Оценка качества питьевой воды, полученной из различных источников в г.Гродно

Государственное учреждение образования «Средняя школа №35 г.Гродно»

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ, ПОЛУЧЕННОЙ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ В г.ГРОДНО

Авторы: Бубен Кристина

учащаяся 9 класса,

Кузьма Ксения

учащаяся 9 класса

Научный руководитель: Андросова

Наталья Петровна учитель химии

I-ой категории

Рецензенты: кандидат биологических наук,

доцент кафедры биохимия БГУ

Губич Оксана Игоревна

Гродно 2015

Оглавление

Введение 2

Раздел 1. Теоретический 2

1.1 Вода, которую мы пьём. 2

1.2 Значение воды для человека. 2

1.3 Влияние отдельных микроэлементов на качество воды. 2

Раздел 2.Практический 2

Опыт 1.Определение запаха воды. 2

Опыт 2. Определение привкуса воды. 2

Опыт 3. Прозрачность воды (или мутность) и её цвет. 11

Опыт 4. Определение жёсткости воды титриметрическим методом. 11

Опыт 5. Обнаружение ионов железа спектрофотометрическим методом. 12

III. Заключение 2

IV.Библиографический список. 2

Приложение. 2

БЛАГОДАРНОСТИ……………………………………………………………. 22

Введение

“Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не возможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты – сама жизнь… Ты самое большое богатство на свете… »

Антуан де Сент – Экзюпери

Вода является самым распространённым веществом на нашей планете [1,2,4]

Согласно проведенным исследованиям Европейской экологической комиссии ООН качество питьевой воды в Беларуси находится на достаточно высоком уровне. Однако это совсем означает, что в нашей стране нет проблем – проблем, которые на бытовом уровне мы обычно решаем двумя способами: с помощью покупки питьевой бутилированной воды или использованием специальных фильтров [3].

Но перед тем, как рассматривать вопрос о том, действительно ли всегда нужны фильтры и бутилированная вода, или без них можно вполне обойтись, нужно руководствоваться развёрнутым химическим и микробиологическим анализом воды. [3,5 ]

В нашей Республике в прессе, а особенно в интернете, идёт большая дискуссия о фильтрах для воды.

Многие жители нашего города в последние несколько лет столкнулись с компанией, которая предлагала нам свои дорогостоящие фильтры для водопроводной воды и убеждала нас в том, что вода, которую мы употребляем не качественная ( не соответствует Сан Пин 10-124 РБ 99 ).

Зная по данным ГУКПП “Гродноводоканал”, что мы жители города и конечно же микрорайона СШ №35 используем очень качественную питьевую воду из ортезианских скважин, мы учащиеся СШ №35 решили с помощью некоторых методик определить состав и качество воды, которую мы пьём и используем для бытовых целей. И определить для себя и окружающих: так ли нам нужен фильтр для питьевой воды или же демонстрация опытов с водой, которая проводит компания по продаже фильтров для водопроводной воды всего-навсего рекламный трюк.

Цель : определить и сравнить качество питьевой воды из разных источников нашего микрорайона, проверить удовлетворяет ли питьевая вода некоторым требованиям СанПин 10-124 РБ 99.

Основные задачи исследования:

- произвести отбор образцов воды колодезной, водопроводной, водопроводной после фильтрации и кипячения;

- подобрать химические реакции, с помощью которых будем определять качественный состав воды;

- провести исследования и проанализировать полученные результаты;

-провести опрос среди учащихся школы об источниках воды, которую они употребляют.

Объект исследования: питьевая вода из разных источников.

Предмет исследования: качество питьевой воды.

Методы исследования:

- органолептические методы исследования воды;

- спектрофотометрический и методы исследования воды;

- титриметрический метод исследования воды.

Гипотеза: вода (колодезная, водопроводная, водопроводная после кипячения и фильтрации) соответствует нормам СанПин и безвредна для здоровья человека.

Раздел 1. Теоретический

1.1Вода, которую мы пьём.

В соответствии с гигиеническими требованиями СанПиН 10 – 124 РБ 99 «Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства»[5].

Гродненский водоканал заявляет, что питьевая вода в городе Гродно полностью соответствует всем этим критериям [5].

Город Гродно в своей древней истории пил разную воду: сначала это была родниковая вода, которая подпитывала Неман, а сейчас водоснабжение города только из подземных источников [5].

Глубина артезианских скважин, которые питают наш город, составляет от 200 до 320 м, что надёжно защищает водоносные горизонты от попадания загрязнений, связанных с жизнедеятельностью людей. Питьевая вода, попадающая в краны гродненцев, имеет благоприятные органолептические свойства, полностью соответствует Санитарным правилам [5].

Так что же содержится в питьевой воде г.Гродно?

Средние данные за 2014 год [5]

Централизованного водоснабжения г.Гродно

Город Гродно непосредственно обслуживают три водозабора:«Гожка»«Пышки»,«Чеховщизна». СШ № 35 и прилегающие к школе улицы обслуживаются водозаборами «Гожка» и «Чеховщизна».

ГУКПП «Гродноводоканал» подает к домам горожан питьевую воду высокого качества, полностью соответствующую гигиеническим нормативам Республики Беларусь и Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ). Но люди живут в городе в разных домах: есть дома, построенные в конце 19 века, есть довоенные и послевоенные, «хрущевки», «брежневки» и «чешки» а также новостройки 21 века. И каждый дом имеет свою историю и свою внутреннюю систему водоснабжения, которая часто является ровесницей дома. Поэтому качество воды в квартире может зависеть от внутренних коммуникаций: от старых труб в воду поступают продукты коррозии метала, а от новых - пыль и продукты предпродажной обработки труб.

1.2 Значение воды для человека.

Общеизвестно, что тело взрослого человека состоит из воды на четыре пятых (70 - 80 %), а организм новорожденного состоит из неё почти полностью – на 90 %. Для здоровья необходимо, что бы это соотношение (90 – 92 %) сохранялось хотя бы в отношении состава крови, иначе начинаются различные заболевания. Из воды (с растворенными в ней веществами) состоит не только кровь, но также меж- и внутриклеточная жидкость, лимфа, слёзы, пот, соки – в желудке и железах, желчь, моча , все выделения, в том числе – из дыхательных путей [3].

Вода питает клетки. Первым делом при обезвоживании происходит уменьшение содержания клеточной жидкости и внеклеточной, далее вода берётся из кровотока, для того чтобы шло обеспечение функционирования головного мозга. Известно, что головной мозг состоит из воды на целых 85%. Вода считается главным питательным компонентом после кислорода [3].

Нет человека, который не знал бы, как важна для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма вода.

Если уровень воды в организме снижается до 55%, человек умирает[4].

Вода – это жизнь.

1.3 Влияние отдельных микроэлементов на качество воды.

Железо в подземных водах присутствует, в основном, растворенное двухвалентное железо в виде ионов Fe2+.
Трехвалентное железо появляется после контакта такой воды с воздухом и в изношенных системах водораспределения при контакте воды с поверхностью труб. В поверхностных водах железо уже окислено до трехвалентного состояния и, кроме того, входит в состав органических комплексов и железобактерий.
Норматив содержания железа общего в питьевой воде — не более 0,3 мг/л. Содержание железа в воде выше норматива способствует накоплению осадка в системе водоснабжения, интенсивному окрашиванию сантехнического оборудования.
Железо придает воде неприятную красно-коричневую окраску, ухудшает её вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорение. Высокое содержание  железа в воде приводит к неблагоприятному воздействию на кожу, может сказаться на морфологическом составе крови, способствует возникновению аллергических реакций. Также железо отрицательно влияет на репродуктивную систему [4].

Жёсткость воды – свойство природной воды, определяемое присутствием в ней растворенных солей кальция и магния. По нормативам СанПиН 10-124 РБ 99 оптимальная жесткость питьевой воды должна быть в пределах 7 ммоль/дм³ .
Как правило, уровень жесткости природных вод значительно выше этих значений. В бытовых условиях избыток солей жесткости приводит к зарастанию нагревающихся поверхностей в бойлерах, чайниках, трубах, отложению солей на сантехарматуре и выводу её из строя, а также оставляет налет на волосах и коже человека, создавая ощущение их «жесткости». При стирке, взаимодействуя с ПАВами мыла или стиральных порошков, соли жесткости связывают их и требуют большего расхода. В пищевой промышленности жесткая вода ухудшает качество продуктов, вызывая выпадение солей при хранении.
В энергетике случайное кратковременное попадание жесткой воды в систему очень быстро выводит из строя теплообменное оборудование, трубопроводы. Даже небольшой слой отложений солей на поверхности теплообменного оборудования приводит к резкому снижению коэффициента теплопередачи и увеличению расхода топлива [4].

Раздел 2.Практический

Гигиенические требования к качеству питьевой воды в Республике Беларусь установлены Санитарными правилами и нормами СанПиН 10-124 РБ 99 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Среди учащихся нашей школы мы провели опрос: какую воду вы предпочтительно употребляете в пищу (см. Приложение табл.1). И получили следующие данные. Было опрошено 196 учащихся нашей школы. Из них предпочитают пить воду из под крана 16%, фильтрованную – 19%, колодезную -0%, кипячёную – 32% и бутилированную – 33%.

Органолептические показатели являются очень важными для контроля качества питьевой воды и своевременного обнаружения её загрязнения, а методы определения органолептических показателей являются достаточно простыми и оперативными, и позволяют своевременно обнаружить загрязнения воды и принять меры к их устранению[4].

Итак, органолептические свойства – свойства воды, воспринимаемые органами чувств человека. Это – запах, привкус, цветность и мутность или прозрачность [4].

Опыт1.Определение запаха воды.

Характер запаха воды определяют ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлорный, нефтепродуктов и т.д).

Определяем запах при температуре 20 С: в колбу с притёртой пробкой вместимостью 250-350 мл отмериваем 100 мл испытуемой воды с t 20 С. Колбу закрываем пробкой, содержимое колбы несколько раз перемешиваем вращательными движениями, после чего колбу открываем и определяем характер и интенсивность запаха.

Определяем запах при температуре 60 С: в колбу отмериваем 100 мл.испытуемой воды. Горлышко колбы закрываем часовым стеклом и подогреваем на водяной бане до 60 С. Содержимое колбы несколько раз перемешиваем вращательными движениями. Сдвигая стекло в сторону, быстро определяем характер и интенсивность запаха. Интенсивность запаха определяем по пятибалльной шкале[2].

Вывод: исследованная нами водопроводная вода и колодезная вода запаха не имеют. По пятибалльной шкале – 0 баллов, что не противоречит понятию «вода питьевая» (см. Приложение табл.2 и табл.3)

Опыт2.Определение привкуса воды.

Питьевая вода не имеет конкретного вкуса , у неё можно различить только привкус.

Характер привкуса определяем по ощущениям воспринимаемого привкуса ( солёный, кислый , щелочной, металлический, гнилостный и т.д). Привкус воды «дигустируется» после 5-минутного кипячения и охлаждения до 20-25 С.

Гнилостный вкус укажет на продукты распада животных и растительных организмов ; солёный – на присутствие поваренной или других щелочных солей; горький – солей магния; вяжущий - солей железа;сладковатый – гипса [2,4].

Вывод: исследуемая нами водопроводная вода и колодезная не имеют привкуса, что не противоречит понятию «вода питьевая» (см. Приложение табл.3)

Опыт3.Прозрачность воды (или мутность)и её цвет.

Прозрачность зависит от количества взвешенных частиц органического и неорганического происхождения и определяется следующим образом: на дно цилиндра кольцо из проволоки и и доливают воду до тех пор, пока кольцо видно. Высота столба воды (см), при которой кольцо становится невидимым, и является мерой прозрачности.

Если видны изменения в цвете воды (стакан ставят на чистый лист белой бумаги) и описывают словом: зеленоватый, светло – коричневый и т.д [2].

Вывод: в исследуемой нами водопроводной и колодезной воде не обнаружено нами посторонних частиц, т.е вода прозрачная. Высота столба воды – мера прозрачности – колеблется в пределах 22 – 23 см, что не противоречит понятию «вода питьевая» (см. Приложение табл.3).

Опыт4.Определение жёсткости воды титриметрическим методом.

Жесткость воды обуславливается присутствием в ней солей кальция и магния. Это общая жесткость. Она складывается из карбонатной (временной, обусловленной присутствием гидрокарбонатов кальция и магния) и некарбонатной (постоянной, обусловленной присутствием хлоридов кальция, Mg²⁺ и Fe²⁺).

Общую жесткость воды определяли следующим образом. В коническую колбу ёмкостью100 мл с исследуемой водой, прибавляю 5 мл аммиачного буферного раствора(NH4OH+NH4Cl) для установления щелочной реакции, а затем 7 - 8 капель индикатора (эриохрома черного). Проба окрашивается в интенсивный вишнево - красный цвет (рис.1). Раствор перемешивают и медленно титруют 0, 05 нормальным раствором трилона "Б" до изменения окраски пробы от вишневой до синей (рис2 и 3). Это происходит из - за того, что трилон "Б" в щелочной среде взаимодействует с ионами кальция и магния, образуя комплексное неокрашенное соединение и вытесняя индикатор в свободном виде. Расчет общей жесткости производят по формуле:

X= (V*N * К* 1000) / V1

где: V - объем раствора трилона "Б", израсходованного на титрование, мл.

N - нормальность раствора трилона "Б", мг экв/л (0. 05)

V1 - объем исследуемого раствора, взятого для титрования, мл. (50 мл)

К – константа равная 1,01.

Вывод: в исследуемых образцах воды, за исключением водопроводной фильтрованной воды, общая жёсткость имеет средние значения, что соответствует нормам СанПиН и не противоречит данным ГУКПП «Гродноводоканал» (см. Приложение табл.4) . Общая жёсткость в фильтрованной водопроводной воде достаточно низкая, что также не противоречит нормам СанПиН (см. Приложение табл.4).

Опыт5. Обнаружение ионов железа спектрофотометрическим методом.

  Содержание железа определяют фотометрическим методом, основанным на образовании в щелочной среде комплексных анионовтрисульфосалицилата железа (комплекс жёлтого цвета) (рис 4). При изменении кислотности может получиться комплекс другого состава, имеющий фиолетовую или розовую окраску. В этом случае в колбу, где проходит колориметрическая реакция, следует добавить больше аммиака — столько, сколько нужно для появления желтой окраски).

В мерные колбы , содержащие пробы с питьевой водой добавляют 5 мл 10%-ного раствора сульфосалициловой кислоты, 5 мл 10%-ного раствора аммиака, разбавляют до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Измеряютоптическую плотность растворов на фотоэлектроколориметре с фиолетовым светофильтром (Я = 400 нм) в кюветах с толщиной слоя = 2-5 см, используя дистиллированную воду в качестве раствора сравнения.

Аппаратура. Фотоэлектроколориметр (рис.4).

Вывод:в исследуемых образцах воды железо общее также находится в приделах норм СанПиН и не противоречит данным ГУКПП «Гродноводоканал» (см. Приложение табл.5).

III. Заключение

Практическую часть нашей работы мы посвятили эксперименту. Исследования проводили на базе центральной лаборатории анализа воды ГУКПП «Гродноводоканал» и в школьной лаборатории СШ №35.

1.При изучении органолептических показателей водопроводной воды были опытным путем определены запах, цветность и прозрачность. По этим показателям и водопроводная и колодезная вода соответствовала нормам СанПиН,т.е по нашим данным вода исследуемая запаха не имела и при 20^°С, и при 60 ^°С, что соответствует 0 баллов, а по нормативам СанПиН 10-124 РБ 99 – 2/2балла. Исследуемая вода также не имела привкуса, что соответствует 0 баллов, а по нормативам СанПиН 10-124 РБ 99 может достигать 2 баллов.

2.Определяли титриметрическим методом жёсткость воды. По этому показателю водопроводная вода также соответствует нормам СанПиН. Т.е жёсткость образцов нашей воды имело среднее значение, а именно колебалась в пределах -5,6-6,3 ммоль/дм³. Однако вода водопроводная фильтрованная имела очень низкое значение жёсткости -0,3 ммоль/дм³, что не всегда положительно сказывается на здоровье людей, т.е данная вода утратила свою природную минерализацию, а водопроводная кипячёная вода имела общую жёсткость 3,0 ммоль/дм³.По нормативам СанПиН 10-124 РБ 99 это показатель может достигать 7,0 ммоль/дм³.

3.Спектрофотометрическим методом определяли в водопроводной воде содержание железа общее (Fe²⁺ и Fe³⁺). Содержание железа находится в пределах нормы СанПиН, а именно не превышает -0,3мг/дм³. Это подтверждено также отсутствием специфического привкуса и цвета и водопроводной, и колодезной воды.

Питьевая вода в городе Гродно безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и имеет благоприятные органолептические свойства.

Что касается проведённого нами опроса среди учащихся, а мы опросили 196 человек. Из них 16% пьют воду из под крана, 19% - фильтрованную, 0% - колодезную, 32% - кипячёную и 33% - бутилированную. Таким образом мы можем сделать вывод - сколько людей, столько и мнений, а о вкусах, как известно, не спорят. У каждого человека свое обонятельное и вкусовое восприятие воды, а еще у всех разные доходы. Поэтому одни люди с удовольствием пьют воду из-под крана. Другим важнее чистая сантехника и посуда, поэтому они устанавливают фильтры. Третьи начитались заграничных статей об ужасном качестве ИХ питьевой воды и думают, что у нас – то же самое. Поэтому они всегда покупают бутилированную воду даже без крайней необходимости.

Мы учащиеся СШ№ 35 на основании тех данных, которые мы получили и услышали из рассказа заведующей центральной лаборатории ГУКПП «Гродноводоканал» ДалькевичО.А. с уверенностью можем сказать, что питьевой водой из Гродненского водопровода можно гордиться и бережно относится к ней. Питьевая вода – это визитная карточка нашего города.

IV.Библиографический список.

1.Бельницкая Е.А, Манкевич Н.В, Романовец Г.С. Любознательным о тайнах вещества: 8 кл: пособие для учащихся общеобразовательных учреждений/Минск: Адукацыяі выхаванне, 2010.- 216 с.

2.Дружинин С.В. Исследование воды и водоёмов в условиях школы. – Калуга: Золотая аллея, 2008 г.с.15-16

3.www.ler.by

4.https//ru.wikipedia.org

5.http://www.vodokanal.grodno.by

Приложение.

Таблица 1. Вода, которую мы пьём (опрос учащихся средней школы №35 г. Гродно).

Таблица №2. Оценка запаха воды

Таблица 3. Сравнительная характеристика органолептических свойств воды.

Таблица 4.Сравнительная характеристика жёсткости.

Рис.3 Титрование трилоном Б

(синее окрашивание)

Таблица 5.Сравнительная характеристика железа общего.

нагревание исследуемых проб для

определения содержания общего железа.

Рис. 4 Образование комплексных анионов трисульфосалицилата железа (комплекс желтого цвета)

Рис.5Фотоэлектрокалориметр

Благодарности.

Авторы работы выражают благодарность за помощь в проведении химического анализа воды и ознакомлении с работой лаборатории химиеского анализа воды ГУКПП “Гродноводоканал” заведующей центральной лаборатории ГУКПП “Гродноводоканал” Далькевич Ольге Александровне.