Исследование водопроводной воды на территории Красногвардейского района

МКОУ «Гимназия №1»

село Красногвардейское.

Исследовательская работа на тему:

Исследование водопроводной воды территории Красногвардейского района.

Работу выполнила:

Казакова Арина, ученица 10б класса.

МКОУ «Гимназия №1»

Руководитель работы:

Курочкина Елена Петровна, учитель

Биологии, географии.

2015 год

Содержание

1.Введение ------------------------------------------------------------------- стр. 3

2.Цель работы -------------------------------------------------------------- стр. 3

3.Задачи ---------------------------------------------------------------------- стр. 3

4. Новизна работы --------------------------------------------------------- стр. 3

5.Методы исследования -------------------------------------------------- стр. 4-10

6.Результаты исследования --------------------------------------------- стр. 10

7.Выводы --------------------------------------------------------------------- стр. 10

8.Литература ---------------------------------------------------------------- стр. 11

9. Приложение -------------------------------------------------------------- стр. 12

Введение.

Вода – самое распространенное на Земле вещество. Водная оболочка, гидросфера, содержит 1,4 млрд. км² воды, из них воды суши составляют только 90 млн. км².

Зачем нам вода? На этот вопрос может ответить курс биологии человека – «вода – один из наиболее важных компонентов организма, составляющий около 2/3 его массы. Вода участвует в регуляции температуры тела и поддержании кислотно-щелочного равновесия; кроме того, вода участвует во всех протекающих в организме химических реакциях». Таким образом, без воды не может быть жизни. Без пищи человек может обходиться две недели или дольше, а без воды – всего 5 – 7 дней. Когда количество воды в организме уменьшается на 1% от веса тела, человек начинает испытывать жажду. Если потери воды в организме достигают 10 %, может возникнуть почечная недостаточность. Если организм человека теряет 20 % содержащейся в нем воды, наступает смерть от обезвоживания.

В настоящее время каждый здравомыслящий человек понимает, что здоровье его примерно на 1/5 часть зависит от окружающей среды. Одним из важнейших составляющих окружающей среды является вода, от чистоты которой будет зависеть физическое благополучие человека.

В последние года обеспечение населения качественной питьевой водой - это один из принципов общечеловеческого значения, составляющих основы новой государственной экологической политики и программы действия Правительства.

В настоящее время у жителей Красногвардейского района появилась проблема чистой качественной воды, пригодной для питья и хозяйственных нужд. Беседа со старожилами села говорит об ухудшении качества воды, её вкусовых свойств, появление запаха, повышение жесткости. Такая вода создает проблемы для человека: ухудшает качества тканей при стирке белья, в ней с трудом развариваются продукты питания, и теряется вкус. В паровых котлах, трубах, посуде образуется слой накипи, а это приводит к преждевременному износу и авариям.

Несмотря на большое количество воды, люди испытывают проблемы с качественной питьевой водой. У воды появляются не характерный для неё запах, вкус, повышается мутность и др.

Поэтому исследование качества водопроводной воды села является весьма актуальной работой.

Цель работы: оценить качества водопроводной воды села Красногвардейского, поселка Штурм, поселка Коммунар

Задачи: провести анализ органолептических, химических, санитарно-микробиологических свойств воды.

Новизна работы заключается в том, что до настоящего времени оценка качества водопроводной воды учащимися общеобразовательных учреждений села не проводилась.

Исследования проводились в 2013 г в селе Красногвардейском на улицах Свердлова, Жуковского, Егорлыкская. 2014-2015 год село Красногвардейское на улицах Свердлова, Жуковского, Егорлыкская , пос. Штурм на улицах Административная, Новая, Самарская, пос. Коммунар на улицах Морозова, Гагарина, Школьная.. В 2014 году на улицах Свердлова, Жуковского проложили новую линию водопровода. В поселках Штурм, Коммунар возраст водопровода более 50 лет.

Методы исследования.

За основу были взяты методы исследования органолептический, химический, санитарно-микробиологический анализы. Вещества, отобранные для исследования, не вредны для здоровья человека и не представляли никакой опасности. Определенная опасность заключается в работе со стеклянной посудой, поэтому следует обратить внимание на осторожную работу с ней.

В ходе исследования органолептических свойств были изучены такие характеристики как цветность, прозрачность, запах, вкус и привкус.

Органолептические показатели.

1. Цветность. Показатель качества воды, характеризующий интенсивность окраски воды и обусловленный содержанием окрашенных соединений; выражается в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Определяется путем сравнения окраски испытуемой воды с эталонами.

Оборудование

Пробирка стеклянная высотой 15-20 см, лист белой бумаги (фон).

Выполнение анализа

1. Заполните пробирку водой до высоты 10 – 12 см.

2. Определите цветность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном).

Отметьте наиболее подходящий оттенок из приведенных в
табл. 1 либо заполните свободную графу в таблице.

Таблица 1

Цветность воды

3. Поселок Штурм
   Улицы.	2014	2015
   Административная.	Бесцветная	Бесцветная
   Новая.	Слабо-желтоватая	Бесцветная
   Самарская	Слабо-желтоватая	Бесцветная

1. Прозрачность.

Оборудование

Стеклянный цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см или более и высотой не менее 30 см (желательно 60 см) с дном из плоского отшлифованного или оптического стекла. Цилиндр должен быть снабжен экраном, хорошо защищенным от попадания бокового света.

Образец шрифта – четкий шрифт на белом фоне (высота 3,5 мм, ширина 0,35 мм) либо котировочная метка (черный крест на белой бумаге). Линейка, отградуированная в сантиметрах.

1. Выполнение анализа

1. Пробу тщательно перемешайте и поместите в цилиндр.

2. Установите цилиндр на высоте около 4 см над образцом шрифта, добейтесь хорошего освещения шрифта при отсутствии попадания света на боковую поверхность цилиндра.

3. Наблюдая сверху через столб воды и сливая или доливая воду в цилиндр, определите высоту столба, еще позволяющего от­четливо видеть шрифт (метку). Измеренное значение прозрач­ности (т.е. столба воды) записывайте с точностью до 1 см.

1. Запах.
2. Свойство воды вызывать у человека и животных специфическое раздражение слизистой оболочки носовых ходов. Запах воды характеризуется интенсивностью, которую оценивают по 5-балльной шкале, приведенной в табл. 3 (ГОСТ 3351-74) Для питьевой воды допускается запах не более 2 баллов.

Таблица 3

Определение интенсивности запаха воды

Запах воды вызывают летучие пахнущие вещества, поступающие в воду в результате процессов жизнедеятельности водных организмов, при биохимическом разложении органических веществ, при химическом взаимодействии содержащихся в воде компонентов, а также с промышленными, сельскохозяйственными и хозяйственно-бытовыми сточными водами.

На запах воды оказывают влияние состав содержащихся в ней веществ, температура, значения рН, степень загрязненности водного объекта, биологическая обстановка, гидрологические условия и т.д. Обычно за­пах определяют при нормальной (20 °С) и при повышенной (60 °С) температуре воды.

Запах по характеру подразделяют на две группы, описы­вая его субъективно по своим ощущениям (табл. 4):

1)естественного происхождения (от живущих и отмерших организмов, от влияния почв, водной растительности и т.п.);

2) искусственного происхождения. Такие запахи обычно значительно изменяются при обработке воды.

Таблица 4

Характер и интенсивность запаха

Определение интенсивности запаха воды

Оборудование

Колба на 250-500 мл с пробкой.

Выполнение анализа

1. Заполните колбу водой на 1/3 объема и закройте пробкой.

2. Взболтайте содержимое колбы вращательным движением руки.

3. Откройте колбу и сразу же определите характер и интенсивность запаха.

Если запах сразу не ощущается или возникают затруднения с его обнаружением (запах неотчетливый), испытание можно повторить, нагрев воду в колбе до температуры 60 °С, опустив колбу в горячую воду. Пробку из колбы предварительно выньте. Интенсивность запаха определите по шкале согласно табл. 3.

Вкус и привкус. Оценку вкуса воды проводят у питьевой воды при отсутствии подозрений на ее загрязненность. Различают 4 вкуса: соленый, кислый, горький, сладкий. Остальные вкусовые ощущения считаются привкусами (солоноватый, горьковатый, металлический, хлорный и т.п.).

Интенсивность вкуса и привкуса оценивают по 5-балльной шкале, приведенной в табл. 5 (ГОСТ 3351-74).

Таблица 5

Определение характера и интенсивности вкуса и привкуса

При определении вкуса и привкуса анализируемую воду набирают в рот (например, из колбы после определения запаха) и задерживают на
3-5 с, не проглатывая. После определения вку­са воду сплевывают.

Для питьевой воды допускаются значения показателей вкус и привкус не более 2 баллов.

Химические методы.

Жесткость. Жесткость воды представляет собой свойство природной воды, зависящее от наличия в ней главным образом растворенных солей кальция и магния. Из всех солей, относящихся к солям жесткости, выделяют гидрокарбонаты, сульфаты и хлориды. Суммарное содержание растворимых солей кальция и магния называют общей жесткостью. Общая жесткость подразделяется на карбонатную, обусловленную концентрацией гидрокарбонатов (и карбонатов при рН 8,3) кальция и магния, и некарбонатную – концентрацию в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот. Поскольку при кипячении воды (точнее при температуре более 60 ⁰С) гидрокарбонаты переходят в карбонаты, которые выпадают в осадок, карбонатную жесткость называют временной или устранимой. Остающаяся после кипячения жесткость (обусловленная хлоридами или сульфатами) называется постоянной.

Определение общей жесткости

Оборудование и реактивы

Баня водяная; ножницы; палочка стеклянная; пипетка на 2 мл или на
5 мл с резиновой грушей (медицинским шприцем) и соедини­тельной трубкой; пипетка-капельница; склянка с меткой «10 мл».

Вода дистиллированная; раствор буферный аммиачный; раствор индикатора хрома темно-синего кислотного ; раствор три­лона Б (0,05 г-экв/л).

Выполнение анализа

1. В склянку налейте 10 мл анализируемой воды.

2. Добавьте в склянку пипетками 6-7 капель раствора буферного аммиачного и 4-5 капель раствора индикатора хрома темно-синего кислотного.

3. Герметично закройте склянку пробкой и встряхните для перемешивания.

4. Постепенно титруйте содержимое склянки раствором трилона Б до перехода окраски в точке эквивалентности из винно-красной в ярко-голубую. Периодически встряхивайте склянку для перемешивания пробы. Определите объем раствора, израсходованный на титрование общей жесткости (V_ож, мл).

5. Рассчитайте величину общей жесткости (С_ож) в мг-экв/л по формуле: C_ож = V_ож  5.

С= 1,5*5=7,5 мг-экв/л

Определяем жесткость воды по таблице

Водородный показатель (рН).

Оборудование и реактивы

Пипетка-капельница (0,1 мл); пробирки колориметрические с меткой
«5 мл»; раствор универсального индикатора; контрольная шкала образцов окраски растворов для определения рН (рН 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; 7,0; 7,5; 8,0; 8,5) из состава тест-комплекта или приготовленная самостоятельно.

Определяем водородный показатель (рН) воды по таблице

Вода нейтральная. Показатель рН =7,0 во всех пробах.

Санитарно-микробиологические исследования.

Санитарно-микробиологические исследования проводились на базе ФГУЗ (центр гигиены и эпидемиологии) под руководством лаборанта-бактериолога Лахтиной Веры Михайловны.

Результаты исследования.

В результате проведения анализа органолептических свойств воды было установлено, что водопроводная вода с. Красногвардейского

• Бесцветная

• Прозрачная

• Имеет запах слабый(2балла), хлорный.

• Вкус и привкус воды заметный (3балла). На улицах Свердлова и Жуковского после замены водопровода вкус воды изменился. Вода приятно пьется.

В результате исследования химических свойств воды было установлено:

• Жесткость воды – 7,5 мг-экв/л – средняя жесткость.

• Водородный показатель воды находится в пределах 7,0- вода нейтральная

В результате санитарно-микробиологического исследования воды было установлено:

• Микробное число воды: водопроводная вода -15 во всех пробах

• Коли-индекс-1-соответствует норме во всех пробах.

Вывод

В итоге оценки качества воды нами установлено, что качество питьевой воды ухудшается. Водопроводная вода по своим органолептическим, химическим, санитарно-микробиологическим показателям может быть использована в виде питьевой. На наш взгляд необходимо провести исследование химического и санитарно-микробиологического анализов воды по сезонам года.

Рекомендации по улучшению качества водопроводной воды.

Прежде чем использовать водопроводную воду, слейте ее в течение нескольких минут, т. к. в трубах она быстро застаивается.

• Дайте воде отстояться в открытом сосуде, чтобы улетучился остаточный хлор.

• Затем профильтруйте воду через любой фильтр. Даже простейшие  накопительного типа, лучше, чем ничего. Фильтрование позволит удалить из воды взвесь и часть микроорганизмов.

• Для очистки воды от загрязняющих компонентов рекомендуется использовать комбинацию механических фильтров (с инертной загрузкой) и угольных фильтров с загрузкой из активированного угля.

• Следует отметить, что универсального фильтра, который чистит от всего: от хлора, от железа, от органики, от металлов, от бактерий и …не существует.

Для каждого вида загрязнений используется определенный тип фильтра. Поэтому, оптимальная очистная установка должна состоять из правильно подобранного набора узлов, каждый из которых удаляет определённый вид загрязнений.

В любом случае, системы очистных установок, состоящие  из нескольких последовательно работающих фильтров с различной загрузкой, обеспечивают более качественную очистку воды, чем фильтр с однотипной загрузкой.

Для очистки питьевой воды, как правило, используется набор фильтров с различными загрузками либо мембранами, соответствующими типу загрязнений, которые необходимо удалить из воды. Часто система очистки включает в себя обеззараживание воды.

• Механические фильтры удаляют из воды взвешенные вещества.В качестве загрузки используются пористые материалы (чаще всего керамические).

- Угольные фильтры изготавливают на основе активированного угля, который является хорошим адсорбентом. Угольный фильтр очищает воду от остаточного хлора, растворенных газов, органических соединений, включая токсины, запаха и улучшает вкусовые качества воды.

- Фильтры для обезжелезивания удаляют железо и марганец. Для их изготовления используют специальные полимеры, ускоряющие окисления металла. Полученный, в результате реакции, осадок задерживается фильтрующей системой.

- Фильтры с ионообменной загрузкой. В зависимости от типа ионообменной загрузки, эти фильтры удаляют различные ионы из воды, в том числе, эффективны для снижения жёсткости и удаления нитратов из воды.

Литература.

1. Оценка состояния водных объектов//Биология в школе. - М.: Школа – пресс. – 2002. – 33 с.

2. Анализ и оценка качества поверхностных вод: учеб. пособие /
А.Н. Петин, М.Г. Лебедева, О.В. Крымская. – Белгород: Изд-во БелГУ, 2006. – 252 с.

Приложение.

Таблица №1

Результаты химического анализа воды.

Таблица №2

Определение микробного числа воды.

19