Исследовательская работа - Исследование загрязнённости грунтовых вод

Управление образования администрации города Свободного

муниципальное общеобразовательное автономное учреждение средняя общеобразовательная школа №11 города Свободного

Тема: Исследование загрязнённости грунтовых вод

микрорайона Суражевка г. Свободный

г. Свободный

2017

Содержание

1. Введение……………………………………………………………….3

2. Глава I. Наводнение в г. Свободный Амурская область

и его последствия………………………………………………………....6

3. Глава II. Методика сбора проб грунтовых вод и их анализ..……....10

4. Глава III. Результаты исследования проб грунтовых вод…….....……15

5. Глава IV. Влияние на организм человека исследуемых

ионов металлов и кислотных остатков.………………………….......…19

6. Заключение……………………………………………………...……..28

7. Список литературы и источников……………………………………30

8. Приложение……………………………………………………………32

Введение.

Актуальность исследования.

Из воды, поступающей к нам в дом через водопровод, в настоящее время выделено свыше двух тысяч различных загрязнений. В списках значатся пестициды, гербициды, различные металлы, моющие средства и др. Через воду распространяются возбудители кишечных инфекций. До 30% заболеваний на Земле возникает из-за плохой питьевой воды и неисправности канализации.

Основными источниками загрязнения грунтовых вод являются:

1. Атмосферные воды, несущие вымываемые из воздуха загрязнители промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды дополнительно увлекают за собой органическое и минеральное вещество. Особенно опасны стоки с городских улиц и промышленных площадок, несущие нефтепродукты, мусор, фенолы, кислоты и др.

2. Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты (поверхностно-активные моющие средства), микроорганизмы, в том числе патогенные.

3. Промышленные сточные воды, образующиеся в самых разнообразных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая промышленности. [1]

К качеству потребления воды предъявляются высокие требования, что вызывает необходимость сложных технологических процессов водоочистки и водоподготовки. Качество воды - это совокупность физических, химических, физиологических и бактериологических показателей, обусловливающих пригодность воды для использования в промышленном производстве, быту и т.п. [2]

Водоснабжение микрорайона происходит в основном из грунтовых вод вблизи реки Зея, где качество воды не всегда соответствует санитарно-гигиеническим нормам и требованиям, особенно весной. Жители микрорайона вынуждены пользоваться некачественной водой. В связи с этим:

Объект исследования: грунтовые воды микрорайона Суражевка г. Свободного.

Предмет исследования: степень загрязненности грунтовых вод микрорайона Суражевка г. Свободного, изучение показателей воды, используемой для хозяйственно- бытовых и питьевых нужд, а также выявление основных источников загрязнения воды.

Гипотеза: предполагаем, что степень загрязненности грунтовых вод превышает санитарные нормы, в связи с наводнением в 2013 году.

Цель исследования: провести исследование грунтовых вод, выявить степень загрязнения грунтовых вод на разных участках микрорайона Суражевка, по результатам сделать вывод о чистоте грунтовых вод микрорайона.

В процессе работы решались следующие задачи:

1.Выявление типов загрязнения воды.

2.Ознакомление с показателями качества питьевой воды и их санитарными нормами.

4. Проведение исследования качества питьевой воды лабораторным методом.

5. Обработка данных, установление зависимости между содержанием катионов металлов и анионов кислотных остатков в грунтовой воде и территорией подтопления микрорайона Суражевка.

Для решения поставленных задач были выбраны следующие методы исследования:

Теоретический – сбор и изучение теоретического материала о свойствах грунтовых вод, видах их загрязнений; изучение и анализ литературы.

Практический – химические методы. Установление химического состава грунтовых вод: определение кислотности, обнаружение в пробах катионов металлов и анионов кислотных остатков;

По результатам исследований сделать вывод об экологическом состоянии грунтовых вод микрорайона Суражевка.

Практическая значимость:  материал этой научно-исследовательской работы может быть использован учителем в кружковой или любой другой форме внеурочной деятельности, а также на практических занятиях по экологии для исследования состояния пришкольной территории, может быть использован на уроках химии и биологии и на факультативных занятиях.

Глава I. Наводнение в г. Свободный Амурская область и его последствия.

Из общего количества воды на Земле доля пресных вод составляет 2,5%, или 35 млн. км3. Но подавляющая часть пресной воды труднодоступна. Почти 70 % пресных вод заключено в ледниковых покровах полярных стран и в горных ледниках. На каждого жителя Земли приходится в год в среднем 9 тыс. м3 речной воды. Отдельные страны мира обеспечены водой далеко неравномерно. Россия имеет воды в год на одного человека - 30 тыс. м3 Требование к качеству воды, используемой на производственные цели, устанавливаются в каждом конкретном случае в зависимости от назна­чения воды и особенностей технологического процесса. По оценкам специалистов безвозвратное водопотребление составляет около 150 км3 в год, т.е. 1 % устойчивого стока пресных вод. [2]

В нашем быту около 10 % воды тратится на домашние нужды, остальное расходует сельское хозяйство и промышленность. Сегодня рост водозатрат на домашние нужды происходит быстрее прироста населения. 

Основными источниками загрязнения грунтовых вод признаны: неправильно устроенные свалки и другие хранилища ядовитых веществ, откуда они могут просачиваться в грунтовые воды; протекающие подземные резервуары и трубопроводы. Особую проблему составляет утечка бензина из резервуаров па автозаправочных станциях; пестициды и удобрения, применяемые па полях, садах и огородах; соль, которой посыпают дороги при гололёде; мазут, иногда применяемый на дорогах для связывания пыли.

Кстати, на несанкционированных свалках в пригородной зоне сегодня складируется треть всех отходов, которые нигде не учитываются. Почвы загрязняются на расстоянии до полутора километров. Систематическое использование загрязнённой воды приводит к резкому снижению иммунитета и развитию лейкозоподобных заболеваний у человека и домашних животных. [3]

Наиболее опасным является фильтрат — результат просачивания дождевой и талой воды через слой твёрдых отходов. Если грунтовые воды загрязнены, требуются сотни лет для “естественного” вымывания из них отходов. На Западе давно разработаны технологии восстановления их качества. В общих чертах они предусматривают бурение скважин, откачку загрязнённых вод, их очистку на поглощающих фильтрах и закачивание обратно в водоносный горизонт. Иногда в заражённый участок подают кислород и микроорганизмы, которые питаются загрязняющими веществами и уничтожают их. [3]

Одной из причин загрязнения грунтовых вод являются наводнения. Наводнение – временное затопление суши в результате подъема уровня воды в реках, озерах и морях. Наводнения могут быть вызваны гидродинамическими авариями, обильным выпадением осадков, интенсивным таянием снега, образованием ледяных заторов, нагонным низовым ветром и др. Они могут охватывать обширные площади, наносить огромный ущерб и грунтовым водам.

В этот период существенно возрастает риск ухудшения качества воды источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения. Необходимо помнить, что в результате наводнения происходит массовое загрязнение воды в колодцах и скважинах нечистотами с мусорных свалок, мусорных контейнеров, септиков, очистных сооружений, хозяйственных дворов, туалетов. Особенно это актуально для сельских районов и связано с подтоплением и затоплением территорий, когда в поверхностные водоемы поступают загрязняющие вещества как химического, так и микробиологического происхождения с территорий сельскохозяйственных предприятий, животноводческих ферм, частных подворий и т.д. Попадание в питьевую воду вирусов и бактерий вполне может привести к вспышкам инфекционных заболеваний и даже к эпидемиям. [4]

С конца июля 2013 года юг Дальнего Востока России и северо-восток Китая оказались подвержены катастрофическим наводнениям, вызванными интенсивными затяжными осадками, что привело к последовательному увеличению уровня воды в реке Амур. На пике паводка, 3 и 4 сентября, расход воды в Амуре достигал 46 тысяч м³/с, при норме в 18—20 тысяч м³/с. Наводнение таких масштабов произошло впервые за 115 лет наблюдений, и, согласно моделям, вероятность повторения такого события — один раз в 200—300 лет.[5]

В России наиболее пострадавшими регионами стали Амурская область, Еврейская автономная область и Хабаровский край. При накоплении излишней воды были полностью заполнены водохранилища Зейской и Бурейской ГЭС, после чего на плотинах этих ГЭС начался холостой сброс воды. Точное время начала сброса на сайтах Русгидро и МЧС не названо. Фиксируется лишь день по календарю - 1 августа. В то же время момент прохождения гребня этой волны мимо микрорайона Суражевка, казалось бы, хорошо известен. Стекая со всей поймы, воды реки попадали в довольно узкое горло напротив микрорайона Суражевка и, подпирая основной поток, дополнительно поднимали его почти на 40 сантиметров выше своего уровня. Согласно официальным данным областного МЧС, высший уровень наводнения был достигнут здесь к 16.00 12 августа и достиг 812 сантиметров. [6]

Рассмотрев вышеперечисленные события, мы решили исследовать степень загрязненности грунтовых вод микрорайона Суражевка г. Свободного. В связи со случившимися событиями изучили показатели воды, используемой для хозяйственно- бытовых и питьевых нужд, а также выявление основных источников загрязнения воды. Мы предположили, что степень загрязненности грунтовых вод превышает санитарные нормы, в связи с наводнением в 2013 году.

Мы исследовали 10 проб грунтовых вод с территории, которая непосредственно была подвержена затоплению. Также одна проба была взята из бутилированной воды, которая берется из артезианской скважины г. Свободный, расположенной в 5 км 350 м от границы наводнения (по прямой).

Исследование проб проходило по показателям:

1. Наличие кислотной, щелочной и нейтральной сред

2. Содержание ионов железа

3. Содержание ионов марганца

4. Содержание ионов меди

5. Содержание ионов никеля

6. Содержание ионов свинца

7. Содержание сульфат-ионов

8. Содержание хлорид-ионов

9. Содержание органических остатков

Забор проб проходил 29, 30 сентября 2017 года по заранее определенным адресам с глубины от 7 до 10 метров.

Глава II. Методика сбора проб грунтовых вод и их анализ.

Приближенный метод определения железа в воде.

Определение ионов железа Fe³⁺. К 10 мл исследуемого талого снега прибавляют 1-2 мл соляной кислоты HCl, 4-5 мл пероксида водорода и 0,2 мл (4 капли) 50%-го раствора роданита калия KSCN. Перемешивают и наблюдают за развитием окраски. Примерное содержание железа находят по таблице. Метод чувствителен, можно определить до 0,02 мг/л. Качественная реакция протекает по ионному уравнению: Fe³⁺ + 3SCN^- = Fe(SCN)₃. [7]

Определение содержания железа в воде. ПДК железа в питьевой воде 0,3 мг/дм³, при лимитирующем показатели вредности – органолептическом. 

[8]

Определение ионов свинца.

Определение ионов свинца Pb²⁺ (качественное). Иодид калия (KI) дает в растворе с ионами свинца характерный осадок йодида свинца PbI₂. Исследования производятся следующим образом. К 5 мл испытуемого раствора прибавить 1 мл KI, после чего, добавив 1 мл уксусной кислоты CH₃COOH, нагреть содержимое пробирки до полного растворения первоначально выпавшего, мало характерного желтого осадка PbI₂. Охладить полученный раствор под краном, при этом PbI₂ выпадет снова, но уже в виде красивых золотистых кристаллов: Pb²⁺ +2I^- . = PbI_2. [9] ПДК  свинца  в воде  водоемов  и  в  питьевой  воде оставляет 0,03 мг/л. [10]

Определение сульфат-ионов SO₄^2-.

К 5 мл талого снега добавить 1 мл 10% раствора соляной кислоты HCl и 1 мл 5% раствора хлорида бария BaCl₂. Образуется осадок или муть: Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄

​ слабая муть – 1-10 мг/л,

​ сильная муть – 10-50 мг/л,

хлопья – 50-100 мг/л,

белый творожистый осадок 100 мг/л.[11]

Санитарная норма содержания сульфатов в питьевой воде (предельно допустимые концентрации) - не более 500 мг/дм³ по СанПиН 2.1.4.1074-01 (М.:Госкомсанэпиднадзор,2001) [12]

Определение хлорид-ионов.

В пробирку наливают 5 мл воды и добавляют 1 мл 10 %-ного раствора азотнокислого серебра. Примерное содержание хлор-иона определяют по осадку или мути в соответствии с требованиями таблицы.

Может свидетельствовать о загрязнённости бытовыми сточными водами. ПДК хлоридов в воде питьевого качества - 350 мг/л. [11]

Определение ионов меди.

Медь преимущественно попадает в источники водоснабжения со стоками промышленных вод. Медь могут также попадать при коррозии соответственно оцинкованных и медных водопроводных труб из-за повышенного содержания агрессивной углекислоты.
Все вышеперечисленные соединения относятся к тяжёлым металлам и обладают кумулятивным действием, то есть свойством накапливаться в организме и срабатывать при превышении определённой концентрации в организме.  Гидроксиды  получают действием щелочи на растворимые соли . Гидроксид  является слабо амфотерным:

[13]

ПДК в воде меди составляет 1,0 мг/л [11]

Определение содержания никеля.

Действие концентрированных щелочей (едкий калий и бромная вода) на раствор солей двухвалентного никеля. {\displaystyle {\mathsf {NiSO_{4}+2NaOH\ {\xrightarrow {}}\ Ni(OH)_{2}\downarrow +Na_{2}SO_{4}}}}Гидроксид никеля(II) образует светло-зелёные кристаллы тригональной сингонии. В водных объектах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения ПДК составляет 0,02 мг/дм³. [14]

Определение кислотной и щелочной среды.

Для определения реакции водной среды необходимы индикаторы, которые нужно смочить в пробе или добавить к ней, сравнить цвет со стандартной шкалой окраски среды раствора. Вода может иметь, как кислую, так и щелочную реакцию, в зависимости от преобладания тех или иных загрязняющих веществ. Если в воду попадают основания различных кислот, он приобретает кислотную реакцию. Присутствие соединений металлов, ароматических углеводородов защелачивает воду. [11]

Определение марганца.

 Предельно допустимая концентрация марганца в питьевой воде и воде для бытового использования в России, Украине и других странах СНГ составляет 0,1 миллиграмма на литр воды. К 500 см³ исследуемой воды, не подкисленной при отборе пробы, добавляют 5 см³ 4 %-ного раствора едкого натра, перемешивают, добавляют 5 см³ 10 %-ного раствора сернокислого магния, опять перемешивают и оставляют. При этом осадок Mn(OH)₂ оседает на дно пробирки. [15]

Определение перманганатной окисляемости.

Подземные воды имеют в среднем окисляемость на уровне от сотых до десятых долей миллиграма О₂ /дм³. ПДК питьевой воды по перманганатной окисляемости согласно СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» составляет 5,0-7,0 мг/дм³. Вода считается пригодной для хозяйственных и питьевых целей, если перманганатная окисляе­мость ее не превышает 3,0 мг/л О₂. В отобранную пробу (на месте отбора проб или при поступлении в лабораторию) добавляют или 1 см раствора серной кислоты по 8.4.1 из расчета на 1000 см пробы и анализируют. Если анализ пробы воды проводят позднее, чем через 6 ч после отбора, то законсервированную (подкисленную)пробу хранят в темноте при температуре от 2 °С до 8 °С, при этом срок хранения пробы не более 48 ч. Окисляемость — это величина, показывающая общее содержание в воде органических веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей. Этот показатель отражает общую концентрацию органики в воде. Природа органических веществ может быть разнообразной: гуминовые кислоты почв, либо сложная органика растений, метаболиты бактерий, а также химические продукты антропогенного воздействия на окружающую среду. [16]

Глава III. Результаты исследования проб грунтовых вод.

Исследование проб грунтовых вод на наличие кислотной, щелочной и нейтральной сред. Индикатор – метилоранж.

Щелочная среда обнаружена в пробирках №3, №5, №6.

Исследование проб грунтовых вод на ионы железа.

В пробе №2 концентрация ионов железа составила 0,1 мг/л, показатель не превышает санитарные нормы. В пробе №1 концентрация ионов железа находится на границе пределов нормы, в 0,3 мг/л. В пробах №4, №5 концентрация ионов железа превышает санитарные нормы в 0,6 раз. В пробе №6 нормы превышены в 3,3 раза. В пробе №7 нормы превышены в 6,6 раз. В пробах №3, №8, №9, №10 концентрация ионов железа превышает санитарные нормы в 16,6 раз. [8]

ПДК марганца в воде в России — 0,1 мг/л. Ионы марганца обнаружены в пробах №9, №10 – белый осадок 0,5 мг/л, нормы превышены в 5 раз. В пробе №8 – слабая муть 0,3 мг/л, превышение нормы в 3 раза. [15]

Исследование проб грунтовых вод на ионы меди.

Во всех пробах ионы меди не обнаружены

Исследование проб грунтовых вод на ионы никеля.

Во всех пробах ионы никеля не обнаружены.

Ионы свинца обнаружены в пробах №2, №3, №10.

Исследование проб грунтовых вод на ионы свинца.

[10]

Исследование проб грунтовых вод на сульфат-ионы.

Сульфат ионы обнаружены в пробе №8 – слабая муть – 1-10 мг/л. Обнаружены в пробах №5, №6, №10 – сильная муть – 10-50 мг/л. Эти показатели находятся в пределах санитарных норм, т.к. ПДК сульфат ионов - не более 500 мг/л. [13]

Исследование проб грунтовых вод на хлорид-ионы.

Хлорид-ионы не обнаружены в пробе №3. В пробах №2. №8, №9 содержание хлорид-ионов составило 1-10 мг/л слабая муть. В пробах №4, №5, №6 концентрация составила 10-50 мг/л сильная муть. В пробе №10 показатели находятся на границе санитарных норм – 50-100 мг/л, образую хлопья, которые выпадают в осадок. В пробе №1 обнаружен белый объемный осадок, что свидетельствует о концентрации хлорид-ионов более 100 мг/л, что, возможно, превышает норму – 350 мг/л. [11]

Исследование проб грунтовых вод на органические остатки.

Вода считается пригодной для хозяйственных и питьевых целей, если перманганатная окисляе­мость ее не превышает 3,0 мг/л О₂

В 10 пробах №1 - №10 обнаружена перманганатная окисляемость, превышающая санитарные нормы, но величина концентрации считается малой, т.к. по таблице окисляемости значения находятся в диапазоне 4 – 8 мг/л О_2. [16]

Глава IV. Влияние на организм человека исследуемых ионов металлов и кислотных остатков.

Железо играет важную роль в процессе образования гемоглобина в крови, имеет свойства защищать организм от бактерий (без него невозможно образование иммунитета), принимает участие в синтезе гормонов щитовидной железы. Для того, чтобы поступающие в организм витамины «группы В» работали в полную силу, также необходимо присутствие железа. Регулярное употребление питьевой воды с повышенным содержанием железа, то есть более 0,4–1 мг/кг массы тела в день, может привести к развитию заболевания, которое носит название гемохроматоза. Оно характеризуется отложением соединений железа в органах и тканях человека. Помимо этого очень высокие дозы железа в воде могут быть смертельными для организма; эти цифры колеблются в пределах от 40 до 250 мг/кг массы тела. При этом развивается геморрагический распад и отслойка участков слизистой оболочки желудка. [17]

Помимо негативного влияния на состояние систем водоснабжения и домашней сантехники, железная вода имеет определенный эффект и на организм человека. Безусловно, употребление жидкости с повышенным содержанием железа в виде исключения практически никак не скажется на Вашем здоровье. Однако систематическое использование такой воды для питья и приготовления пищи в течение многих лет вполне может отразиться на самочувствии. Дело в том, что организм, перенасыщенный железом, теряет запас других критически важных химических элементов, таких как: кальций, медь, цинк и другие. Это, в свою очередь, приводит к ряду недомоганий. Одними из наиболее частых признаков переизбытка железа являются:

- неприятные ощущения на коже или даже аллергические реакции, возможно легкое пожелтение кожи и слизистых, изменение размера печени;

- изменения морфологического состава крови;

- потеря веса, слабость и бледность;

- нарушение сердечного ритма;

- сложности в сосредоточении внимания, ухудшение работы мозга;

- частые желудочные расстройства и воспаления;

- проблемы щитовидной железы

Наиболее серьезные последствия высокого содержания железа

С годами потребления воды с большой концентрацией железа, этот элемент находит места оседания в организме. Больше всего скоплению железа подвержены следующие внутренние органы:

почки и печень;

кишечник и легкие;

поджелудочная железа и сердце.

Таким образом, уже в зрелом возрасте, зачастую к пятидесяти годам, высокое содержание железа способно внести свой печальный вклад в развитие сахарного диабета, нервных патологий, проблем с запоминанием и недомогания работы суставов (вплоть до артритов). [18]

Медь. Действие макроэлемента крайне важно в организме человека, оно распространяется на функционирование кровеносных сосудов; отвечает медь за состояние кожи, выработку иммунитета и прочие реакции. Дефицит микроэлемента оказывает негативное влияние на синтез женских половых гормонов, инсулина, вызывает заболевания щитовидной железы. Установлено, что нехватка меди тормозит выделение пищеварительных ферментов, приводит к образованию эрозий и воспалительных процессов, людей, страдающих либо перенесших заболевания печени (например, вирусный гепатит), собственный обмен меди в организме нарушен, поэтому длительное ее употребление с водой может повлечь за собой развитие цирроза печени. Наиболее чувствительны к повышенной концентрации меди в воде грудные дети, находящиеся на искусственном вскармливании. У них еще в младенческом возрасте при употреблении такой воды возникает реальная угроза развития цирроза печени. [19]

Повышенное содержание соединений меди в организме весьма токсично для человека. Причины избытка меди:

избыточное поступление в организм (вдыхание паров и пыли соединений меди в условиях производства, бытовые интоксикации растворами соединений меди, использование медной посуды)

нарушение регуляции обмена меди.

аллергодерматозы;

увеличение риска развития атеросклероза;

гемолиз эритроцитов, появление гемоглобина в моче, анемия. [20]

Сульфаты. При приеме внутрь они оказывают тормозящее действие на желудочную секрецию. Наличие в воде сульфатов более 500мг/л придает ей солоноватый привкус и приводит к нарушению работы пищеварительной системы у людей. Высокое содержание сульфатов в питьевой воде определяет повышенный уровень заболеваемости желче- и мочекаменной болезнью, заболеваемость сердечно-сосудистой систем.

Сульфаты плохо всасываются из кишечника человека; они медленно приникают через клеточные мембраны млекопитающих и быстро выводятся через почки. Минимальная летальная доза сульфата магния для млекопитающих, описанная в литературе, составляет 200 мг/кг массы тела. Доза сульфатов 1,0-2,0 оказывает на человека слабительное действие, приводя к очищению пищеварительного канала. Этот эффект может наблюдаться также у грудных детей при поглощении ими сульфатов в количестве, равном 21 мг/кг массы тела в сутки. Сульфат магния в концентрациях выше 100 мг/л действует на здоровых людей как слабительное, но более низкие концентрации, по-видимому, физиологически безвредны. У чувствительных лиц реакция на сульфат магния отмечается уже при концентрации 400 мг/л, а у впервые использующих или случайно принявших его лиц эффект может наблюдаться при концентрациях, превышающих 700 мг/л. Со временем человек адаптируется к более высоким концентрациям сульфатов в воде. Пороговые концентрации по привкусу для наиболее распространенных сульфатных солей составляют: 200-500 мг/л для сульфата натрия, 250-900 мг/л для сульфата кальция и 400-600 мг/л для сульфата магния. На основании вышеуказанных величин, которые близки также к концентрациям, вызывающим слабительный эффект, предлагается рекомендуемая величина 400 мг/л. Высокие концентрации сульфатов в воде могут способствовать коррозии металлов в распределительной системе, особенно при низкой щелочности воды. [21]

Свинец. При употреблении воды с повышенным содержанием свинца могут развиваться острые или хронические отравления организма человека. Острое отравление свинцом опасно тем, что может привести к смертельному исходу. Хроническое отравление свинцом развивается при постоянном употреблении малых концентраций свинца. Этот химический элемент имеет свойство накапливаться в тканях организма, а симптомы отравления появляются при достижении концентрации свинца в крови 40–60 мг/100 мл. При этом наблюдаются поражения центральной и периферической нервной систем, кишечника, почек. Свинец откладывается практически во всех органах и тканях человеческого организма, однако его излюбленная локализация – это волосы, ногти, слизистая оболочка десен (так называемая свинцовая кайма на деснах). Основной механизм действия свинца на организм сводится к тому, что он блокирует работу ферментов, которые участвуют в синтезе гемоглобина. В результате таких патологических процессов красные кровяные тельца утрачивают свою способность переносить кислород, развиваются анемия и хроническая недостаточность организма в кислороде.

Свинец – это тяжелый металл, токсичен, токсичная доза 1–3 г, смертельная доза для человека 10 г, является канцерогеном. Попадает в организм через пищевод, дыхательные пути, кожу, накапливается в организме и трудно оттуда выводится, при постоянной работе с ним будут появляться различные заболевания, связанные с токсичностью свинца. Во всем мире вредное воздействие свинца на здоровье человека в результате свинцового загрязнения окружающей среды, повышенных концентраций свинца на рабочем месте и в быту обходится человечеству невероятно дорого, вызывая распространение свинцовой интоксикации среди взрослых и детей, впоследствии долгие годы страдающих от тяжелых хронических заболеваний.

Согласно современным медицинским представлениям, в организме ребенка вполне допустимо содержание свинца до 10 микрограммов на каждый децилитр крови. Однако, как показало исследование, проведенное специалистами из Детского Медицинского Центра в Цинциннати, эта цифра должна быть снижена как минимум в два раза. Когда ученые провели тестирование интеллекта свыше четырех тысяч школьников и сравнили полученные результаты с уровнями свинца в крови детей, оказалось, что даже 2,5 микрограмма/децилитр вполне может рассматриваться как токсическая доза. Даже при низких дозах свинцовое отравление вызывает снижение интеллектуального развития, внимания и умения сосредоточиться, отставание в чтении, ведет к развитию агрессивности, гиперрактивности и другим проблемам в поведении ребенка. Эти отклонения в развитии могут носить длительный характер и быть необратимыми. Низкий вес при рождении, отставание в росте и потеря слуха также являются результатом свинцового отравления. Высокие дозы интоксикации ведут к умственной отсталости, вызывают кому, конвульсии и смерть. Вредное воздействие свинца на здоровье взрослых проявляется в повышении кровяного давления, нарушении деятельности нервной системы, печени, почек, снижении репродуктивной функции. [22]

Хлор. Вода, содержащая большое количество хлора, оказывает токсическое действие на организм человека, провоцирует возникновение бронхиальной астмы, различных воспалительных процессов на коже, способствует повышению уровня холестерина в крови, провоцирует возникновение лейкоза. Предельно допустимая концентрация остаточного хлора в водопроводной питьевой воде составляет 0,1–0,3 мг/л.

Доктор Прайс из клиники Сагино пишет, что хлор – главный убийца наших дней, который предотвращает одно заболевание, но тут же вызывает другое. Он связывает хлорирование воды с общим ухудшением здоровья людей. «После того, как в 1904 году началось хлорирование воды, началась и современная эпидемия сердечных болезней, рака и слабоумия», - говорит доктор Прайс. Так ли это?

С одной стороны, неочищенная вода вызывает – сколько бы вы подумали – до 80% всех заболеваний в мире. Если мы пьем неочищенную воду, процесс старения наступает на треть быстрее, чем если бы мы пили очищенную воду. Вот как важно правильно выполнять всего лишь один пункт нашего рациона – пить нормальную воду. А ее как правило очищают именно хлором. Правильно ли это?

Ученые Финляндии и США доказали путем исследований, что рак печени и опухоли почек в 2% случаев возникает из-за чрезмерно хлорированной питьевой воды. Это не такой уж большой процент по сравнению с заболеваниями иммунной системы – из-за повышенного содержания хлора наша иммунная система страдает в 80% случаев, а при постоянном питье хлорированной воды страдают все внутренние органы.

Например, при повышенных дозах хлоридов, полученных из питьевой воды, человек чаще начинает болеть бронхитами и пневмонией – в первую очередь страдают органы дыхания. А ведь воду продолжают хлорировать, хотя давно доказано, что хлор сегодня уничтожает далеко не все вредные микроорганизмы – большинство из них остаются живыми-здоровыми, продолжая отравлять наш организм токсинами. Эти токсины, взаимодействуя с хлором, способны вызвать нарушения на генетическом уровне.

На наш организм могут воздействовать не только водные растворы, но и пары хлора. Они более опасны. Очень хорошо, что тенденция хлорирования одежды и постелей, которая раньше использовалась в быту, сегодня прекратилась. Пары хлора, которые вдыхает человек в большой концентрации, может вызвать ожог слизистой пищевода и горла, нарушить частоту дыхания, хотя такие ситуации бывают редко. В группах риска – люди, работающие на вредных производствах, в химпроме, в текстильной промышленности, а также в работе с целлюлозой и с фармацевтикой. Хронические заболевания органов дыхания и пищеварения среди таких людей – не редкость. [23] Симптомы переизбытка хлора:

Боли в груди

Едкий сухой кашель

Раздражение слизистой оболочки горла

Сухость во рту

Диарея

Слезотечение

Резь и сухость в глазах

Головные боли (часто сильные)

Изжога

Тошнота

Нарушение газообразования

Тяжесть в области желудка

Частые простуды с высокой температурой

Отеки легких

Источниками переизбытка хлора может быть не только большая доза соли или хлорированной воды, которую вы пьете, но и обычное купание под душем. Если часто принимать горячий душ с избытком хора, то человек получает через кожу намного большую дозу хлора, чем с питьем хлорированной воды. И количество токсинов, которые попадают в кровь с таким купанием, увеличивается в 10-20 раз. [20]

Органические остатки, содержащиеся в воде и их воздействие на организм человека. Все органические соединения, находящиеся в воде, можно условно разделить на мелкие (размер молекулы - меньше 100 килодальтон) и крупные (размер молекулы - от 100 килодальтон). Наиболее опасны для человека крупные органические соединения, которые на 90% являются канцерогенами или мутагенами. Наиболее опасны хлорорганические соединения, образующиеся при кипячении хлорированной воды, т.к. они являются сильными канцерогенами, мутагенами и токсинами. Остальные 10% крупной органики в лучшем случае нейтральны в отношении организма. Полезных для человека крупных органических соединений, растворенных в воде, всего 2-3 (это ферменты, необходимые в очень малых дозах). Воздействие органики начинается непосредственно после питья. В зависимости от дозы это может быть 18-20 дней или, если доза большая, 8-12 месяцев. [20]

Марганец забивает канальцы нервных клеток. Снижается проводимость нервного импульса, как следствие повышается утомляемость, сонливость, снижается быстрота реакции, работоспособность, появляются головокружение, депрессивные, подавленные состояния. Особенно опасны отравления марганцем у детей и эмбрионов (когда женщина беременна) - приводит к идиотии. Из 100 детей, матери которых во время беременности подверглись отравлению марганцем, 96-98 рождаются идиотами. В водопроводной воде - избыток марганца. Кроме воды марганец содержится в воздухе из-за производственных выбросов. Марганец почти невозможно вывести из организма; очень тяжело диагностировать отравление марганцем, т.к. симптомы очень общие и присущи многим заболеваниям, чаще же всего человек просто не обращает на них внимания.

Избыток никеля. Токсической дозой для человека считают 50 мг, летальная доза не определена.

Причина избытка никеля чрезмерное поступление микроэлемента в организм в производственных или бытовых условиях.

Избыток никеля возникает под влиянием промышленных условий - воздействия карбонильного никеля или никелевой пыли, которые образуются в ходе переработки. Наблюдаются кровотечения из носа, полнокровие, экзема и зуд на никель. Особенно токсичным является карбонил никеля Ni(CO)4 – канцероген. При невысоком содержании его отмечаются головные боли, при высоком - тошнота, рвота, одышка, повышение температуры тела, спустя 12-18 часов - болезненные ощущения в правом подреберье, наличие уробилина в моче, нарастание сердечно-сосудистой слабости, посинение кожных покровов.

Профессиональный контакт с оксидом или сульфидом никеля на протяжении 10 – 40 лет может привести к карциноме носоглотки и легких. Кроме того, зубные и ортопедические протезы, табак, кухонная утварь, недорогие ювелирные изделия содержат некоторое количество минерального вещества. [20]

Заключение.

Вода – это великая ценность для человечества, и в век информационных технологий, развитой промышленности и постоянного роста численности населения не пора ли задуматься о том, что все природные блага мы не получаем в наследство от своих предков, а берем взаймы у своих потомков. И от качества той питьевой воды, которая течет из-под крана напрямую зависит здоровье нас и наших детей.

Вода важна для человеческой и для всей животной и растительной жизни. Способов для воспроизводства воды не существует, не существует также и заменителей воды, поэтому необходимо обращаться с самым ценным природным ресурсом с величайшей осторожностью. В то же время запасы воды на Земле неисчерпаемы для всех практических нужд. Тем не менее, проблема снабжения питьевой водой необходимого качества постоянно усложняется. В результате проведенных исследований было установлено, что действительно в микрорайоне присутствует загрязнение грунтовых вод.

При выполнении данной работы цель достигнута исследования. Мы провели исследование грунтовых вод, выявили степень загрязнения грунтовых вод на разных участках микрорайона Суражевка и по результатам сделали вывод о чистоте грунтовых вод микрорайона. Обработав данные, мы установили зависимость между содержанием катионов металлов и анионов кислотных остатков в грунтовой воде и территорией подтопления микрорайона Суражевка. Наша гипотеза подтвердилась, что степень загрязненности грунтовых вод превышает санитарные нормы, в связи с наводнением в 2013 году по некоторым показателям.

Эти нормы превышены:

В пробе №1 концентрация ионов железа находится на границе пределов нормы, в 0,3 мг/л. В пробах №4, №5 концентрация ионов железа превышает санитарные нормы в 0,6 раз. В пробе №6 нормы превышены в 3,3 раза. В пробе №7 нормы превышены в 6,6 раз. В пробах №3, №8, №9, №10 концентрация ионов железа превышает санитарные нормы в 16,6 раз.

Ионы марганца обнаружены в пробах №9, №10 – белый осадок 0,5 мг/л, нормы превышены в 5 раз. В пробе №8 – слабая муть 0,3 мг/л, превышение нормы в 3 раза.

Сульфат ионы обнаружены в пробе №8 – слабая муть – 1-10 мг/л. Обнаружены в пробах №5, №6, №10 – сильная муть – 10-50 мг/л. Эти показатели находятся в пределах санитарных норм, т.к. ПДК сульфат ионов - не более 500 мг/л.

Нарушение санитарных норм на наличие свинца в пробах №2, №3, №10.

В пробах №2. №8, №9 содержание хлорид-ионов составило 1-10 мг/л слабая муть. В пробах №4, №5, №6 концентрация составила 10-50 мг/л сильная муть. В пробе №10 показатели находятся на границе санитарных норм – 50-100 мг/л, образую хлопья, которые выпадают в осадок. В пробе №1 обнаружен белый объемный осадок, что свидетельствует о концентрации хлорид-ионов более 100 мг/л, что, возможно, превышает норму – 350 мг/л.

В 10 пробах №1 - №10 обнаружена перманганатная окисляемость органических остатков, превышающая санитарные нормы, но величина концентрации считается малой, т.к. по таблице окисляемости значения находятся в диапазоне 4 – 8 мг/л О_2. Щелочная среда обнаружена в пробирках №3, №5, №6.

При выполнении данной работы нам удалось

- изучить специальную литературу по теме исследований;

- освоить методику определения качества питьевой воды;

- определить качество питьевой воды в лабораторных условиях;

- установить места загрязнения грунтовых вод.

Список литературы и источников.

1. Набивач В.М. Основы общей экологии. – Днепропетровск.: УГХТУ, 1998. - 127 с.

2. Алексеев Л.C. Контроль качества воды. – М.: Инфра, 2015. - 159 с.

3. http://www.ecolearn.ru/pages/7.html

4. Шелепова Е.В. Во время паводка вода становится хуже / Е.В. Шелепова// Народные новости. – 2016. - №4 (12). – С 12-14.

5. https://www.gzt-sv.ru/2013/08/09/silnyj-liven-svobodnom-stihaet-uzhe.html

6. http://www.svb28.ru/blogs/navodnenie-2013

7. http://www.nadegnost.kz/Sanpin.html

8. Медведский В.А. Гигиена. Справочник. – Гродно.: ГГАУ, 2005. – 219 с.

9. http://vseokraskah.net/ochistka/tyazhelye-metally-v-stochnyx-vodax-prodolzhenie.html

10. Мансурова С.Е. Школьный практикум «Следим за окружающей средой нашего города». М.: Владос, 2001. - 111с.

11. http://m9dom.narod.ru/woda.html

12. http://www.geol.irk.ru/baikal/baikal/water/anno/pokaz.htm

13. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия / Н.П.Ахметов. – М.: Высшая школа, 2001. – С488-502.

14. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. - М.: АГАР, 2000, – 245с.

15. http://www.aqvastroi.ru/clauses/zagryaznenie-vody-margantsem

16. http://www.aqvastroi.ru/clauses/permaganatnaya-okislyaemost-vody/

17. http://belogorvoda.ru/o-vode/vliyanie-zheleza-na-zdorovye-cheloveka/

18. http://slavinfo.dn.ua/zdorovie/problema-vysokogo-soderzhaniya-zheleza-v-vode

19. http://violetnotes.com//bot52.ru/cu.htm /? p=4475

20. http://www.tnp-nn.ru/content/himicheskij-sostav-vodoprovodnoj-vody-i-ego-vliyanie-na-organizm-cheloveka

21. http://biofile.ru/bio/4299.html

22. https://studfiles.net/preview/6199903/page:2/

23. http://ilive.com.ua/food/kak-hlor-vliyaet-na-organizm-cheloveka_111688i15886.html

Приложения