Задача о воде со многими неизвестными... (Сравнительный анализ качества водопроводной воды в Астраханской и Московской областях на примере ЗАТО Знаменск АО и ЗАТО Краснознаменск МО)

VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Задача о воде со многими неизвестными... (Сравнительный анализ качества водопроводной воды в Астраханской и Московской областях на примере ЗАТО Знаменск АО и ЗАТО Краснознаменск МО)

Мартынова А.В. 1
1Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение муниципального образования "Закрытое административно-территориальное образование Знаменск Астраханской области" "Гимназия № 231"
Ивашиненко Н.Л. 1
1Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение муниципального образования "Закрытое административно-территориальное образование Знаменск Астраханской области" "Гимназия № 231"
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

"Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не опишешь, тобою наслаждаешься, не понимая, что? ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь"... Антуан де Сент-Экзюпери

Вода - основа нашей жизни, без воды человек может прожить не более 5-7 суток. Употребление человеком качественной воды - один из факторов сохранения здоровья.

С развитием цивилизации, ухудшением экологической обстановки в целом, проблема качества потребляемой человеком воды, - выдвигается на передний план. В рамках национального проекта "Здоровье" делается акцент на многие аспекты, которые позволяют сохранить здоровье россиян. А потому, употребление качественной питьевой воды россиян должно быть в центре внимания как муниципалитетов, так и каждого конкретного человека.

Поэтому, тему своего исследования я считаю достаточно актуальной.

Я живу в военном городе (ЗАТО Знаменск) и вспоминала не раз рассказы дедушки, который в 90-е годы участвовал в ликвидации ракет определенного класса, в рамках тогдашней программы разоружения, вместе с американскими экспертами. Тогда наши военные удивлялись, что американцы пили только привезенную, свою бутилированную воду. А все наши граждане пили обычную, водопроводную, даже не задумываясь о её качестве.

С тех пор прошло много времени, грамотность населения значительно выросла, способы очистки водопроводной воды для населения стали совершеннее. Но, насколько отвечает наша вода стандартам ГОСТ, СанПиН и нормам Роспотребнадзора?

Этот вопрос возник у меня после поездки в гости, к родным, в город Краснознаменск Московской области. На кухне, у тёти, стоял кувшин для воды, покрытый белесым налетом. Его периодически чистили, но он вновь покрывался налетом. Тётя объяснила, что у них - жесткая вода. Я подумала, а если представить, что сосуд - это организм человека, то что может случиться с ним?

Мы привыкли, что Москва и Подмосковье - это авангард всего передового. Возник вопрос, почему такая вода? Мне стало интересно узнать, каковы другие параметры оценки качества воды, наряду с мутностью? И если в моем город нет такого налета на кувшине, соответствует ли Знаменская вода качеству по другим показателям?

Поиску ответов на эти вопросы посвящено мое исследование.

Учеными давно установлена прямая связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни. Это неудивительно, учитывая, что по данным ВОЗ около 90% болезней человека вызывается употреблением некачественной воды.

В настоящее время вопросы качества питьевой воды имеют наивысшую актуальность.

Тема исследования:

"Сравнительный анализ качества водопроводной воды в Астраханской и Московской областях (на примере ЗАТО Знаменск АО и ЗАТО Краснознаменск МО)"

Цели исследования:

- выяснить значимость употребления человеком качественной воды;

- провести сравнительный анализ образцов воды, взятой из водопроводных кранов указанных городов;

- выявить степень пригодности для питья с позиций здоровьесбережения;

- формировать культуру ЗОЖ (на основе соблюдения питьевого режима) среди школьников.

Объект исследования:

Показатели качества питьевой воды

Предмет исследования:

Водопроводная вода г. Знаменска Астраханской области и г. Краснознаменска Московской области

Задачи исследования:

- изучить теоретический материал о значимости качественной воды для человека;

- провести анкетирование среди учащихся гимназии (г. Знаменск) по теме исследования;

- провести социологический опрос среди горожан (г. Знаменск, г. Краснознаменск);

- взять интервью у специалистов по водоснабжению;

- изучить методы очистки водопроводной воды;

- провести анализ качества образцов воды по некоторым показателям (в специализированном аналитическом центре анализа воды, г. Москва);

- создать памятку - буклет для одноклассников "Качественная вода - залог нашего здоровья".

Гипотеза исследования:

Предполагаю, если вода почти прозрачна, не имеет достаточно выраженных вкуса и запаха, а также, если содержание хлора, водородный показатель и жесткость воды удовлетворяют ПДК, то такая вода централизованного источника водоснабжения пригодна к применению для питьевого режима.

Методы исследования:

- изучение теоретического материала;

- анкетирование;

- интервьюирование;

- социологический опрос;

- лабораторный (на базе специализированного аналитического центра оценки качества воды, г. Москва);

- анализ;

- сравнение.

1. Основная часть (Теоретическая)

1.1. Новизна исследования

изучены современные методы очистки питьевой воды, проведен сравнительный анализ водопроводной воды двух городов (ЗАТО Знаменск Астраханской области и ЗАТО Краснознаменск Московской области);

проведено определение качества водопроводной воды (исследование в профессиональной лаборатории, выполненное самостоятельно автором данной работы);

выявлена степень пригодности употребления водопроводной воды в этих городах для питьевого режима населения;

даны рекомендации для школьников по использованию водопроводной воды для питья с позиций здоровьесбережения.

1.2. Классификация воды

Вода - это важнейшее вещество на планете, без которого не могут нормально функционировать живые системы.

На сегодняшний день известно, что в природе существует около 1330 видов воды, которые делятся по различным признакам на множество групп, подвидов и типов, например:

1. По ее местонахождению в природе:

- атмосферная - это облака, пар и осадки;

- вода природных источников - речная, морская, родниковая и др.

2. По отношению к поверхности:

- подземные воды, грунтовые и другие;

- поверхностные, или воды всех водоемов.

3. По химическому составу:

- по наличию кальция и магния - мягкая и жесткая;

- по количеству изотопов водорода - легкая, тяжелая и сверхтяжелая;

- по наличию различных солей - пресная и соленая;

- полностью очищенная вода - дистиллированная;

- с повышенным содержанием биологически активных минералов и микроэлементов - минеральная.

4. По степени очистки:

- дистиллированная - самая чистая, но не пригодная для употребления человеком;

- питьевая вода - полезная жидкость из колодцев и артезианских скважин;

- водопроводная вода поступает в дома из различных водоемов после процедуры очистки, но часто не соответствует гигиеническим нормам, поэтому считается хозяйственно-бытовой;

- фильтрованная вода - это обычная водопроводная, пропущенная через различные фильтры;

- существуют ещё сточные воды, загрязненные в процессе жизнедеятельности человека.

5. По способу обработки для лечебных целей:

- ионизированная;

- магнитная;

- кремниевая;

- шунгитовая;

- обогащенная кислородом...

С самого рождения организм человека содержит определенный природой запас воды. Для нормального функционирования организма и его долголетия этот баланс должен находиться на одном уровне. Если масса человека составляет 60 кг, то в его теле содержится около 40 литров воды!

Вода нужна человеку как растворитель питательных веществ. Вода - это среда, в которой протекают различные процессы, связанные с его жизнедеятельностью. Потеря 10% воды вызывает в организме человека целый ряд болезненных расстройств, а потеря 20% - приводит к смерти. Питьевая вода человеку жизненно необходима.

Ежедневно человек должен употреблять около 2,5 литров воды. На состояние нашего здоровья влияет не только количество выпиваемой воды, но и её качество.

Ведь все знают о том, что без воды человек не сможет прожить и быть здоровым. Еще один широко известный факт – пить нужно чистую воду, а примеси и загрязнения удалять с помощью фильтров. Является ли эта информация исчерпывающей, чтобы не навредить здоровью человека?

Согласно санитарным нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 «Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу, и иметь приятные органолептические свойства. Поэтому, целесообразно проверить качество воды из вашего источника - сделать анализ качества воды на соответствие требованиям санитарных норм и правил на питьевую воду. Для выбора системы очистки воды из скважины или колодца важно проверить воду не менее, чем по 15-ти основным показателям.

Требования (нормативы), которым должна соответствовать питьевая вода, изложены в вышеуказанных СанПиН РФ, а также в международных нормативах Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), основные положения которых приведены в Приложении 1.

Я изучила нормативную литературу и выяснила, какими же показателями качества характеризуется вода. В своем исследовании рассмотрю три группы показателей качества воды. 1

1.3. Показатели качества воды

1. Физические рганолептические):

температура,

цветность,

мутность,

привкус,

запах.

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. По требованиям к питьевой воде данный показатель не должен превышать 20 градусов.

Главными «виновниками» цветности воды, являются вымываемые из почвы органические вещества (в основном гуминовые и фульвовые кислоты). Повышенная цветность воды также может свидетельствовать о возможной ее техногенной загрязненности. Наличие гуминовых кислот может приводить к определенной биологической активности воды, повышает проницаемость в кишечнике ионов металлов: железа, марганца и др.

Мутность - видимое содержание в воде взвешенных веществ. Мутность выражается в мг/дм3.

Как правило, чистая артезианская и колодезная вода имеет малую мутность.

Мутность также может быть обусловлена наличием на поверхности и внутри взвешенных частиц различных микроорганизмов, которые защищают их как от химического, так и от ультрафиолетового обеззараживания воды. Поэтому снижение мутности в процессе очистки воды способствует также значительному снижению уровня микробиологического загрязнения.

Запах и привкус воды объясняются присутствием в ней естественных или искусственных загрязнений. Природа запахов и привкусов очень различна, и может быть обусловлена как наличием в воде определенных растворенных солей, так и содержанием различных химических и органических соединений.

Кроме того, следует отметить, что запах и привкус может появиться в воде на нескольких этапах: из исходной природной воды, в процессе водоподготовки (в том числе в водонагревателе), при транспортировке по трубопроводам. Правильное определение источника запахов и привкусов - залог успешности их устранения.

Величина (интенсивность) запаха определяется по 6-ти бальной шкале. Например, запах тухлых яиц обусловлен наличием в воде сероводорода (Н2S), а также присутствием сульфатредуцирующих бактерий, вырабатывающих этот газ, а гнилостный запах обусловлен присутствием в воде природных органических соединений. Химические запахи (например, бензиновый, фенольный) указывают на антропогенный характер загрязнений.

Вкус воды обусловлен растворенными в воде природными веществами, каждое из которых придает воде определенный привкус:

солоноватый - хлоридом натрия;

горьковатый - сульфатом магния;

кисловатый - растворенным углекислым газом или растворенными кислотами.

Приятный или неприятный вкус воды обеспечивается как наличием, так и концентрацией находящихся в ней примесей.

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.

2. Химические показатели качества воды:

жесткость,

активная реакция (pH),

окисляемость (БПК и ХПК),

минерализация (содержание растворенных солей),

железо

марганец

азот аммонийный2

Жесткость. Этот показатель характеризует свойство воды, связанное с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния (так называемых «солей жёсткости»).

Вода с большим содержанием таких солей называется жёсткой, с малым содержанием - мягкой.

Численное выражение жёсткости воды - это концентрация в ней катионов кальция и магния. По ГОСТ Р 52029-2003 жесткость выражается в градусах жесткости (°Ж), что соответствует концентрации щелочноземельного элемента, численно равной 1/2 его моля, выраженной в мг/дм³ (г/м³) (1 °Ж = 1 мг-экв/л(миллиграмм-эквивалент на литр). Количественно измеряется в мг-экв/л Вода глубоких подземных источников имеет более высокую жесткость (8-10 мг-экв/л), а поверхностных источников - относительно небольшую (3-6 мг-экв/л).

Различают временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную) жёсткость.

Временная жёсткость обусловлена гидрокарбонатами кальция и магния (катионов Ca2+ и Mg2+ и анионов HCO3-).

При кипячении воды гидрокарбонатные анионы вступают в реакцию с этими катионами и образуют с ними малорастворимые карбонатные соли, которые осаждаются на нагревательных элементах в виде накипи белого цвета, называемой в "простонародии" известью.

Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3↓ + H2O + CO2

Временную жесткость можно устранить кипячением - отсюда и ее название.

Постоянная (некарбонатная) жесткость воды вызвана присутствием солей, не выпадающих в осадок при кипячении. В основном, это сульфаты и хлориды кальция и магния (CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2). Следует отметить, что именно присутствие соли CaSO4, растворимость которой с повышением температуры воды понижается, приводит к образованию плотной накипи.

Вода с высокой жесткостью наносит большой вред бытовым электронагревательным приборам, образуя накипь и тем самым вызывая их перегрев и разрушение, образует неприятные матовые налеты на сантехнике; в ней плохо пенятся мыло и шампуни, а поэтому увеличивается их расход.

Жесткая вода сушит кожу и вредит волосам; отрицательно влияет на качество приготовленной пищи, полезные вещества которой могут образовывать с солями жесткости плохо усваиваемые организмом соединения.

Жесткая вода вредна и для организма человека: увеличивается риск развития мочекаменной болезни, нарушается водно-солевой обмен.

Иногда в качестве характеристики встречается показатель«полная жесткость» воды, равный сумме постоянной и временной жесткости.

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.

Водородный показатель (pH) показывает активность ионов водорода (или гидроксид-ионов). При pH=7 вода нейтральная, при pH меньше 7 - кислая, при pH больше 7 - щелочная; рН представляет собой логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком, т.е. pH = -logH+1. Величина рН определяется количественным соотношением в воде ионов Н+ и ОН-, образующихся при диссоциации воды. Если ионы ОН- в воде преобладают, что соответствует значению рН>7, то вода будет иметь щелочную реакцию, а при повышенном содержании ионов Н+, что соответствует рН<7, вода имеет кислую реакцию. В очищенной дистиллированной воде эти ионы уравновешивают друг друга и ее рН приблизительно равен 7.

При растворении в воде каких-либо веществ баланс упомянутых ионов нарушается, а, следовательно, произойдет изменение рН. Например, даже при хранении в открытой емкости очищенная вода в следствие поглощения углекислого газа из воздуха будет иметь кислую реакцию:

СО2 (газ) + Н2О ---> + >+ HCO3-

В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и многие другие ее характеристики.

Обычно уровень рН для воды, используемой в хозяйственных и питьевых целях, нормируется в пределах интервала 6-9.

Окисляемостьхарактеризует 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.

Показатель, характеризующий интегральную загрязненность воды, т.е. содержание в воде окисляющихся органических и неорганических примесей, которые в определенных условиях способны окисляться сильным химическим окислителем. К упомянутым выше загрязнителям относятся в основном органические вещества - для воды из поверхностных источников, и неорганические ионы (Fe2+,Mn2+, и т.п.) - для воды из артезианских скважин.

Различают несколько видов окисляемости воды: перманганатную (ПМО), бихроматную, иодатную. Как видно из названий - при этом для проведения химического анализа воды используются соответствующие окислители. Показатель окисляемости - мгО2/л. Это количество миллиграмм кислорода, эквивалентное количеству реагента (окислителя), пошедшего на окисление веществ, содержащихся в 1 л воды.

Величина бихроматной окисляемости обычно используется для определения такого важного показателя воды как ХПК — химическая потребность в кислороде. ХПК используется для характеристики загрязненных природных поверхностных вод, а также для сточных вод. Этот показатель свидетельствует о степени биогенной загрязненности воды.

Бихроматная окисляемость позволяет получить значение наиболее полно характеризующее присутствие органических загрязнителей, за исключением таких химически инертных веществ как бензин, керосин, бензол, толуол и т.п. Считается, что при определении этого показателя окисляются до 90% органических примесей.

На практике для характеристики питьевой воды обычно используется показатель перманганатная окисляемость (ПМО) или перманганатный индекс (ПМИ). Чем больше значение ПМО, тем выше концентрация загрязнителей. Отметим, что величина перманганатной окисляемости ниже, чем значение, полученное для бихроматной примерно в 3 раза.

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.

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.

Величина сухого остатка влияет на вкусовые качества питьевой воды. Человек может без риска для своего здоровья употреблять воду с сухим остатком до 1000 мг/л. При большем значении вкус воды чаще всего становится неприятным горько-соленым. Следует также отметить, что у воды с низким уровнем сухого остатка вкус может отсутствовать и употреблять ее тоже не очень приятно.

Железо.Его токсичное влияние на организм человека незначительно, но все же употребление питьевой воды с повышенным содержанием железа может привести к отложению его соединений в органах и тканях человека.

В общем случае в воде железо может встречаться в свободной форме в виде двух- и трехвалентных ионов:

Fe2+, как правило, в артезианских скважинах при отсутствии растворенного кислорода. Вода с повышенным содержанием такого железа может быть первоначально прозрачна (Fe2+), но при отстаивании или нагреве приобретает желтовато-бурую окраску. Это происходит в результате окисления растворенного железа до Fe3+ с образованием нерастворимых солей трехвалентного железа:

Fe3+ - содержится в поверхностных источниках водоснабжения в так называемом окисленном состоянии, и, как правило, в нерастворимом виде.

Существует еще одна форма присутствия железа в природной воде - это органическое железо. Оно встречается в воде в разных формах и в составе различных комплексных соединений трехвалентных ионов железа с растворенными неорганическими и органическими соединениями, и, главным образом, с солями гуминовых кислот - гуматами. Повышенное содержание такого железа наблюдается в болотных водах, и вода имеет бурое или коричневатое окрашивание.

Органические соединения железа, как правило, растворимы или имеют коллоидную структуру (коллоидное железо) и очень трудно поддаются удалению. Коллоидные частицы из-за своего малого размера и высокого поверхностного заряда, который не позволяет частицам сближаться и препятствует их укрупнению, предотвращая образование конгломератов, создают в воде суспензии и не осаждаются, находясь во взвешенном состоянии и, тем самым, обуславливают мутность исходной воды.

На вкус такая вода имеет характерный неприятный металлический привкус, образует ржавые подтеки. Присутствие в воде коллоидного железа способствует развитию железистых бактерий, что еще больше ухудшает вкусовые качества воды и вызывает отложение осадка на внутренней поверхности трубопроводов и санитарно-технического оборудования вплоть до их полного засорения.

Марганецвходит в состав многих ферментов, гормонов и витаминов, которые влияют на процессы роста, кровообразование, формирование иммунитета. Однако, повышенное его содержание в воде может оказывать токсический и мутагенный эффект на организм человека.

Вода с повышенным содержанием марганца обладает металлическим привкусом. Его присутствие приводит к значительно более быстрому износу бытовой техники и систем отопления, поскольку он способен накапливаться в виде черного налета на внутренних поверхностях труб с последующим отслаиванием и образованием взвешенного в воде осадка черного цвета. Кроме того, повышенное содержание марганца приводит к образованию черных пятен на посуде, белом белье при стирке, окрашивает ногти и зубы в серовато-черный цвет.

Также существуют «марганцевые» бактерии, которые, как и «железистые» бактерии, могут развиваться в такой воде и становиться причиной зарастания и закупорки трубопроводов.

Азот аммонийный(NH3 и NH4+). Показатель, чаще всего характеризующий наличие в воде органических веществ животного или промышленного происхождения. Источниками азота аммонийного являются: животноводческие фермы, хозяйственно бытовые сточные воды, сточные воды с сельскохозяйственных угодий, предприятий пищевой и химической промышленности.

Указанные соединения являются главным образом продуктами распада мочевины и белков. Лимитирующая величина показателя «аммонийный азот» -токсикологическая. По нормам СанПиН содержание в воде аммония не должно превышать 2,0 мг/л.

3. Микробиологические показатели качества воды:

общее микробное число бактерий;

содержание бактерий группы кишечной палочки (общие колиформные бактерии и колифаги)

споры сульфитредуцирующих клостридий и др.3

В зависимости от характеристик водного источника с целью безопасности воды могут проверяться и такие показатели, как паразитологические и радиологические.

Бактериологические показатели воды нормируют содержание в воде бактерий и патогенных микроорганизмов. Микробное число - это число бактерий, содержащееся в 1 мл воды. Для водопроводной воды этот показатель не должен превышать 100.

В поверхностные источники водоснабжения бактерии и микроорганизмы попадают вместе со сточными водами и дождевыми стоками, с животными. Вода из артезианских источников отличается низкими показателями бактериального загрязнения (микробное число не более 30).

Бактерии разделяют на патогенные (болезнетворные), и сапрофитные (осуществляющие переработку отмерших растительных или животных организмов).

Косвенный показатель бактериологического загрязнения воды определяется по содержанию в ней бактерии кишечной палочки. Единица измерения - коли-титр или коли-индекс. Коли-титр - это объем воды (в мл) в котором содержится одна единица кишечной палочки. Для питьевой воды коли-титр должен быть равен 300 или более. Коли-индекс - показатель, обратный коли-титру, или число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды. Коли-индекс для питьевой воды - не более 3.

2. Основная часть (Практическая)

2.1. На подступах к эксперименту

После изучения теоретического материала о значении воды для человека, о свойствах воды, об основных показателях, определяющих качество питьевой воды, в той или иной степени влияющих на здоровье людей, я решила выяснить, какую по качеству воду мы пьем в нашем городе? Что знают об этом мои одноклассники? Какие методы очистки воды используют на нашей фильтровальной станции? И нужна ли дополнительная очистка водопроводной воды, поступающей уже непосредственно в квартиры горожан?

В рамках исследования по заявленной теме, я провела анкетирование среди учащихся нашей гимназии, вопросы анкеты приводятся в Приложении 2.

Результаты анкетирования представлены на диаграммах в Приложении 3.

По анализу анкет мною были сделаны следующие выводы:

1. Употребляют в пищу:

- лишь 12% учащихся употребляют водопроводную (нефильтрованную) воду;

- 48% употребляют для питья фильтрованную воду;

- 32% составляет кипяченная вода;

- 8% - бутилированная.

2. Большинство учащихся осознают, что от качества питьевой воды и здорового образа жизни зависит нормальное состояние организма (70%);

3. 27% учеников придерживаются нормы дневного употребления чистой воды - 2,5 литра;

4. 10% опрошенных расценивают состояние питьевой воды в г. Знаменске как "Нормальное", 60% опрошенных считают, что состояние воды можно улучшить;

5. Участники опроса не обладают информацией о методах очистки питьевой воды в городе; треть опрошенных хотела бы познакомиться с ними.

Анализ данных результатов данного анкетирования был положен в основу содержания просветительского буклета "Вода - залог здоровья", который был подготовлен мною для одноклассников по итогам исследования.

Как уже оговаривалось в начале работы, сравнительный анализ образцов воды я проводила на основе исследования водопроводной воды, взятой в городах Знаменск Астраханской области и Краснознаменск Московской области.

Поэтому, в рамках своего исследования я также провела социологический опрос среди населения указанных городов.

Респондентам был задан вопрос: Какую воду Вы употребляете для питьевого режима?

Ответы жителей представлены на диаграмме в Приложении 4.

Как видно из диаграммы, 34% жителей г. Знаменска употребляют для питьевого режима водопроводную воду, в то время, как 51% жителей Краснознаменска используют фильтрованную воду.

Тем респондентам, которые употребляют в качестве питьевой водопроводную воду, был задан следующий вопрос: "Почему Вы отдаете предпочтение именно этому источнику питьевой воды"?

Ответы этих респондентов также представлены в Приложении 4.

Из проведенного социологического опроса я сделала следующий вывод: большинство Знаменцев употребляют водопроводную воду, потому, что это доступно по бюджету (72%); а в Краснознаменске из тех, кто употребляет водопроводную воду - высоко доверие к Службе водоканала (64%).

Тогда у меня возник следующий ряд вопросов: "А как работают службы по очистке воды в этих городах? Каково реальное качество воды, прошедшей систему очистки при подаче в квартиры горожан? И какая вода течет из-под крана у жителей этих городов"?

Для поиска ответов на эти вопросы я задалась целью узнать о работе городских водоснабжающих предприятий не только из интернет-источников.

2.2. Ознакомительные экскурсии на водоснабжающие предприятия

Я задумалась: с чего же начать своё практическое исследование? Известно, что водопроводная вода проходит путь от её природного источника (река) до водопроводного крана городских квартир, они и являются крайними звеньями цепи. Но существует ещё их связующее звено - водозаборная и фильтровальная станция. Именно на фильтровальной станции воду очищают , после чего она попадает в наши дома. Поэтому она и стала объектом моего посещения. В процессе работы над темой исследования я узнала, что с апреля 2011г. МП "Теплосети" МО ЗАТО Знаменск Астраханской области является правопреемником МУП "Водоканал". 4В сентябре 2019г. мне удалось попасть на фильтровальную станцию МП ЗАТО Знаменск "Теплосети". Там я побеседовала с заместителем директора Лускатовым Алексеем Васильевичем. Из этой беседы я узнала, что:

Система водоснабжения ЗАТО Знаменска представляет собой комплекс инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из поверхностного источника водоснабжения (река Ахтуба), подачи ее на водопроводные очистные сооружения, хранения и транспортировки питьевой воды потребителям.

В систему водоснабжения ЗАТО Знаменск входят две плавучие насосные станции (ПНС), расположенные на реке Ахтуба, фильтровальная станция (ФС), насосные станции II, III подъёмов, повысительные водопроводные насосные станции (ПВНС), система водопроводных коллекторов, уличные и квартальные сети.

Фильтровальные станции:

ФС № 1 находится в черте городской застройки; она была построена в 1953г. с проектной производительностью 2,00 тыс. м3/сут., но с 2011г. законсервирована, в технологическом процессе не задействована.

ФС № 2, ФС № 3, ФС № 4 находятся за пределами города в северо-западной его части, в районе федеральной автомобильной трассы Волгоград-Астрахань. ФС № 2 (1963г.): производительность проектная - 22,5 тыс. м3/сут.; ФС № 3 (1975г.): производительность проектная 12,5 тыс.м3/сут.

ФС № 4 (1991г.): производительность проектная - 13,4 тыс. м3/сут. Находится в резерве, выведена в 2007 г. в технологическом процессе не задействована.

На действующих фильтровальных станциях ФС № 2, №3 принят следующий метод очистки исходной воды - осветление и обеззараживание.

В трубопровод исходной воды, поступающей из р. Ахтуба, перед вертикальным вихревым смесителем подаются реагенты: коагулянт, флокулянт и водный раствор хлора. В смесителе происходит интенсивное перемешивание реагентов с исходной водой в результате чего начинается процесс коагуляции, т. е. образование хлопьев. Коллоидные частицы, обладая электрическим зарядом, взаимно отталкиваются, что препятствует их укрупнению. Для устранения этого препятствия в обрабатываемую воду вводят коагулянт, в данной схеме сульфат алюминия, который, при взаимодействии с коллоидными частицами, образует крупные хлопья, быстро выпадающих в осадок. Для ускорения процесса коагуляции в воду вводят флокулянт - полиакриламид, (в данной схеме используется Праестол100). Далее, вода из смесителя подается в осветлители со взвешенным осадком коридорного типа, состоящие из двух рабочих камер и шламоуплотнителя. В осветлителях происходит пропуск воды через слой образовавшегося взвешенного осадка. При этом, происходит дальнейшее укрупнение хлопьев, которые выпадают в осадок. Осветленная вода отводится по желобам осветлителей, попадает в трубопровод осветлённой воды и, далее, на доочистку скорыми фильтрами. Избыточное количество осадка периодически сбрасывается в промышленную канализацию, производится продувка рабочих камер и шламоуплотнителей осветлителей со взвешенным осадком.

После осветления воды в осветлителях со взвешенным осадком ее фильтруют. На ФС №2 используются скорые открытые фильтры, которые содержат в качестве фильтрующих материалов гравийную-щебеночную загрузку и кварцевый песок различных фракций. Скорость фильтрования составляет 5,5-10м/час.

По мере фильтрования воды через фильтры происходит загрязнение фильтрующей загрузки, что снижает их эффективность. Требуется промывка фильтров, которая производится несколько раз в сутки. В качестве промывочной используется питьевая вода из резервуаров чистой воды.

После фильтрации воды производится дохлорирование воды (вторичное хлорирование) до дозы остаточного хлора 0,3-0,5мг/л, что соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода».

Для хлорирования воды на ФС жидкий хлор доставляется из г. Волгограда по дороге федерального значения автомобильным транспортом. Поставка ЗАО «Хлорактив» в контейнерах массой нетто 974кг.

Очищенная и обеззараженная вода должна удовлетворять требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода».

Для хранения питьевой воды, обеспечения потребителей в часы пикового водоразбора и нужд пожаротушения используются три железобетонных заглубленных резервуара чистой воды (далее по тексту - РЧВ) емкостью по 2000м3 каждый, расположенные на территории ФС №2-3.

Анализы проб воды производятся аккредитованными лабораториями Санэпиднадзора г. Знаменска, г. Ахтубинска, г. Волгограда по показателям, описанным в начале моей работы: микробиологические показатели; мутность, общая жесткость, окисляемость перманганатная, нефтепродукты, остаточный алюминий, железо, марганец, нитраты, нитриты, сульфаты, аммиак, хлориды, поверхностно-активные вещества (ПАВ), медь, свинец, кадмий, цинк, ртуть, мышьяк, пестициды, альфа и бета радиоактивность.

Результаты проводимых лабораторных анализов свидетельствуют, что на момент разработки настоящей схемы водоснабжения применяемая технологическая схема очистки и подготовки воды соответствует требованиям обеспечения нормативов качества, а предоставляемая потребителям питьевая вода соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Всем известно, что питьевая вода, предназначенная для потребления человеком, должна отвечать следующим гигиеническим требованиям:

- быть безопасной в эпидемическом и радиационном отношении;

- быть безвредной по химическому составу;

- иметь благоприятные органолептические свойства.

В связи с этим, ряд предприятий «Водоканал» РФ перешли на обеззараживание питьевой воды современным и максимально безопасным для потребителей метод очистки и обеззараживания воды - системы «РАСКАТ» 0500-0250 и установки «АКВАхлор-А500». Это - электролизные системы нового поколения мембранного типа вырабатывающие высоко активный дезинфицирующий раствор - Анолит.

Анолит заменяет все известные дезинфицирующие растворы (хлорная известь, хлорамин, гипохлорит натрия, диоксид хлора и т.п.). Основным преимуществом анолита перед традиционно применяемыми средствами является физиологическая безвредность и биосовместимость. К перечню преимуществ анолита оносится: сильное бактерицидное действие; не образует побочных продуктов хлорирования и озонирования; безопасен для людей и окружающей среды; обеспечивает пролонгированное обеззараживание водопроводных сетей; позволяет снизить норму вводимого хлора.

Системы «РАСКАТ» и «Аквахлор-А500» с успехом заменяют баллоны и контейнеры с жидким хлором на станциях очистки воды.

В беседе с заместителем директора МП "Теплосети" Лускатовым А.В. я узнала и о проблемах, связанных с водоснабжением города.

Так, до 85% водопроводных труб ЗАТО Знаменск составляют стальные трубы, проложенные более 50 лет назад, в связи с чем их износ составляет 80,92%. Трубопроводы подвержены сильной коррозии, что приводит к ежедневно возникающим порывам на сетях водоснабжения.

Строительные конструкции РЧВ (днище, стены и крыша), подверглись разрушению с отслоением бетона и оголением арматуры. Подающие трубопроводы чистой и промывной воды подверглись коррозии и покрылись известковыми отложениями. Данные обстоятельства ведут к ухудшению санитарно-гигиенических показателей чистой воды, хранящейся в резервуарах, создают угрозу подтопления машинного зала НС-IIп., расположенной рядом с резервуарами чистой воды. Требуется капитальный ремонт резервуаров чистой воды с заменой трубопроводов и запорной-регулирующей арматуры.

Износ зданий и сооружений фильтровальных станций составляет 51,6 %.

Износ водопроводных коммуникаций составляет почти 81%, а протяженность нуждающихся в срочной замене водоводов на время разработки схемы водоснабжения - 118км. В данных обстоятельствах качество питьевой воды в процессе транспортировки не ухудшается за счет содержания в воде остаточного хлора в пределах 0,3-0,5мг/л, что соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

В 2007г. на основании экспертного заключения ЗАО «Экотор» руководством ЗАТО Знаменск, совместно с МП «ВКХ», было принято решение о строительстве новой, современной фильтровальной станции ФС № 5, но на сегодняшний момент она в эксплуатацию не введена.

Я сделала вывод: в создавшихся обстоятельствах водопроводные трубы, фактически, являются вторичным источником загрязнения питьевой воды. Требуется постепенная замена стальных водопроводных труб на современные полиэтиленовые трубопроводы, запорно-регулирующую арматуру, обладающие коррозионной устойчивостью, имеющие срок эксплуатации 50 лет.

Я провела анализ протоколов измерений проб питьевой воды на выходе из Фильтровальной станции №4 (г. Знаменск). Контроль показателей на их соответствие ведется аккредитованной измерительной лабораторией ООО "ГК Дом науки и техники" (г. Волгоград). Исследования проб проводятся систематически, по графику в разводящей сети. Согласно протоколам, вода удовлетворяет всем требованиям, установленным СанПин 2.1.4.1074-01 (Приложение № 5).

В г. Краснознаменск мне удалось взять небольшое интервью у инженера-химика МУП "Водоканал" Светланы Викторовны Новиковой. Из беседы с ней я узнала, что для хозяйственно-питьевого водоснабжения городского округа Краснознаменск в качестве основных источников водоснабжения используются пресные подземные воды. МУП "Водоканал" осуществляет подъем воды из артезианских скважин. Год бурения скважин различный: от 1969 до 2004. Система центрального водоснабжения г. Краснознаменск состоит из 2 ВЗУ, которые включают в себя 17 артезианских скважин, 7 резервуаров чистой воды, 3 насосных станций второго подъема и 2 станций обезжелезивания, уличные и квартальные сети.

Из артезианских скважин вода подается через станции обезжелезивания в резервуары чистой воды, а затем насосными станциями второго подъема подается в водопроводную сеть потребителям.

Вода, поднятая на скважинах ВЗУ «ГВЗС», по напорным водоводам диаметрами 150-200 мм, ПНД, через сборный коллектор диаметром 400 мм, поступает на скорые фильтры открытого типа станции обезжелезивания (СТО), производительностью 15000 м3/сут. Через аэрационную воронку, служащую для насыщения исходной воды кислородом с целью окисления двухвалентного железа до трёхвалентного, вода изливается в сборный карман со скоростью 0,23 м/с. Из кармана, вода по желобам поступает в железобетонные фильтры (6 шт.), с размерами в плане 4,72 х 2,65 м. Материал загрузки фильтров – кварцевый песок. Пройдя через фильтрующий слой со скоростью фильтрации 5-7 м/час, с образованием осадка гидрата окиси железа, очищенная вода попадает в дренажное устройство - центральный коллектор диаметром 100 мм с системой распределительных труб диаметром 80 мм. Для промывки фильтров, с целью удаления загрязнений используется существующая водонапорная башня с баком, вместимостью 200 м3. При помощи насосного оборудования бак наполняется обезжелезенной водой, которая затем самотёком, равномерно, поступает на промывку фильтра. При промывке фильтр выключается из работы, промывная вода подаётся снизу через дренажные устройства и проходит слой фильтрующей загрузки в обратном направлении. Вода взмучивает песок и интенсивно отмывает его от загрязнений. Промывная вода по желобам диаметром 400 мм через сборный карман по трубопроводу отводится в дренажную сеть. После прохождения станции обезжелезивания, вода поступает в 6 резервуаров чистой воды общим объемом 6000м.

Все резервуары чистой воды находятся в удовлетворительном состоянии. На каждом РЧВ установлен прибор контроля уровня воды. После РЧВ вода подается на насосные станции 2-го подъема (НС-2), далее потребителям или на повысительные насосные станции 3-го подъема (НС-3).

Все пробы воды после очистки соответствуют требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01.

Из беседы с химиком МУП "Водоканал" Светланы Викторовны Новиковой я узнала, что в городском округе Краснознаменск существуют (в основном, аналогичные Знаменским) следующие проблемы, связанные с качеством питьевой воды:

- износ сетей водоснабжения составляет 80%.

- существующие водопроводные сети требуют реконструкции в связи с длительным сроком эксплуатации и значительным износом;

- скважина №5 признана аварийной, с 2010 года не эксплуатируется и подлежит тампонажу;

- со 2 квартала 2013 года прекращено действие канала связи оператора ЗАО «Фирма Социнтех» г. Москва, используемого для оперативного контроля в системе АСКДУВ, и соблюдения мер безопасности объектов жизнеобеспечения города (систем водоснабжения и водоотведения);

- в связи с выполнением требований СанПиН «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения», значительным износом сетей холодного водоснабжения, процессами коррозии, обрастания внутренней поверхности трубопроводов, - на предприятии возникает необходимость, особенно в летний период времени, обеззараживания воды, подаваемой в город – внедрение в технологическую схему водоподготовки установки обеззараживания;

- для повышения эффективности очистки воды, подаваемой потребителям города станция технического обезжелезивания ВЗУ«ГВЗС», эксплуатируемая с 1981 г., требует проведения реконструкции всех 6-ти фильтров с заменой песчано-гравийной загрузки. Наблюдается нарушение герметичности ж/б перегородок, перетекания воды, коррозия дренажной системы, аэрационных труб;

Из анализа протоколов показателей питьевой воды в г. Знаменске и г.о. Краснознаменске, в беседах с руководством МП ЗАТО Знаменск "Теплосети" и последующей экскурсией на объект "Фильтровальная станция" и МУП "Водоканал" г.о. Краснознаменск я познакомилась с некоторыми параметрами, связанными с темой моего исследования: методов очистки воды, показателями качества, производственными мощностями, процентом износа оборудования, проблемами и перспективами развития. Я проанализировала показатели, указанные в протоколах исследования, которые привожу в приложениях № 5, № 6.5

Итак, в результате сбора информации и анализа данных, мною было установлено, что на выходе с очистных сооружений вода (как в г. Знаменске, так и в г.о. Краснознаменске) удовлетворяет всем основным показателям СанПин 2.1.4.1074-01. Мне стало интересно узнать, каково ее качество, когда она доходит до окончательного потребителя?

2.3. Желаемое становится явью... или Мои лабораторные исследования в аналитическом центре анализа качества воды, г. Москва

Мне давно хотелось узнать, как в лабораторных условиях определяют показатели качества воды, подаваемой в квартиры горожан. В школьной лаборатории по химии в нашей гимназии сейчас нет возможности проводить опыты над определением показателей качества воды. А ценой невероятных усилий мне удалось попасть в лабораторию аналитического центра анализа качества воды ООО "МВК ЭКОДАР", г. Москва.

Я побеседовала с заместителем начальника лаборатории аналитического центра - Моисеевой Ольгой Сергеевной. Она озвучила основные направления деятельности центра, чем подтвердила следующее моё предположение: даже если на выходе с очистных сооружений вода удовлетворяет всем основным показателям СанПин 2.1.4.1074-01, всё же, попадая в квартиры горожан, вода подвергается вторичному загрязнению. Причиной этого являются не качество самих очистных сооружений, не их технологии, а централизованная система трубопроводов подачи воды в жилые дома горожан. Старые участки труб становятся дырявыми, ржавыми, кроме того, покрываются хлорорганическими и бактериальными загрязнениями. Поэтому, даже если идеально очищенная вода проходит по сильно изношенным трубам, то она неизменно подвергается повторному загрязнению.

Моисеева О.С. показала мне, как определяют показатели качества питьевой воды в промышленных, лабораторных условиях. Я не только наблюдала, но и принимала непосредственное участие в эксперименте. У меня в наличии было два образца водопроводной воды. Один образец - из водопроводного крана квартиры, где я проживаю в настоящее время (г. Знаменск, Астраханской области), второй - из квартиры, в которой проживает моя тётя и её семья (г. Краснознаменск, Московской области).

Попав в аналитический центр анализа качества воды ООО "МВК ЭКОДАР", я на практике увидела работу прибора - спектрофотометра, который служит для измерения концентрации растворенных веществ по количеству поглощаемого раствором света. Принцип работы прибора основан на том, что различные соединения по-разному поглощают свет с той или иной длиной волны. По количеству прошедшего сквозь раствор света можно выяснить, какие соединения присутствуют в растворе, и определить их концентрации. Проще говоря, спектрофотометры сравнивают поток света, изначально направленный на изучаемый образец, с потоком света, прошедшим через образец или отразившимся от него. Так, с помощью спектрофотометра марки DR/2800 я определила такие показатели образцов воды, как её цветность, содержание в воде веществ аммония, хлора общего. Я наглядно убедилась, что по указанным показателям цветности, содержанию аммоний-ионов и хлорид-ионов образцы воды из г. Знаменска и Краснознаменска полностью пригодны для употребления человеком. (Приложение № 7).

Аналогичную работу мне удалось провести по определению показателя перманганатной окисляемости образцов воды и определению показателей их мутности (приложения № 8 и № 9). Определение перманганатной окисляемости в пробах питьевых, природных и сточных вод титриметрическим методом6, а также измерение мутности в питьевых, природных и сточных водах7было сначала изучено мной теоретически. После чего я провела лабораторные исследования по определению показателей перманганатной окисляемости и мутности образцов водопроводной воды (г. Знаменска и г. Краснознаменска) (Приложения № 8 и № 9).

В своей исследовательской работе в приложениях №№ 7-9 я привожу наглядное сравнение изучения теоретического, инструктивного материала и своих лабораторных исследований.

Проведя лабораторные исследования в аналитическом центре анализа качества воды ООО "МВК ЭКОДАР", я оформила результаты, аккумулировала данные в одну таблицу и сравнила их.

Итоги своих лабораторных исследований привожу в Приложении № 10.

Вывод: лабораторным путем я определила показатели качества образцов питьевой воды, взятых из водопроводных кранов двух городов. В результате исследования я увидела, что оба образца по всем показателям соответствуют нормативам СанПиН 2.1.4.1074-01 «Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Наибольший интерес у меня вызвали показатели "Цветности", "Мутности" и "Перманганатной окисляемости", по которым числовые показатели в г. Знаменске превышают аналогичные Краснознаменские значения.

Я узнала, что эффективно убрать цветность помогают специальные фильтры, монтируемые на входе водопровода в квартиру. Современные системы позволяют удалить из жидкости посторонние взвеси, влияющие на качество воды и ее цветность. Благодаря тому, что картриджи в современных фильтрах являются съемными, их легко можно заменить после загрязнения.

Мы с родителями будем дальше прорабатывать вопрос, чтобы у нас в квартире, на входе в водовод, поставить фильтр для уменьшения показателей цветности и мутности.

3. Заключение

Данная работа для меня имеет огромное практическое значение. Как я уже обозначала в начале своей работы, сегодня, наряду с развитием мировой цивилизации и ухудшением экологической обстановки в целом, на передний план выдвигается проблема качества потребляемой человеком воды. В настоящее время питьевая вода - это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая. Меня очень заинтересовала эта тема, и я серьёзно увлеклась её изучением.

В ходе исследовательской работы были решены следующие задачи:

изучен теоретический материал о значимости качественной воды для человека;

проведены анкетирование одноклассников и социологический опрос горожан по теме исследования;

проведена ознакомительная беседа со специалистами водоснабжающих предприятий;

изучены методы очистки водопроводной воды;

проведен анализ качества образцов воды по некоторым показателям (в специализированном аналитическом центре анализа воды, г. Москва);

Полностью подтвердилась гипотеза, обозначенная в начале исследования.

В результате проведения данной исследовательской работы я приобрела не только расширенные теоретические знания о составе воды и о показателях качества, по которым она оценивается. Я приобрела богатый практический опыт по проведению лабораторного анализа показателей качества образцов воды.

Так, я наглядно увидела, что такое "мутная", "цветная" и "жесткая вода". Я наглядно убедилась, как выглядит повышенная жесткость воды, а ведь она и негативно сказывается на здоровье человека. Так, при умывании, соли жесткости взаимодействуют с моющими веществами и образуют нерастворимые шлаки. Эти шлаки высыхают и остаются в виде микроскопической корки на кожном и волосяном покрове человека. В следствие этого забиваются поры, появляются сухость, шелушение, перхоть... Жесткая вода приводит к заболеванию суставов (артриты и полиартриты), заболеваниям сердечно - сосудистой системы, а также способствует образованию камней в почках, желчном и мочевом пузырях. Поэтому, несомненно, необходимо стремиться у уменьшению данного показателя, но не до предела, так как излишне мягкая воды тоже плоха для организма. Такая вода при регулярном употреблении способна вымывать из организма жизненно необходимые ионы кальция, что может привести к остеопорозу, кариесу.

Проведя сравнительный анализ показателей качества образцов воды, взятых в г. Знаменск Астраханской области и г. Краснознаменск Московской области, я наглядно увидела, что по показателям жесткости Краснознаменская вода хотя и находится в норме, но значительно превосходит Астраханский образец воды. Поэтому моя тётя, живущая в Московской области, поставила у себя в квартире очистительную систему: современный фильтр - умягчитель воды. Он убирает из воды лишние соли жёсткости.

Прошло время... В квартире у тёти по-прежнему стоит графин...но теперь он - кристально чистый! Ведь чистая вода - залог здоровья современного человека.

Тема исследования мне стала очень близка и интересна, я подготовлю выступление на соответствующую тему на классном часе, представлю ребятам свой буклет на тему: "Качественная вода - залог нашего здоровья".

В дальнейшем я буду продолжать развивать свои познания в области исследования химических свойств воды и показателей её качества. И как знать, может быть стану ученым в этой области.

Список литературы

Валова Д.В Аналитическая химия и физико-химические методы анализа. Практикум / В. Копылова, Д. Валова , Е.Паршина. - М.: Дашков и Ко, 2012. - 200 c.

Горлевских, Ольга Григорьевна Аналитическая Химия И Физико-Химические Методы Анализа. Объемный Титриметрический Анализ / Горлевских Ольга Григорьевна. - Москва: Огни, 2008. - 12 c.

Луцик В.И. Физико - химические методы анализа: Учебн. пособие / В.И. Луцик, А.Е. Соболев, Ю.В. Чурсанов - Тверь, 2008. - 208 с.

СанПиН 2.1.4.1074-01 «Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Сидоренко М.А. und Любовь Бузолева Анализ воды по микробиологическим показателям / Марина Сидоренко und Любовь Бузолева. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. - 88 c.

Таубе П.Р. Практикум по химии воды: Учебн. пособие / П.Р. Таубе, А.Г. Баранова - М.: Высшая школа, 1971. - 128 с.

Чарыков, А. К. Карбоновые кислоты и карбоксилатные комплексы в химическом анализе / А.К. Чарыков, Н.Н. Осипов. - М.: Химия. Ленинградское отделение, 1991. - 240 c.

Анализ воды - Консультационно образовательный портал [Электронный ресурс] - 2013// Хлориды в воде: Официальный сайт. - URL: http://a-water.info/vred/xloridy-v-vode/ (дата обращения 16.10.2019).

Как провести спектрофотометрический анализ [Электронный ресурс] https://ru.wikihow.com/провести-спектрофотометрический-анализ (дата обращения 10.01.2020).

Лабораторный химико-аналитический центр МУП ВКХ "Водоканал" [Электронный ресурс] -// http://www.krasnoznamensk.com/infrastructure/7/98.html (дата обращения 10.01.2020).

Методика выполнения измерения мутности в питьевых, природных и сточных водах нефелометрическим методом [Электронный ресурс]// https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293745/4293745364.htm (дата обращения 10.01.2020).

Методика выполнения измерения перманганатной окисляемости в пробах питьевых, природных и сточных вод титриметрическим методом [Электронный ресурс] - //https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293831/4293831991.htm (дата обращения 10.01.2020).

Мутность воды. Прибор для измерения мутности [Электронный ресурс] - // http://www.eurolab.ru/mutnost_i_prozrachnost (дата обращения 15.12.2019).

Очистка воды от цветности [Электронный ресурс] -// https://ochistka-vody.org/informaciya/ochistka_vody_ot_tsvetnosti// (дата обращения 16.12.2019).

Приложение № 1.

Нормативы основных показателей качества воды по требованиям санитарных норм РФ

Показатель

Ед. изм.

СанПиН 2.1.4. 1074-01

Физические (органолептические показатели)

Запах

баллы

2

Привкус

баллы

2

Цветность

градусы

20

Мутность

ЕМФ

2,6

 

или мг/л по каолину

1,5

Химические показатели

Водородный показатель

ед. рН

6-9

Сухой остаток

мг/л

1000

Жесткость общая

мг-экв/л

7,0

ПМО

мг О2

5

Нефтепродукты

мг/л

0,1

ПАВ

мг/л

0,5

Фенольный индекс

мг/л

0,25

Щелочность

мг НСО3

не норм.

Алюминий (Al3+)

мг/л

0,5

Азот аммонийный

мг/л

2

Железо (Fe, суммарно)

мг/л

0,3

Марганец (Mn, суммарно)

мг/л

0,1

Нитраты (по NO3-)

мг/л

45

Нитриты (по NO2-)

мг/л

3

Сульфаты (SO42-)

мг/л

500

Фториды (F)

мг/л

1,5

Хлориды (Cl-)

мг/л

350

Цинк (Zn2+)

мг/л

5

Бактериологические показатели

Термотолер. коли бактерии

Число бактерий в 100 мл

нет

Общие коли бактерии

Число бактерий в 100 мл

нет

Колифаги

Число единиц в 100 мл

нет

Общее микробное число

Число микробов в 1 мл

50

Приложение № 2.

Анкетирование одноклассников

Анкетирование содержало в себе следующие вопросы.

1. Какую воду Вы преимущественно, употребляете для питья?

а) водопроводную (нефильтрованную)

б) фильтрованную

в) бутилированную

г) кипяченную

д) другие варианты

2. Довольны ли Вы качеством водопроводной воды в нашем городе?

а) да

б) нет

в) хотелось бы лучше

г) не задумывался над этим вопросом

3. Можете ли Вы назвать показатели, по которым дается оценка качества водопроводной воды?

4. Знаете ли Вы о методах очистки водопроводной воды, используемых на фильтровальной станции нашего города?

Приложение № 3.

Результаты анкетирования

Приложение № 4.

Социологический опрос.

Вопрос № 1: Какую воду Вы употребляете для питьевого режима?

Вопрос № 2: Почему Вы отдаете предпочтение именно этому источнику питьевой воды"?

Приложение № 5.

Протокол измерений проб питьевой воды на выходе из Фильтровальной станции № 4 (г. Знаменск, Астраханская область), 2019г.

Приложение № 6.

Сведения о качестве питьевой воды из резервуаров чистой воды (город Краснознаменск, Московской области), 2 квартал 2018 год.8

Приложение № 7.

Работа спектрофотометра: инструкция к применению и мои измерения

п/п

Инструкция по работе со спектрофотометром 9

Моя работа, проведение опытов c помощью прибора марки DR/2800 и оформление результатов

Часть 1. Подготовка образцов

Включите спектрофотометр.

Большинству спектрофотометров необходим предварительный разогрев – это помогает получить более точные результаты. Включите прибор и подождите хотя бы 15 минут, прежде чем приступать к измерениям.

   

Приготовьте кюветы и пробирки. Если вы используете многоразовые кюветы или пробирки, перед работой их необходимо как следует вымыть. Тщательно помойте посуду деионизированной водой.

Соблюдайте осторожность при обращении с кюветами, так как они могут быть довольно дорогими.

Не прикасайтесь руками к тем местам на стенке кюветы, через которые будет проходить свет.

   

Залейте в кювету требуемое количество исследуемой жидкости. Максимальный объем некоторых кювет составляет 1 мл, в то время как пробирки могут быть рассчитаны на 5 мл.

Для получения точных результатов необходимо, чтобы луч лазера проходил через жидкость и не задевал пустую часть емкости.

   

Приготовьте контрольный раствор. Контрольный, или холостой раствор представляет собой чистый растворитель, без присутствующих в других образцах примесей. Например, если вы растворили в воде соль, в качестве холостого раствора следует взять простую воду. Если при этом вы окрасили воду в красный цвет, в качестве холостого раствора также необходимо взять красную воду. Холостой раствор должен иметь тот же объем, что и исследуемые растворы, и его следует налить в такую же емкость.

Протрите наружную поверхность кюветы. Прежде чем поместить кювету в спектрофотометр, необходимо убедиться, что она чистая, иначе частицы грязи и пыли могут исказить результаты. Протрите безворсовой тканью стенку кюветы снаружи, чтобы удалить возможные капли воды и частички пыли.

   

Часть 2. Проведение эксперимента

Выберите и задайте длину волны света для анализа образцов. Для большей точности используйте свет с одной длиной волны (монохроматический свет). Необходимо выбрать такую длину волны, чтобы свет поглощался одним из соединений, которое предположительно входит в состав исследуемого раствора. Выставьте выбранную длину волны на спектрофотометре в соответствии с инструкциями по эксплуатации прибора. При лабораторных занятиях длину волны света может задать преподаватель.

Поскольку образец отражает весь свет с той длиной волны, которая соответствует цвету данного раствора, в эксперименте следует использовать свет с другой длиной волны.

Предметы имеют тот или иной цвет ввиду того, что они отражают свет с соответствующей длиной волны и поглощают излучение с другими длинами волн. Трава зеленая из-за того, что в ней содержится хлорофилл, который отражает зеленый свет и поглощает свет с другими длинами волн.

   

Откалибруйте прибор по холостому раствору.

Поместите в держатель спектрофотометра кювету с холостым раствором и закройте крышку прибора. Аналоговые спектрофотометры снабжены шкалой со стрелкой, угол отклонения которой определяется интенсивностью прошедшего света. В случае холостого раствора стрелка отклонится вправо. Запишите показания прибора на случай, если они понадобятся вам в дальнейшем. Затем переведите стрелку в нулевое положение с помощью ручки настройки (при этом холостой раствор должен по-прежнему оставаться в приборе).

Цифровые спектрофотометры вместо шкалы снабжены дисплеем, и их можно откалибровать таким же образом. Установите ноль для холостого раствора с помощью кнопок настройки.

Калибровка сохранится и после того, как вы достанете холостой раствор. При работе с остальными образцами свет, который поглощается беспримесным растворителем, будет автоматически вычитаться из показаний прибора.

   

Достаньте кювету с холостым раствором и проверьте калибровку. В отсутствие холостого раствора стрелка должна остаться на нулевой отметке (или на дисплее должен сохраниться ноль). Вновь поместите в прибор холостой раствор и убедитесь в том, что спектрофотометр по-прежнему показывает ноль. При правильной калибровке прибор должен показывать ноль и с холостым раствором, и без него.

В случае ненулевых показаний прибора повторите калибровку с холостым раствором.

В случае дальнейших проблем попросите о помощи или обратитесь к обслуживающему прибор техническому персоналу.

   

Измерьте оптическую плотность экспериментального образца. Достаньте из прибора холостой раствор и поместите в него исследуемый образец. Подождите примерно 10 минут, пока не перестанут изменяться цифры на дисплее. После этого запишите значение коэффициента.

Чем больше света проходит через образец, тем меньше света он поглощает.

Повторите измерения для каждого образца по меньшей мере три раза и найдите средние значения. Таким образом вы получите более точные результаты.

На фото: результаты содержания в образцах воды хлорид-ионов (0,06мг/дм³)и марганца (0,042 мг/дм³).

   

Часть 3.

Проводим анализ полученных данных

   

Приложение № 8.

 

Определение перманганатной окисляемости с помощью Цифрового титратора BIOTRATE

Этапы

Мои измерения

   

Кипячение в течение 10 мин

 

Добавление раствора щавелевой кислоты

 

Титрирование раствором перманганата калия до слабо-розовой окраски

 

Показания Цифрового титратора BIOTRATE: показатель перманганатной окисляемости образца водопроводной воды

 

Оформление результатов анализа

 

Приложение № 9.

 

Определение мутности образца воды с помощью прибора "Мутнометр универсальный 210OQ"

Теоретические этапы

Мои измерения

   

Приложение № 10.

 

Сравнительный анализ показателей качества воды (г. Знаменск, Астраханской обл. и г. Краснознаменск Московской обл.)

Показатель

Ед.изм.

Норма-тив, СанПиН 2.1.4.1074-0,1

Фильтр. станц., г. Знаменск

Фильтр. станция,

город Краснозна-менск

Водопро-водный кран из квартиры,

город Знаменск

Водопро-водный кран из квартиры,

город Краснознаменск

Цветность

ºЦ

20

4,5±1,8

4,0

5±2

1±2

Мутность

ЕМФ

2,6

< 1

1

2,0±0,5

0,38±0,5

Запах

Балл

2

1

0

-

0,1

Вкус

Балл

2

1

0

-

-

рН (реакция среды)

Ед. рН

6,0-9,0

7,68±0,2

7,5

7,0,2

7,4±0,2

Сухой остаток

мг/дм³

1000

390±35

308

-

-

Жесткость общая

ºЖ

7,0

1,9±0,3

5,0

3,4±0,7

5,9±0,7

Перманганатная окисляемость

мг/дм³

5,0

3,5±0,3

1,55

3,1±0,3

0,92±0,3

Щелочность

ммоль/дм³

Не норм

-

-

-

5,2±0,6

Аммоний-ионы

мг/дм³

2,0

-

-

0,03±0,02

0,03±0,02

Сероводород

мг/дм³

0.003

-

-

< 0,002

< 0,002

Сульфат-ионы

мг/дм³

500

-

-

-

22±15

Хлорид-ионы

мг/дм³

350

-

-

< 10

< 10

Железо общее

мг/дм³

0,3

-

0,1

0,16±0,05

0,03±0,05

Марганец

мг/дм³

0,1

-

-

0,042±0,008

0,019±0,008

Удельная электропроводность

мкСм/см

Не норм

-

-

491±9

455±9

1 Луцик В.И. Физико - химические методы анализа: Учебн. пособие / В.И. Луцик, А.Е. Соболев, Ю.В. Чурсанов - Тверь, 2008. - 208 с.

2Таубе П.Р. Практикум по химии воды: Учебн. пособие / П.Р. Таубе, А.Г. Баранова - М.: Высшая школа, 1971. - 128 с.

3 Сидоренко М.А. und Любовь Бузолева Анализ воды по микробиологическим показателям / Марина Сидоренко und Любовь Бузолева. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. - 88 c.

4 http://teploseti-znam.ru

5 http://www.krasnoznamensk.com/infrastructure/7/98.html

6 https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293831/4293831991.htm

7 https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293745/4293745364.htm

8 http://www.krasnoznamensk.com/upload/documents/New%20Folder/foto9/New%20Folder7/Качество%20воды%202018%20-%202%20квартал.pdf

9 https://ru.wikihow.com/провести-спектрофотометрический-анализ

Просмотров работы: 48