Проектная работа «Влияние водопроводной воды на здоровье человека»

Краснодарский край

Новокубанский район

МОБУООШ №32

станица Бесскорбная

Краевая научная эколого-биологическая олимпиада обучающихся

«9 класс»

«Влияние водопроводной воды на здоровье человека»

Проект выполнила:

Цема Валерия Валерьевна

Ученица 9 класса

Руководитель:

Синюкова Светлана Викторовна

2015г

Аннотация

В последнее время наблюдается кризис во взаимоотношениях природы и человека. Разрушение озонового слоя, кислотные дожди, радиоактивное загрязнение, изменение климата – это угрожающее воздействие общества, на окружающую среду. В России в каждом регионе существуют экологические проблемы.

Особое значение приобрела проблема качества питьевой воды. В нашем сельскохозяйственном регионе чистая вода имеет не менее важное значение. Наша вода загрязнена пестицидами и гербицидами, но при этом она еще имеет различный физико-химический состав.

Так как вода прямым образом влияет на здоровье человека, то меня заинтересовали следующие вопросы: Что за вода течет из нашего крана? Какие вещества содержатся в ней? Насколько безопасно ее пить? В нашем районе в водопровод подаётся вода из подземных источников. Я решила исследовать воду из нашего водопровода, т.к. вкусовые качества нашей воды оставляют желать лучшего.

В моих исследованиях мне помогала учитель географии С.В. Синюкова. Она помогала проводить опыты, а также помогла с подбором литературы.

В результате моего исследования я сделала следующие выводы:

1. В водопроводе ст. Бесскорбной наблюдается повышенное содержание Са и Mg, а также других микроэлементов, придающих воде повышенную жесткость. Это оказывает неблагоприятное влияние на здоровье человека, особенно на мочеполовую и сердечно-сосудистую системы.

2. Вода в водопроводе не соответствует и по физическим показателям. Вода отличается привкусом (горько-соленая).

Так как я не полностью провела исследования о влиянии воды на здоровье человека, то в дальнейшем я надеюсь проследить уровень заболеваемости, связанные с потреблением воды из водопровода.

Содержание:

Аннотация. 2

Содержание. 3

Введение. 4

1. Состав и качество воды 5

Главные ионы. 5

Растворенные газы. 6

Биогенные вещества. 6

Органические вещества. 7

Микроэлементы. 7

1. Методы исследования состава и качества питьевой воды. 8

   1. Исследование физических свойств воды. 8

Органолептический метод определения запаха (ГОСТ 3351). 9

Органолептический метод определения вкуса (ГОСТ 3351). 10

1. Исследование физико-химического состава воды. 11

1. Вода и здоровье. 12

Заключение . 13

Список литературы. 14

Введение

В последнее время наблюдается кризис во взаимоотношениях природы и человека. Разрушение озонового слоя, кислотные дожди, радиоактивное загрязнение, изменение климата – это угрожающее воздействие общества, на окружающую среду. В России в каждом регионе существуют экологические проблемы.

Особое значение приобрела проблема качества питьевой воды. Воды многих рек на всём протяжении загрязнены нефтепродуктами, фенолами, азотом, пестицидами, соединениями тяжёлых металлов.

Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. Для выживания живого организма ежедневно требуется определенное количество воды, поэтому свободный доступ к воде – жизненная необходимость. Однако влияние воды на здоровье и благосостояние человека этим не ограничивается, вопросы количества и качества подаваемой воды играют важную роль в сохранении здоровья, как отдельных людей, так и населенных пунктов в целом. Судя по историческим свидетельствам, ещё Гиппократ связывал качество питьевой воды со здоровьем человека: «следует знать о водах, какие воды вредны и какие очень здоровы, какие неудобства и какое благо происходит от употребления вод, так как они имеют большое влияние на здоровье человека».

Так как вода прямым образом влияет на здоровье человека, то меня заинтересовали следующие вопросы: Что за вода течет из нашего крана? Какие вещества содержатся в ней? Насколько безопасно ее пить? В нашем районе в водопровод подаётся вода из подземных источников.

Из вышесказанного вытекают цели моей работы.

Цели проекта: изучить физический и химический состав воды в ст. Бесскорбной, выяснить каким образом  качество воды влияет на здоровье человека.

1. Состав и качество воды.

1.1.       Химические компоненты природных вод.

Химические компоненты природных вод условно делят на 5 групп: 1)главные ионы; 2)растворённые газы; 3)биогенные вещества; 4)микроэлементы; 5)органические вещества.¹

Главные ионы

В природных водах установлено присутствие более 70 химических элементов. Наиболее распространённые анионы: HCO₃^-, SO₄^2-, Cl^-, CO₃^2-, HSiO₃^- и катионы: Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Fe²⁺. Содержание главных ионов в пресных водах составляет 90-95% от общего солесодержания.

В природных водах постоянно присутствуют ионы Ca²⁺ и Mg²⁺, которые обуславливают общую жёсткость. Основной источник их поступления в воду – растворение пород, содержащих известняки, доломит, гипс, сложные алюмосиликаты. В санитарно-гигиеническом отношении ионы Ca²⁺ и Mg²⁺ не представляют опасности, но значительная жёсткость делает воду непригодной для химико-бытовых и производственных нужд.

Ионы Na⁺ и K⁺ встречаются почти во всех водах (соли натрия, отсутствующие в водяном паре, обуславливают переброс солей).

Гидрокарбонат-ион: наличие его в природных водах связано с растворением карбонатных пород под действием диоксида углерода. Ион HCO₃^- устойчив в природных водах в интервале значений pH 4,2-12. Вместе с ионами Ca²⁺ и Mg²⁺ он обуславливает карбонатную жёсткость воды.

Ионы SO₄^2- поступают в воду в процессе растворения гипсовых пород, мирабилита, окисления сульфитов, серы и органических серосодержащих веществ. Содержание сульфат-иона лимитируется в питьевой воде (при концентрации 500 мг/л у человека может проявляться расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта). Содержание сульфат-иона может быть достаточно высоким в водах атмосферных осадков вследствие загрязнения воздуха промышленными выбросами.Хлориды – по общему содержанию в природных водах занимают 1 место среди

анионов. Содержание их колеблется от десятых долей до тысячи мг/л и более. Они появляются в водах при растворении горных пород, содержащих хлориды. При концентрации хлорид-иона выше 300 м/л у воды появляется солоноватый привкус. Кроме того, хлориды усиливают коррозию железа в воде.

Растворённые газы

В воде содержится растворённый кислород, который необходим для окислительно-восстановительных реакций. Чем больше расходуется O₂ на реакции, тем выше показатель загрязнения воды.

Биогенные вещества

К этой группе относят соединения, необходимые для жизнедеятельности водных организмов и образующиеся ими в результате обмена веществ. Это, в первую очередь, минеральные и органические соединения азота. Органические формы азота представлены белками и продуктами их распада. Неорганические соединения азота (NH₄⁺, NO₂^-, NO₃^-) могут образоваться при разложении азотсодержащих органических соединений, или же поступают в поверхностные воды с атмосферными осадками, при вымывании удобрений из почвы (аммонийный азот, нитраты).

Важным биогенным элементом является фосфор. Это минеральные формы содержания фосфора (ди- и гидрофосфата H₂PO₄^- и HPO₄^2-) и органические соединения. Увеличение концентрации до нескольких мг в литре воды способствует массовому развитию микроорганизмов в трубопроводах распределительной сети.

Соединения железа (II) содержатся только в подземных водах. Они поступают в воду при растворении железосодержащих пород под действием кислот (угольной, гуминовых и др.) В поверхностных водах концентрация соединений железа (III) незначительна вследствие почти полного гидролиза солей. Органическая форма содержания железа в воде – это сложные комплексы с гуминовыми кислотами, имеющие коричнево-бурую окраску. При концентрации ионов железа более 0,3 мг/л у воды появляется железистый привкус, а в трубопроводах возможно развитие железобактерий.

Соединения кремния встречаются в природных водах в форме различных минеральных и органических соединений. Это – кремниевая кислота, её соли(гидросиликаты и силикаты), а также частицы различных алюмосиликатов в коллоидном и взвешенном состоянии и органические соединения кремния.

Органические вещества

Основную часть органического вещества природных вод составляют гумусовые соединения, образующиеся при разложении растительных остатков. Водный гумус содержит в основном протеиновые соединения. В состав его входят также углеводы, жиры и воск.

Количество органических веществ в воде характеризуется величиной окисляемости, т.е. количеством кислорода, расходуемого на окисление примесей сильными окислителями (KMnO₄, K₂Cr₂O₇).

Микроэлементы

Элементы, содержание которых в воде составляет менее 1 мг/л, относятся к группе микроэлементов. Микроэлементы в природных водах могут находиться в виде ионов, молекул, коллоидных частиц, взвеси, входить в состав минеральных и органических комплексов.

Важное гигиеническое соединение имеют соединения йода и фтора. При недостаточном содержании йода в питьевой воде наблюдается нарушение деятельности щитовидной железы (эндемический зоб). Для профилактики жители районов с такой водой получают нужное количество йода с поваренной солью. В воде йод обычно содержится в форме иодид-иона.

Фтор в природных водах встречается в форме фторид-иона. Соединения фтора активно участвуют в процессах минерализации костной ткани и зубов. При недостаточном содержании фтора в питьевой воде наблюдается кариес зубов, а при избытке развивается заболевание зубов – флюороз (пятнистая эмаль). Природные воды содержат и ионы других микроэлементов, которые могут быть естественными компонентами природных вод или появляться в водоёмах в результате практической деятельности людей.

2. Методы определения состава и качества питьевой воды

2.1. Исследование физических свойств воды.

Программа исследования воды определяется задачей, стоящей передо мной, и может быть осуществлена по схеме полного или краткого санитарного исследования. я проводил исследования по схеме краткого химического анализа, т.к. в нём определяются самые основные показатели воды и он более оптимальный для нашего климата в отличие от полного.²

При оценке качества грунтовых вод, которая проводится по схеме краткого химического анализа, осуществляется:

А) органолептические исследования – запах, вкус, цветность, прозрачность, мутность, осадок, плёнка, различимые невооружённым глазом водные организмы;

Б) химические исследования – окисляемость, содержания аммонийного, нитритного и нитратного азота (т.е. азот, содержащий аммиак, нитриты и нитраты), общая и карбонатная жёсткость, щёлочность, наличие хлор-иона (или хлориды), общего железа;

В) бактериологические исследования – микробное число и коли индекс (т.е. бактериальный показатель)

Для исследования мы взяли воду из водопровода ст. Бесскорбной в районе МОУООШ №32.

Органолептический метод определения запаха (ГОСТ 3351)

Характер запаха мы определяем ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлорный, нефтепродуктов и.т.д.).

Метод определения:

В колбу мы отмеривали 100 см³ пробы воды. Горлышко колбы закрыли часовым стеклом и подогрели на водяной бане до 50-60С. Содержимое колбы несколько раз перемешиваем вращательными движениями. Сдвигая стекло в сторону, быстро определяем характер интенсивность запаха по пятибалльной системе (в таблице).

Органолептический метод определения вкуса (ГОСТ 3351)

Этим методом мы определяем характер и интенсивность вкуса и привкуса.

4 основные виды вкуса: солёный, кислый, сладкий, горький

Метод определения:

Характер вкуса или привкуса определяют ощущением воспринимаемого вкуса или привкуса (солёный, щелочной, металлический и.т.д.)

Испытуемую воду мы набрали в рот малыми порциями, не проглатывая, задерживаем на 3-5 с.

Интенсивность и характер вкуса и привкуса мы определяем при 20С и оцениваем по пятибалльной системе (в таблице).

Вывод:

1)Запах практически не ощущается, поэтому мы ставили по запаху 0 баллов. Это хороший показатель, который соответствует СанПину по питьевой воде.

2)Вкус и привкус в нашей воде легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде, мы ставим 3 балла. Это не очень хороший показатель.

2.2. Исследование химического состава воды.³

В связи с отсутствием в школе химической лаборатории провести исследование химического состава воды не представляется возможным, поэтому мы взяли данные предоставленные правлением предприятия имени П.Я. Штанько. Исследования проводились Армавирским филиалом ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Краснодарском крае».

Физико-химические показатели:

Вывод: Вода в водопроводе ст. Бесскорбной по физико-химическим показателям не соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 по жесткости и сухому остатку

Микробиологические показатели соответствуют требованиям СанПиН 2.1.4.1974-01

3. Вода и здоровье .

В водопроводе ст. Бесскорбной наблюдается повышенное содержание Са и Mg, а также других микроэлементов, придающих воде повышенную жесткость.

Использование в питьевых целях сильноминерализованных вод с повышенным содержанием Са и Мg способствует учащению хронических заболеваний сердечно-сосудистой системы, почек, желудочно-кишечного тракта, отклонений в обмене веществ. Употребление такой воды обуславливает отставания физического развития у детей, у беременных женщин, регистрируются такие осложнения как анемия, отеки, гипертония. МАРГАНЕЦ оказывает влияние на ферментационную активность и липидный обмен. При избытке марганца в воде фиксируются нарушения функционального состояния центральной нервной системы, анемия, болезни щитовидной железы, кариес,  камни почек и мочеточников, остеоартоз.

Все вышеуказанные характеры взаимосвязи состояния здоровья населения с влиянием фактора - питьевая вода - можно отвести к эндемическим заболеваниям т.к. указанные избыточные или недостаточные количества химических элементов в воде обусловлены природными зонально-региональными гидро-гиохимическими условиями. В природном состоянии качество поверхностных и подземных источников без соответствующей водоподготовки и очистки не может соответствовать полноценной в физиологическом плане питьевой воды.

Заключение.

На основании лабораторного анализа питьевой воды из водопровода в ст. Бесскорбной я попытался объективно установить качество питьевой воды. Для этого я выделил три группы показателей, определяющих качество воды: А – это показатели, характеризующие органолептические свойства воды; Б – показатели, характеризующие химический состав  воды; В – показатели, характеризующие  эпидемическую безопасность.

Это значит:

1)Вода должна быть прохладной, иметь хорошие органолептические свойства, т.е. быть прозрачной, бесцветной, без привкуса и запаха. Наша питьевая вода не полностью соответствует этим требованиям.

2)Вода должна быть пригодна по своему химическому составу, т.е. концентрация токсических веществ не должна превышать ПДК, а для ряда нетоксических веществ допустимы концентрации, которые не ухудшают её органолептических свойств. Токсические химические вещества такие как хром, кадмий, никель, ртуть, мышьяк, свинец, и другие в нашей воде отсутствуют или содержатся в небольших концентрациях. В разводящей сети станицы вода жёсткая, кальций, магний и другие минералы содержатся в большом количестве, т.е. наша вода сильно минерализованная и непригодна для использования в качестве питьевой.

3) По эпидемическим показателям вода в водопроводе станицы безопасная.

Список литературы:

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

2. Протокол №60/113, 61/114, 62/115 Д. исследования питьевой воды в ведомственном водопроводе СПК к-з «Родина» от 24 марта 2012г.

3. Тихомиров Ф.А., Розанов Б.Г. Биологические науки. – 1983 - №5

4. Государственный контроль качества воды. – М.: ИПК Издательство стандартов,2003.

5. Геохимия ландшафтов и подземных вод. (Сборник научных трудов), Краснодар. 1979

Заявка

на участие в краевой Олимпиаде

В соответствии с Федеральным законом Российской Федерации о 27 июля 2006 г. № 152-ФЗ

«О персональных данных» даю согласие в течение 5 лет использовать мои вышеперечисленные данные для составления списков участников Конкурса, опубликования списков на сайте, создания и отправки наградных документов Конкурса, рассылки конкурсных материалов, использования в печатных презентационных/методических материалах Конкурса, предоставления в государственные органы власти, для расчёта статистики участия в Конкурсе, организации участия в выставках.

1^Геохимия ландшафтов и подземных вод. (Сборник научных трудов), Краснодар. 1979

2^Государственный контроль качества воды. – М. : ИПК Издательство стандартов,2003.

3^Протокол №60/113, 61/114, 62/115 Д. исследования питьевой воды в ведомственном водопроводе СПК к-з «Родина» от 24 марта 2012г.