воды и, не проглатывая её, определяют вкус (солоноватый, горький, кислый, сладкий), привкус может быть рыбный, металлический,​ неопределённый. Интенсивность привкуса также оценивается в баллах (табл.3).

Талица 4

Шкала интенсивности запаха и привкуса питьевой воды

№4. Опыт 4. Определения цвета воды

Ход работы

ЦВЕТ воды определяют качественно путем сравнения окраски профильтрованной воды (не менее 40 мл) с окраской равного объема дистиллированной воды. Цилиндры с пробами рассматривать над белым листом 58 бумаги, характеризуя исследуемую воду как "бесцветная", "слабо-желтая", "буроватая" и т.д.

Оборудование:

Конические колбы на 200 мл

Стеклянные цилиндры на 100 мл.

Вывод: выяснилось, что вода из скважины имеет «слабо-желтая» характеристику цвета. Вода из крана и фильтрованная вода имеют характеристику цвета "бесцветная".

№5. Опыт 5. Исследование химического состава воды. Определение рН

Природная вода имеет обычно слабощелочную реакцию. Кислая реакция воды может наблюдаться в случае загрязнения сточными водами, в которых присутствуют кислоты, либо гуминовыми веществами.

Ход работы

Определение рН выполнялось с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Реактивы и оборудование:

Стеклянные цилиндрики

Универсальная индикаторная бумага.

№6. Опыт 6. Качественное определение хлоридов

Содержание хлоридов в воде, согласно ГОСТ 4245-72, не должно превышать 350 мг/л. Более высокая концентрация хлоридов придает воде соленый вкус. Присутствие хлоридов выявляется обычным способом - с помощью раствора нитрата серебра.

Ход работы

В плоскодонную пробирку бесцветного стекла (диаметр 13-14 мм) внести 5 мл исследуемой воды, прибавить 3 капли 10% раствора нитрата серебра, взболтать. По виду появившегося осадка оценить содержание хлоридов в воде:

Реактивы и оборудование:

10% раствор нитрата серебра в зачерненной капельнице

плоскодонные пробирки бесцветного стекла

пипетка

№7

№

8.

№9.