XXII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование качества питьевой воды города Чкаловска

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Марков М.В. 1

---

1МБОУ Чкаловская СШ №5

Маркова Т.Г. 1

---

1МБОУ Чкаловская СШ №5

Работа в формате PDF

360.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Вода – это жизненно важный ресурс для человека и основа его хозяйственной деятельности. Она играет ключевую роль в поддержании здоровья и обеспечении нормального функционирования организма. Оценка качества воды, особенно важна, поскольку ее потребление может быть связано с наличием вредных для здоровья веществ. Некоторая часть населения получает воду, которая не соответствует потребительским нормам.

Одним из основных аспектов оценки качества питьевой воды является регулярное проведение исследований.

Взрослый человек ежедневно потребляет около 2 литров воды, и поэтому крайне важно быть уверенным в ее безопасности. Использование загрязненной воды может привести к развитию различных заболеваний, таких как анемия, холера и другие.

Кроме того, в разных регионах и для разных целей люди используют воду по-разному. Поэтому важно изучить, соответствует ли вода, которую использует моя семья, питьевым стандартам. Это позволит принять необходимые меры для обеспечения безопасного и качественного потребления воды.

В свете всего вышеизложенного, исследование качества питьевой воды является актуальной и неотъемлемой частью обеспечения здоровья и благополучия человека. Только обладая достоверной информацией о качестве воды, мы можем принимать осознанные решения и предпринимать необходимые меры для защиты себя и своей семьи от вредных последствий непригодной для потребления воды.

Проблема с качеством воды в г. Чкаловск существует уже более 30 лет. Этот вопрос не раз поднимали в местных СМИ (1).Износ водопроводных сетей,неудовлетворительные пробы воды из централизованной сети холодного водоснабжения по санитарно-химическим показателям заставляет жителей города ежедневно ходить на альтернативные источники питьевой воды. В своей работе я решил разобраться, в каких источниках питьевой воды показатели качества воды соответствует нормам.

Всё это определило проблему исследования: качество питьевой воды, которую употребляет в настоящее время жители Чкаловска, в том числе и моя семья.

Цель проекта: оценка качества питьевой воды в г.о.г. Чкаловск.

Объект исследования: питьевая вода города Чкаловск

Предмет исследования: качество питьевой воды.

Методы исследования: наблюдение,теоретическое изучение литературных источников,опрос,описание,экспериментальные, анализ проб воды из разных источников.

Задачи:

1.изучить литературные источники о свойствах воды

2. провести опрос

3. ознакомиться с методикой исследования качества воды

4. оценить качество питьевой воды, провести сравнение показателей проб воды

5. сделать выводы о качестве питьевой воды

Гипотеза: питьевая вода не соответствует стандартам и имеет низкое качество.

Глава 1. Обзор литературных источников

1.1 Роль воды в жизни человека

Вода - одно из самых распространенных веществ на Земле. Она покрывает большую часть земной поверхности. Почти все живые существа состоят в основном из воды. У человека содержание воды в органах и тканях варьирует от 20% (в костной ткани) до 85% (в головном мозге).

Вода играет критическую роль в жизни человека и является необходимым элементом для поддержания здоровья и жизнедеятельности организма. Она составляет около 60% веса взрослого человека и участвует во всех жизненно важных процессах.

Вода не только является основным компонентом клеток, тканей и органов человеческого организма, но также выполняет ряд важных функций. Она помогает поддерживать температуру тела, участвует в пищеварении и транспортировке питательных веществ, а также удаляет шлаки и токсины через мочу и пот.

Пить достаточное количество воды ежедневно необходимо для поддержания оптимального здоровья. Недостаток жидкости может привести к обезвоживанию, что может вызвать проблемы с почками, пищеварением, кожей и другими органами. Поэтому важно употреблять достаточное количество воды каждый день, чтобы поддерживать свое здоровье и хорошее самочувствие.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) примерно 1,2 миллиарда человек страдают от недостатка питьевой воды.

Потребность в питьевой воде постоянно растет. В Чкаловске работает 1 водопроводная станция (Водозаборная станция). Задача этой станции сделать из воды «сырой» - так называют воду в источнике, воду «питьевую» - вода в системе водоснабжения. Между этими понятиями стоит ГОСТ на питьевую воду с жесткими требованиями к качеству воды.

1.2 Требования к питьевой воде

Требования к качеству питьевой воды устанавливаются для обеспечения безопасности и здоровья людей. Вот некоторые основные требования к питьевой воде:

1. Отсутствие микробиологических загрязнений: питьевая вода должна быть свободна от бактерий, вирусов и других микроорганизмов, которые могут вызвать заболевания.

2. Отсутствие химических загрязнений: вода должна быть безопасной для употребления, то есть не содержать токсичных химических веществ, таких как тяжелые металлы, пестициды, фториды и другие загрязнители.

3. Нормирование содержания минеральных веществ: питьевая вода должна содержать определенное количество минеральных веществ, таких как кальций, магний и калий, чтобы обеспечить здоровье человека.

4. Прозрачность и цветность: вода должна быть прозрачной и без посторонних включений или изменений цвета, что может свидетельствовать о загрязнении или наличии примесей.

5. Нормирование уровня растворенного кислорода: питьевая вода должна содержать достаточное количество кислорода для поддержания жизни организмов.

6. Контроль уровня pH: Вода должна иметь оптимальный уровень pH (кислотности) для сохранения здоровья человека и предотвращения коррозии трубопроводов.

7. Отсутствие запаха и вкуса: Питьевая вода не должна иметь неприятного запаха или вкуса, который может указывать на наличие загрязнений.

Эти требования регулируются соответствующими нормативными документами и стандартами в каждой стране или регионе. Обеспечение качественной питьевой воды является одним из ключевых аспектов общественного здравоохранения.

В Российской Федерации действуют ГОСТ Р 51232 — 98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля»и санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения»(6).

«Состав и свойства воды при любом типе водоисточника, способе обработки воды и конструктивных особенностях водопроводной сети должны обеспечивать безопасность её в эпидемическом отношении, безвредность химического состава и благоприятные органолептические свойства».

1.3 Водоснабжение города Чкаловска

Население города Чкаловска для питьевых целей использует воду из поверхностного источника водоснабжения - Горьковского водохранилища, который относится к водоемам 1 категории водопользования. Качество воды Горьковского водохранилища в черте города Чкаловска в приплотинной части водохранилища в 2009 году соответствовало 3 классу разряда Б очень загрязненных вод (5).

Вода поступает в водозабор в городе Чкаловск из реки Волга. Важно отметить, что перед тем как вода попадет в систему водоснабжения города, она проходит через процесс очистки и обработки, чтобы обеспечить её безопасность и соответствие стандартам качества питьевой воды. Контроль качества воды осуществляется соответствующими органами и службами для обеспечения безопасности питьевой воды для жителей города Чкаловск.

Очистка питьевой воды - это процесс удаления загрязнений, микроорганизмов, химических веществ и других примесей из воды с целью сделать её безопасной для употребления человеком.

Существует несколько методов очистки питьевой воды, которые могут применяться в зависимости от источника воды и степени загрязнения.

Основных методы очистки, используемые на водозаборе:

1. Фильтрация.

2. Хлорирование. Хлорирование воды является эффективным методом для уничтожения бактерий и вирусов. Хлор добавляется в воду для дезинфекции и уничтожения патогенов.

Кроме водозабора из поверхностных источников в городе Чкаловске расположены водозаборы подземных источников - артскважины. Также местные жители пользуютсяродниками, расположенными на территории г. Чкаловска.

По результатам проведенного мною опроса натерритории города Чкаловска 52,2% городского населения пользуются источниками нецентрализованного водоснабжения. В качестве источников нецентрализованного водоснабжения используется общественные шахтные и трубчатые колодцы. В виду того, что колодцы документально не принадлежат ни одному коммунальному предприятию города, техническое обслуживание их не осуществляется, очистка и дезинфекция не проводится. Контроль за качеством воды в колодцах ведется не в полном объеме.

1.4 Определение качества питьевой воды

Качество воды определяется с помощью показателей, которые помогают оценить безопасность воды для употребления. Показатели качества воды можно разделить на физические(органолептическим), химические и бактериологические.

Физические параметры качества воды:

К ним относят следующие показатели:

Температура колодезной воды должны находится в диапазоне 7-12°С. Если вода теплее, она перестает быть освежающей. Вода холоднее 5°С становится опасной для здоровья из-за риска получить простудное заболевание.

Цветность — это посторонняя окраска воды. Цветность является нежелательным органолептическим показателем. Количественно цветность оценивают в градусах платиново-кобальтовой шкалы.

Мутность — видимое содержание в воде взвешенных веществ. Мутность измеряют в мг/л. Как правило, чистая артезианская и колодезная вода имеет малую мутность.

Запах. Присутствие в воде растворенной органики отрицательно влияет на органолептические показатели качества воды. Вода может приобретать посторонний неприятный запах — гнили, земли, рыбы, запах нефтепродуктов, хлорфенола и т.п. Одновременно наблюдается увеличение цветности и повышенная вспениваемость, что в итоге оказывает неблагоприятное воздействие на человека и живые организмы.

Исследованиями установлено, что изменения физических свойств питьевой воды оказывают заметное физиологическое воздействие на организмы: изменяется секреция желудочного сока, повышается или понижается острота зрения, изменяется частота сердечных сокращений.

Химические показатели качества воды

РН- при измерении качества воды рН покажет вам, насколько кислой или щелочной является вода. Кислая вода всегда будет состоять из большего количества ионов водорода. С другой стороны, основная вода содержит больше гидроксильных ионов.

Щелочность- указывает на кислотонейтрализующую способность воды. Вероятно, наиболее распространенной причиной измерения щелочности образца воды является определение того, сколько соды и извести необходимо добавить в воду для ее смягчения. Процесс умягчения воды особенно полезен для уменьшения коррозии в котлах.

Если вода щелочная, это означает, что ее pH не ниже 7,0. Присутствие ионов бикарбоната, ионов карбоната и ионов гидроксида увеличивает щелочность воды. Если вы обнаружите, что ваши пробы воды имеют высокую щелочность или кислотность, это указывает на то, что вода каким-то образом загрязнена.

Жесткость - возникает, когда вода содержит высокий уровень минералов. В большинстве случаев подземные воды имеют большую жесткость, чем поверхностные. Измерить жесткость воды можно с помощью колориметра,тест-полоски или тестера на жесткость воды.

В связи с развитием химического производства, металлургической и других видов промышленности, а также ростом количества техногенных отходов, контроль над содержанием тяжелых металлов в окружающей среде, а тем более в воде, становится все более актуальным.

Тяжелые металлы вызывают сердечно-сосудистые заболевания, тяжелые формы аллергии, и даже имеют канцерогенные свойства. Они влияют на генетический фон, так как накапливаются в организме с последующим эффектом действия, проявляющимся в наследственных заболеваниях, умственных расстройствах и т.д.

Токсичность тяжелых металлов выражается в связывании их с функциональными группами белковых и других жизненно важных соединений в человеческом организме.

Оценка качества воды по вышеперечисленным показателям позволяет определить, насколько безопасно употреблять данную воду и принять необходимые меры для её очистки или обработки, если это необходимо.

Кроме этого, есть и другие способы определения качества воды, но я буду рассматривать основные , те которые могу исследовать.

Глава 2. Определение качества воды

2. 1. Изучение источников питьевой воды.

Исследования проводились с ноября 2023 по март 2024 года. Для исследования качества воды использовал простые методы: использование тест- полосок, наблюдение за осадками воды,использование базового оборудованием точки роста, результаты своих исследований сравнил с лабораторными результатами.

ГОСТы, использованные в процессе исследования:

Нормы качества питьевой воды СанПиН 2.1.4.1074-01: ГН 2.1.5 1315-03(6).

Моя семья не использует водопроводную воду для питья и приготовления пищи, а берет её из скважины, мне стало интересно, сколько же людей, жителей города Чкаловска, использует водопроводную воду для приготовления пищи и питья. Именно поэтому, я провелопрос среди жителей города. По результатам опроса стало ясно, чтотолько лишь 8% опрошенных использует водопроводную воду для приготовления пищи и питья.

В городе есть четыре родника: родник Баклово, Змановский родник, Родник Кербатово, Никольский родник и четыре основных артскважины.

Из проведенного мною опросавидно, что самый популярный источник на квартале Ломоносова (54,4%) и этот же источник считают с самой качественной водой (42,6%).

А также, по опросу видно, что меньше 1% опрошенных используют водопроводную воду в качестве питья, но 7,9% опрошенных использует воду из городского централизованного водопровода для приготовления пищи.

В связи со свой занятностью, наша семья пользуется скважиной на улице Белинского, но, когда я был маленьким, мы ходили за водой на Змановский родник.

Меня очень заинтересовал вопрос, а что значит хорошая вода, и есть ли такая вода у нас в городе.

Собирая воду из разных источников для лабораторных исследований, я решил их охарактеризовать их. Подробное описание источников питьевой воды в г.Чкаловске вы можете посмотреть в Приложение 1.

2.2 Методики определения качества воды

Методики, используемые в работе, представлены в Методических рекомендациях, приложенной к цифровой лаборатории и в Инструкции Тест-систем.

Органолептический метод

С помощью органов чувств (зрение, обоняние, вкус) я изучил различные пробы воды. В таблице представлены средние значения (Приложение 4,Таблица №1)

Сравнительный анализ проб воды из скважин и родников при помощи органолептического метода показал, что все пробы не имеют отклонений от нормы и могут употребляться в пищу, а вот у водопроводной воды есть некоторые отклонения

Определение pH

Для проведения эксперимента нам понадобился: мультидатчик, электроды рН и Mg-Caи доп. оборудование из штатива, мерного цилиндра и ноутбук

Цель: Определить рН воды химическим методом.

Оборудование: Пробирка. Универсальная индикаторная бумага

Объект исследования: пробы воды из природных водоемов.

2.3. Анализ результатов проб качества питьевой воды.

Исследование проб питьевой воды полученных с выше перечисленных источников проводилось в три этапа. Исследование химических свойств (pH, Fe, жесткость и щелочность) и органолептические (цветность, мутность, запах, температура) в период с 10 по 15 декабря 2023г, также мне хотелось исследовать воду на наличие тяжелых металлов, исследование проводилось с 15 по 20 января 2024 года, третий этап исследований проходил с 10 февраля по 15 марта.

Следующее, что я сделал, это проанализировал лабораторные исследования и заполнил таблицу со своими измерениями и сравнил их с ГОСТ стандартами. Я проводил органолептические (цветность, мутность) и химические (pH, Fe, жесткость и щелочность) исследования. Также я сравнил лабораторные значения с результатами, полученными в исследование качества воды с помощью оборудования точки роста

Я выяснил, что вода из водопровода не соответствует нормам ГОСТ и употреблять её не безопасно, именно поэтому большинство жители города Чкаловска используют воду из других источников. Результаты исследований приведены в сравнительной таблице химических показателей:

Сравнение органолептических показателей:

Мне очень было интересно исследовать воду на наличие тяжёлых металлов в питьевой воде г.Чкаловска. Для этого мною был приобретены тест –полоски для выявления тяжёлых металлов в воде. Проведенное тестирование не выявило наличие тяжёлых металлов в воде, даже в водопроводной.

2.3. Практическая значимость работы

Проведённое исследование позволило правильно оценить качество воды, которую использует моя семья. На основе полученных результатов можно рекомендовать использование воды для местного населения.

Заключение

Я уже ознакомил с полученными результатами исследования одноклассников моей школы. По моим наблюдениям, у ребят появился повышенный интерес к данной теме. Исследование помогает определить качества различной питьевой воды из разных источников. Наиболее благоприятными образцами питьевой воды является вода из источников Змановский и Кербатово. Убедился, что, невзирая на очистку водопроводной воды, показатели качества воды не соответствуют ГОСТУ. Водопроводная вода сильно отличается от питьевой воды из скважин и родников города. Но употребляя воду из скважин и родников, не стоит забывать о дополнительных мерах очистки воды, как кипячение, фильтрование и прочие.

Подводя итоги, могу сказать, что поставленные задачи достигнуты. Мною изучены органолептические и химические показатели качества воды. Собраны и подвергнуты анализу полученные результаты. Выявлены наиболее благоприятные источники питьевой воды пригодные для питья. Сформулирован и оформлен отчёт о влиянии питьевой воды на здоровье человека, разработаны рекомендации по улучшению качества воды

Литература

1. Алексеев А.И. Химия воды//А.И. Алексеев, А.А Алексеев. - С-Пб: Химиздат, 2007.

2. Быстрых В.В. Гигиеническая оценка влияния питьевой воды на здоровье населения // Гигиена и санитария. - 1998. - №6.

3. Зайцев И. Воды много. А пить нечего? Газета «Труд – 7», 6 апреля 2006.

4. Московский косомолец. НижнийНовгород. Проблема по воде в Чкаловске не решается уже 30 лет статья газ. URL:https://nn.mk.ru/articles/2017/10/18/problema-po-vode-v-chkalovske-ne-reshaetsya-uzhe-30-let.html дата обращения 15.01.2024

5. Постановление об утверждении Схемы водоснабжения и водоотведения города Чкаловска Чкаловского муниципального района Нижегородской области// URL: https://pandia.ru/text/80/031/27601-2.php Дата обращения :15.12.2023

6. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

7. Скоробогатов Г.А., Калинин А.И Осторожно! Водопроводная вода! Ее химические загрязнения и способы доочистки в домашних условиях//. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2003.

Приложение 1

Описание источников питьевой воды в г. Чкаловске

1 ) Родник Баклово

Первый сруб был построен более 100 лет назад. Ключи родника бьют из-под земли. Расположен он выше уровня реки. Имеет выход в реку Санахта. Местность сильно заболочена. Во время обследования был обнаружен осадок серого цвета, но вода прозрачная. Родник оправлен срубом. Температура воды источника +5 градусов (при температуре воздуха – 14 градусов). Зимой родник не замерзает. Вода вкусная, прозрачная. В нескольких шагах от родника находится плотомойка. Координаты: 56.759633 43.252381

Отзыв: Этим родником пользуется много людей, так как он находится рядом с домами. Но набирать воду из родника не удобно, приходиться сильно наклоняться (вставать на колени), чтобы набрать воды и есть возможность уронить сосуд или упасть самому. В зимнее время очень скользко.

2) Змановский родник

Р одник получил свое название по наименованию ранее существующей на этом месте д. Зманово. Овраг очень глубокий и, по отзывам местного населения, проживающего вблизи его, он с годами становится еще глубже. Ранее в овраге было 4 родника, но за последние 70 лет, 3 из них прекратили свое существование, и остался только один.

Местность вокруг родника в летнее время сильно заболачивается, вырастает много осоки. Родник имеет выход в реку Волгу, образуя на месте выхода небольшую заводь.

Зимой температура его воды при температуре воздуха - 14 градусов составляет +5 градусов. Вода прозрачная, но безвкусная. Дебит - 0,7 л/ сек. Родник оказывает большое влияние на окружающую местность: образует ручей, в низине болотце. Местных жителей он удовлетворяет, воду используют как в пищу, так и для других хозяйственных нужд. Координаты: 56.772045 43.256705

Отзыв: К роднику достаточно трудно пройти, набирать воду из него тоже неудобно, приходится наклоняться, чтобы набрать воду в сосуд, также есть возможность уронить сосуд или упасть самому. Тем не менее, пока я производил осмотр родника, люди приходили набирать воду.

3 ) Родник Кербатово

Родник Кербатово - два близко находящихся источника. Им более 100 лет. Источники расположены в достаточно глубоком овраге, который выходит к реке Волге. Оба обустроены, оправлены деревянными срубами.

Температура воды родниковой воды +6 градусов (при температуре воздуха -15 градусов). Вода вкусная, прозрачная, через толщу воды в 20 см отлично просматривается мелкий шрифт и цифры. Дебет родника составляет 0,8 литра в секунду. Осадка на поверхности камней не обнаружено. Зимой они не замерзают.

Источники оказывают большое влияние на окружающую местность: отмечены размывы, ручьи, которые при выходе в реку Волгу образуют болото. Вблизи родников растут ивы, тополя, разнотравье.

Отзыв: Сейчас этим родником пользуется малое количество людей, он находится в трудно доступном месте хоть, подниматься и спускаться неудобно, очень крутой спуск, набирать воду из него комфортно: деревянный корпус находится на уровне пояса, наклоняться не надо. Родник обустроен деревянным корпусом. Координаты: 56°46'34.7"N 43°14'52.5"E

4) Никольский родник

Р одник «Никольский» расположен в одноименном овраге. Родник имеет выход в реку Змейка, находясь" в 30 метрах от нее. Положение над уровнем реки приблизительно 1 метр. Оправлен он деревянным срубом. Родник - это 8 ключей. Углубление на 60-80 см: Температура воды зимой + 6 градусов при температуре взноса - 15 градусов. Вода безвкусная, прозрачная, через ее толщину в 25 см отлично виден текст и цифры. Дебет родника составляет 0,08 л/с. Зимой он не замерзает.

Большое влияние оказывает родник на окружающую местность, особенно летом. Скорость течения воды небольшая, поэтому местность сильно заболочена. Летом здесь растет в основном осока. Прямых источников загрязнения не обнаружено. Сруб новый, сверху закрывается крышкой. Раза два в год прочищается, т.к. ключи забиваются песком. Родник существует более 70 лет. Координаты: 56.752542 43.229968

Отзыв: Этим источником пользуется достаточно большое количество людей, хоть он находится далеко от жилых домов, удобная дорожка к роднику и у самого источника, есть ковшик и воронка, которыми удобно наливать воду.

5) Скважины в г.Чкаловск

Ими пользуются многие в городе. В основном они все благоустроены, находятся близко к жилым домам, но имеют один недостаток: мощный напор воды