XX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Оценка качества воды в различных районах г.Воронежа
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Вода – самое удивительное и самое распространенное вещество на Земле. Для жизни человека, вода, наряду с воздухом, занимает одно из важнейших мест в поддержании жизни и здоровья.
Для того, чтобы хорошо себя чувствовать человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду. Учеными давно установлена прямая связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни. Это неудивительно, учитывая, что по данным Всемирной организации здравоохранения около 90% болезней человека вызывается употреблением для питьевых нужд некачественной воды, а также использование неподготовленной воды в бытовых целях (душ, ванна, бассейн, мытье посуды, стирка белья и т.д.). В настоящее время вопросы качества питьевой воды не утратили своей актуальности.
Качественная питьевая вода – это вода, не содержащая примесей, вредных для здоровья человека. Она должна быть без запаха и цвета и безопасна при длительном ее употреблении.
Цель нашего исследования: оценить качество водопроводной воды в различных районах города Воронежа.
Для достижения поставленной цели поставлены следующие задачи:
1. Провести органолептические исследования водопроводной воды различных районов города.
2. Провести анализ питьевой воды на содержание рН, хроматов, нитрат-ионов, нитрит-ионов, железа, активного хлора, меди, хрома, никеля, сульфидов.
Литературный обзор
Воду нельзя ничем заменить - этим она отличается практически от всех других веществ, которые встречаются на нашей планете. Воду может заменить только сама вода. Без воды нет жизни: ведь жизнь на Земле возникла тогда, когда на ней появилась вода. Жизнь зародилась в воде, поскольку она является естественным универсальным растворителем. Она растворяет, а значит, изменяет все необходимые питательные вещества и обеспечивает ими клетки живых организмов. А в результате изменения резко возрастает скорость химических и биологических реакций. Более того, без предварительного растворения невозможно протекание 99,5% (199 из каждых 200 реакций).
Вода присутствует во всех клетках, органах и тканях человеческого организма. Вода смазывает суставы, увлажняет слизистые оболочки, участвует в терморегуляции, помогает усваиваться полезным веществам, помогает преобразовать пищу в энергию,помогает работе сердца и сосудов, повышает защитные силы организма. Достаточное потребление воды очищает организм от продуктов жизнедеятельности, понижает вязкость крови, улучшает мыслительные процессы, помогает нормализовать работу всего организма.
Свыше 65% веса тела человека составляет вода. Мышцы на 78% состоят из воды, а мозг – это 85% жидкости. Кости, хотя и кажутся такими плотными и твердыми, содержат почти 22% воды. В крови ее 95%.
Известно, что взрослый человек в сутки должен получать 2,5-3 литра воды, столько же выводится из организма: то есть, в организме человека существует водный баланса. Если он нарушается, человек может просто погибнуть. Например, потеря человеком всего 1-2% воды вызывает жажду, а 5% - повышает температуру тела вследствие нарушения терморегуляции: возникает сердцебиение, возникают галлюцинации. При потере 10% и более воды в организме возникают такие изменения, которые уже могут быть необратимы. Человек погибает от обезвоживания [1].
Поэтому употребление некачественной воды является причиной многих болезней.
При большом значении воды для человека, важно знать какую воду мы пьем, тем более что она может содержать как необходимые для человека минеральные вещества, так и вредные примеси.
Всем прекрасно известно, что ионы тяжелых металлов, содержащиеся в питьевой воде, оказывают на организм человека негативное воздействие.
Главная опасность тяжелых металлов состоит в том, что они имеют свойство накапливаться в человеческом организме, вызывая со временем серьезные проблемы со здоровьем. Ионы тяжелых металлов «засоряют» органы человеческого тела, что приводит к ухудшению их работы, отравлениям, а при высокой концентрации в организме - даже к мутациям. Попадая в наш организм, тяжелые металлы оседают на стенках жизненно важных органах (например, в печени или почках), тем самым, значительно снижая их фильтрационную способность. Принимая во внимание тот факт, что печень отвечает, в том числе, за переработку вредных, а подчас даже ядовитых веществ, попадающих в наш организм, а почки отвечают за вывод этих веществ из организма, не трудно представить себе последствия перенасыщения токсинами нашего организма.
К наиболее распространенным тяжелым металлам, оказывающим вредное воздействие на человеческий организм, относятся:
- никель - необходимый элемент в организме человека. Однако его поступление в избыточных количествах может представлять опасность для здоровья. Он поражает кровь и желудочно-кишечный тракт;
- железо. Существует железо, необходимое нашему организму (Fe2+ переносят кислород по нашему организму), и железо, которое преобразуется в ржавчину и наносит вред нашему организму (F3+);
- хром встречается в воде, как правило, в том случае, если вода длительно контактировала с хромированными частями водопровода или вследствие загрязнения воды хроматами, которые используют в качестве вещества, предотвращающего коррозии. Вызывает заболевания печени, почек и желудочно-кишечного тракта;
- медь. Концентрация меди в питьевой воде может увеличиваться за счет вымывания из материалов труб и арматуры. Избыток меди приводит к болезням костной системы, печени, развитию анемии [5].
Хлор появляется в питьевой воде в результате её обеззараживания. Сущность обеззараживающего действия хлора заключается в окислении или хлорировании (замещении) молекул веществ, входящих в состав цитоплазмы клеток бактерий, отчего бактерии гибнут.
Остаточный хлор (оставшийся в воде после обеззараживания) необходим для предотвращения возможного вторичного заражения воды во время прохождения по сети.
Хлорированная вода неблагоприятно воздействует на кожу и слизистые оболочки, поскольку хлор является сильным аллергическим и токсическим веществом.
Сульфид. Сероводород крайне токсичен. Могут приводить к тошноте, рвоте, судорогам и смерти.
Нитраты содержатся главным образом в поверхностных водах. Это довольно распространенное удобрение в сельском хозяйстве. Приводят к заболеваниям крови, сердечнососудистой системы, вызывает заболевание обмена веществ и крови.
Нитриты используются во многих областях промышленности – как дешевое и доступное средство, замедляющее коррозию.
Основная часть
Методика исследования
Для проведения исследования мы сделали заборы воды по восьми адресам города Воронежа: площадь Детей, 1, ул.Революции 1905 года, 3, пер.Ботанический, 40 (Центральный район города), Московский пр-т, 143; ул.Солнечная, 31А (Коминтерновский район); ул.Минская, 79; ул.Серафимовича, 32 (Железнодорожный район); ул.Ленинградская, 2 (Левобережный район). Исследование полученных образцов водопроводной воды проводились по стандартным методикам.
Сначала провели органолептические исследования:
Оценили запах.
Материалы и оборудование: пробирка, исследуемая вода, часовое стекло.
Ход исследования:
1. Наполняем пробирку исследуемой водой.
2. Закрываем пробирку часовым стеклом.
3. Интенсивно встряхиваем пробирку.
4. Определяем запах по бальной шкале от 1 до 5.
Затем цветность и прозрачность.
Материалы и оборудование: пробирка, исследуемая вода, пробирка с дистиллированной водой, мерный цилиндр со стеклянным дном, белый лист бумаги.
Ход исследования:
1. Пробирку с исследуемой водой с пробиркой с дистиллированной водой ставим на фоне белого листа бумаги.
2. Сравниваем, как испытуемый образец отличается от дистиллированной воды (цвет, прозрачность, примести).
3. Мерный цилиндр наполняем до отметки 20 мл.
4. Ставим цилиндр на печатный текст.
5. Читаем текст сквозь толщу воды.
Затем, провели физико-химические исследования:
Определение рН воды, хроматов, нитрат-ионов, нитрит-ионов, железа, активного хлора, меди, хрома, никеля, сульфидов.
Материалы и оборудование: исследуемая вода, чашка Петри, набор универсальной индикаторной бумаги со шкалой для рН воды, тест системы для определения хроматов, нитрат-ионов, нитрит-ионов, железа, активного хлора, меди, хрома, никеля, сульфидов..
Ход работы:
1. Исследуемую воду наливаем в чашку Петри.
2. Отрезаем от индикаторной полоски участок 1х1 см.
3. Опускаем полоску в образец воды на 3-10 сек.
4. Через 3 минуты сравниваем окраску участка с образцами шкалы.
Результаты исследования
Результаты проведенных исследований образцов водопроводной воды, взятых в различных районов города Воронежа представлены в таблицах 1, 2.
Сначала мы исследовали органолептические показатели водопроводной воды города. Оценили запах, цвет, прозрачность взятых образцов. Все образцы не имеют запаха, бесцветны и прозрачны.
Проведенный физико-химический анализ проб питьевой воды показал, что исследование образцов на:
- хроматы превышают санитарно-эпидемиологические нормативы по следующим адресам: площадь Детей, 1; ул. Революции 1905 года, 3; пер.Ботанический, 40; Московский пр-т, 143; ул.Солнечная, 31А; ул.Минская, 79;
- рН превышает санитарно-эпидемиологические нормативы по следующим адресам: площадь Детей, 1; ул.Революции 1905 года, 3; Московский пр-т, 143; ул. Минская, 79;
- железо превышают норматив по адресу: ул.Минская, 79;
- сульфиды превышают санитарно-эпидемиологические нормативы по следующим адресам: пер.Ботанический, 40; ул.Минская, 79;
- медь превышает санитарно-эпидемиологические нормативы по следующим адресам: площадь Детей, 1, ул.Революции 1905 года, 3, пер.Ботанический, 40; Московский пр-т, 143; ул.Солнечная, 31А; ул.Минская, 79; ул.Серафимовича, 32; ул.Ленинградская, 2.
Таблица 1. Качество водопроводной воды города Воронежа
Таблица 2 Качество водопроводной воды города Воронежа
Заключение
Проведенный органолептический анализ показал, что все исследованные образцы водопроводной воды, взятые в различных районах города Воронежа, соответствуют нормативам ПДК.
Проведенный физико-химический анализ питьевой воды различных районов города Воронежа показал, что исследованные образцы воды не все соответствуют ПДК по исследуемым показателям. Из исследуемых образцов менее соответствуют санитарно-эпидемиологическим нормативам вода, отобранная в Центральном районе.
Нитраты, хлорида, активный хлор и никель соответствуют нормативам во всех районах города (исходя из исследуемых образцов).
В связи с этим, для поддержания здоровья и хорошего самочувствия просто необходимо использовать в домашних условиях системы фильтрации и очистки воды. А при их выборе учитывать результаты физико-химического анализа воды.
Список литературы
1. Френкель Е.Н. Химия Самоучитель. - М, под редакцией АСТ, 2018 – 458 с.
2. СанПиН 2.1.3684-21 от 28.01.21г. "Санитарно-эпидемиологические требования к содержанию территорий городских и сельских поселений, к водным объектам, питьевой воде и питьевому водоснабжению, атмосферному воздуху, почвам, жилым помещениям, эксплуатации производственных, общественных помещений, организации и проведению санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий".
3. Синюков В.В. Вода известная и неизвестная. М.: изд-во «Знание», 1987 – 578 с..
4. Популярная энциклопедия. Том 3 Наша планета, Москва «Мир», 1985.
Приложение
Приложение 1.
Приложение №2
Фотоматериалы