«Оценка экологического качества воды»

Муниципальное  казенное общеобразовательное учреждение

"Дылымский многопрофильный лицей имени Изудина Гаджиева"

село Дылым Казбековский район

Исследовательская работа  на районный конкурс

юных исследователей окружающей среды

Номинация «Водная экология и гидробиология»

Тема: «Оценка экологического качества воды».

Работу выполнил:

Гебеков Магомед, ученик 8 кл.

МКОУ "ДМЛ"

                                     Руководитель работы:

                                                                                Мутуева Зухра Магомедовна,

                                                                            учитель биологии МКОУ"ДМЛ"

2017г.

СОДЕРЖАНИЕ:

         1.  Введение в тему «Оценка экологического качества воды»

         2. Характеристика источников водоснабжения и качества питьевой

             воды.

         3.   Определение содержания растворенного кислорода в пробе  

       воды.

 4.   Определение содержания ионов водорода в   воде: рН-фактор воды.

 5.  Определение карбонатной жесткости воды.

         6.   Изучение влияния температуры воды на  ее качество.

 7.   Определение прозрачности питьевой воды.

 8.   Исследование цвета воды реки Волга, в районе пляжа.

         9.   Определение запаха воды.

       10.   Исследование мутности воды.

       11.   Содержание взвешенных частиц.

       12.  Влияние загрязнения гидросферы на организм человека.

       13. Заключение

  14. Список литературы

Введение в тему:

«Оценка экологического качества воды».

Антуан де Сент-Экзюпери писал: «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты- сама жизнь. Ты- самое большое богатство на свете».

Вода – самое обыденное и в тоже время самое удивительное вещество на нашей планете – обладает рядом необычных, неожиданных свойств. Вода кормит нас, поит и преподносит много приятных сюрпризов. Сама наша жизнь зародилась именно в воде. Словом, где нет воды, там нет и земной жизни.

Вода, как и все жидкости, не имеет собственной формы. Если дать ей волю, она займет всё возможное пространство. Вода течет вниз под действием силы тяжести, а при падении с высоты её сила может превращаться в электроэнергию. Медленно и незаметно вода поднимается по стволу растения, поддерживая его жизнь. Любое из свойств воды уникально и для человека важно знать все свойства воды, так как в своей деятельности он очень тесно соприкасается со всем живым на нашей планете, чья жизнь невозможна без воды.      Вода распространенное, простое, но в то же время самое сложное и таинственное вещество на Земле. Воде посвящено огромное количество научных работ, но до сих пор она остается недостаточно изученной. Вода  - священная основа жизни, с ней связаны важнейшие ритуалы практически всех религий.
    Для человеческого организма вода — это второе по значимости вещество после кислорода. Известно, что наши тела состоят почти на две трети из воды. Без пищи человек может жить более 4 недель, а без воды — не более 7 дней. Многие ученные считают, что человеческая жизнь, представляет собой «борьбу за воду». Вода — индикатор старения. Тело ребенка от рождения до годовалого возраста содержит 80–85% воды. При достижении возраста 18 лет содержание воды уменьшается до 65–70%, а в старости — до 25%. Многие ученые склоняются к мысли, что в обеспечении организма качественной водой и в количестве, необходимом для нормального процесса обмена веществ, заключается секрет продления молодости.
Количество землян  за последние 40 лет увеличилось в 2 раза и  сейчас составляет 6,1 млрд. А может еще раз удвоиться к середине нынешнего столетия. Основной рост населения приходится на развивающиеся страны, где водные ресурсы практически истощены. Около 60% поверхности Земли составляют зоны, где отсутствует пресная вода или ощущается ее острый недостаток. Почти 500 млн. человек страдают от болезней, вызванных недостатком или неполноценностью питьевой воды.
    От качества воды зависит качество нашей жизни. Хотя запасы пресной воды на Земле исчисляются миллионами кубических километров, но далеко не всякая вода полезна для человека. Проблема качественной питьевой воды в мире всегда стояла и стоит  особенно остро. Наша водопроводная вода мало похожа на живительную влагу. И «благодарить» за это нужно ржавые трубы, безнадежно устаревшие ГОСТы, допускающие хлорирование и архаические системы очистки. В развитых странах водопроводная вода уже давно очищается методом ионизации, но и ее зачастую используют только для хозяйственных нужд.

Данная тема актуальна, так как увеличение народонаселения планеты требует большого количества пресной воды, запасы которой, к сожалению, катастрофически уменьшаются из-за неразумной деятельности человека.

Почему была выбрана питьевая вода в качестве объекта исследования? Есть  мнение, что родниковая вода безупречно чистая и всегда пригодна для питья. В ряде регионов России подземные воды  - важный источник пресной воды. Раньше они считались наиболее чистыми.  В настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды также подвергаются загрязнению. Часто  это загрязнение настолько велико, что вода из таких родников стала непригодной для питья. Тем не менее, большинство людей предпочитают пользоваться природными источниками, а качество водопроводной воды оставляет желать лучшего. Очистные сооружения не могут полностью устранить некоторые загрязнители. Кроме того во многих городах водопроводная вода хлорируется, что неблагоприятно сказывается на вкусовых качествах воды.

Цель работы: Данная исследовательская работа позволит получить информацию о состоянии качества питьевой воды,  привлечь внимание общественности к проблеме загрязнения воды.

Исходя из данной цели, мной были поставлены следующие задачи:

1. Выяснить какая по происхождению вода существует и какими свойствами она обладает;

2. Узнать, как применяют ту или иную воду;

3. Провести эксперимент по определению содержанию растворенного кислорода, влияние температуры, запаха взвешенных частиц ;

4. Обобщить полученные данные, сделать выводы;

Объектом исследования является вода.

Методы: измерением, моделирование процессов в окружающей среде.

Глава 1. Литературный обзор.

Характеристика источников водоснабжения и качества питьевой воды.

При получении питьевой воды различают две основные группы по ее происхождению: подземные воды и поверхностные воды. 

Группа подземных вод подразделяется на:

1. Артезианские воды. Это воды, которые с помощью насосов поднимаются на поверхность из подземного пространства. Они могут залегать под землей в несколько слоев или так называемых ярусов, которые полностью защищены друг от друга. Пористые грунты (особенно пески) оказывают фильтрующее и, следовательно, очищающее действие, в отличие от трещиноватых горных пород. При соответствующем длительном нахождении воды в пористых грунтах артезианская вода достигает средних температур почвы (8-12 градусов) и свободна от микробов. Благодаря этим свойствам (практически постоянная температура, хороший вкус, стерильность) артезианская вода является особо предпочтительной для целей питьевого водоснабжения. Химический состав воды, как правило, остается постоянным.

2. Инфильтрационная вода. Эта вода добывается насосами из скважин, глубина которых соответствует отметкам дна ручья, реки или озера. Качество такой воды в значительной мере определяется поверхностной водой в самом водотоке, т. е. вода, добытая при помощи инфильтрационного водозабора, является тем более пригодной для питьевых целей, чем чище вода в ручье, реке или озере. При этом могут иметь место колебания ее температуры, состава и запаха.

3. Родниковая вода. Эта подземная вода, самоизливающейся естественным путем на поверхность земли. Будучи подземной водой, она в биологическом отношении безупречна и по своему качеству приравнивается к артезианским водам. Вместе с тем родниковая вода по своему составу испытывает сильные колебания не только в кратковременные периоды времени (дождь, засуха), но и по временам года (например, таяние снега).

Согласно Всеобщей декларации прав человека право на чистую воду, ее охрану и информацию о качестве воды – основные права человека, защищающие не только его здоровье, но и жизнь. Россия занимает первое место в мире по запасам пресных вод – здесь сосредоточено более 20 % мировых ресурсов. Речной сток составляет 4270 км³ в год (10% мирового речного стока), т.е. по 30000 м³ воды на каждого жителя. В озерах сосредоточено более 26000 км³ пресных вод. Разведанные запасы подземных вод позволяет использовать от 30 до 300 км³ в год. Кроме того, в России действует более 2000 водохранилищ объемом более 1 млн. м³каждое из 37 крупных систем межбассейного перераспределения стока. Тем не менее, проблема загрязнения водоемов и нехватки питьевой воды в России одна из самых актуальных проблем.

Ресурсы пресной воды на земле распределяется крайне равномерно. Засушливые или полузасушливые регионы мира, составляющие 40% суши, используется только 2% мировых запасов воды. За источники чистой воды в некоторых странах Азии и Африки идут настоящие войны! Более половины жителей земли, т.е. 3,5 млрд. человек, пользуются источниками воды, непреходящий даже минимальной очистки. Из-за различных заболеваний, связанных с некачественной водой, таких как диарея, гепатит А, малярия и др., каждый год погибает более 5 млрд. человек, большинство из которых составляют дети. К 2025 году, испытывающих умеренную или серьезную нехватку воды, будут жить уже две трети населения Земли.

Почему же так остро стоит проблема нехватки воды на планете, где вода? Причин том несколько. Самая простая заключается в том, что 1 338 000 000 км³ ,или 96,5% воды на Земле – соленная морская вода. Подземные, поверхностные, атмосферные воды составляют 47 984 610 км ³ ,или 3,5% всей воды на Земле. На долю пресных вод приходится еще меньше 35 029 210 км, что составляет 2,5% от планетарных запасов воды. И, наконец, из всех запасов пресной воды для использования человеком доступно только 118 610 км, т.е. 0,3%! Остальная часть пресной воды пребывает в замерзшем состоянии в ледовом покрове (24 064 100 км³, или 68,7%), содержится в почвенной влаге и в глубоких недоступных подземных водах (10 530 000 км³, или 30,1%).

Мировые запасы пресной воды не увеличиваются, а её потребление постоянно растет.

В отчете ВВФ «Живая планета» отмечается, что система пресной воды, в том числе и питьевой, претерпевает острый кризис. Актуальна эта проблема и в нашей стране. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды. Тема воды очень важна и актуальна для всего мира, если в начале века в районах, испытывающих нехватку воды, проживало 40% населения земли (2,5 млрд. человек), то к 2025 году это будет уже 65-70%, около 5,5 млрд. "Эксперты считают, что водные ресурсы наравне с углеводородами могут стать причиной вооруженных столкновений между государствами и народами", сказал спикер - Борис Грызлов, выступая на «круглом столе» «Чистая вода – источник жизни: глобальные вызовы и угрозы» в рамках XII Петербургского международного экономического форума.

Необходимость воды для обеспечения жизнедеятельности человека обусловлена ролью, которую она играет в круговороте природы, а также в удовлетворении физиологических, гигиенических, рекреационных, эстетических и других потребностей человека. Решение проблемы удовлетворения потребностей человека в воде для различных целей тесно связано с обеспечением её необходимого качества. Развитие промышленности, транспорта, перенаселения ряда регионов планеты привели к значительному загрязнению гидросферы

Широкое распространение стиральных и посудомоечных машин, лучшие стандарты гигиены — все это привело за последние 20 лет к повышению количества используемой воды. Количество воды, необходимое для одного жителя в сутки, зависит от климата местности, культурного уровня населения, степени благоустройства города и жилого фонда. Последний фактор является определяющим. На его основе разработаны «Нормы водопотребления». В указанные нормы входит расход воды в квартирах, предприятиями культурно-бытового, коммунального обслуживания и общественного питания. В некоторых городах развитие водопровода позволяет обеспечить высокие нормы водопотребления (Москва — 500 л/сут., Санкт-Петербург — 400 л/сут.). Считается, что норма водопотребления 500 л/сут. является максимальной. Однако даже в развитых странах, например, в Великобритании, на каждого человека приходится в среднем 120 литров очищенной водопроводной воды в день.

    Глава 2.      ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Исследуя экологическое качество воды, мы определяли содержание  растворенного кислорода в воде, выяснили, как влияет температура воды на ее качество, определяли прозрачность питьевой воды, исследовали цвет воды реки Саласу, определяли запах воды.

С помощью  физических, химических, биологических исследований можно оценить качество воды и обозначить тенденции в его изменении. Эти исследования дают понять, какие воздействия на водоемы являются неблагоприятными и каким образом можно восстановить здоровье воды.

 В качестве объекта исследования мы взяли воду из водопровода, которая поступает из реки Саласу и родниковую из скважины местечка Аних.

2.1. Определение содержания растворенного кислорода в пробе воды.

Содержание растворенного в воде кислорода мы определяли по Насоновой. Для этого мы взяли водопроводную и родниковую воду:

• Отфильтровали пробы воды

• К 10 мл. отфильтрованной воды добавили 0,5 мл. 30% - ной серной кислоты и 1 мл. 0,01н раствора перманганата калия.

• Тщательно перемешали содержимое и оставили на 20 минут при  температуре 20º С.

Если раствор остался ярко-розовым, то содержание растворенного кислорода в воде можно считать = 1мг/л., если окраска раствора стала лилово-розовой, то 2мг/л., если слабо лилово-розовой, то 4мг/л., если бледно-лилово-розовой, то 6мг/л., если бледно-розовой, то 8мг/л., если желтой, то 16мг/л.

       Оценка результатов:

1. Родниковая вода имеет бледно-розовую окраску. Это означает, что содержимое растворенного в воде кислорода равно 8 мг/л.

2.  Водопроводная вода имеет слабо-лилово-розовую окраску. Это означает, что содержимое растворенного в воде кислорода равно 4 мг/л.

3. Предельно-возможная концентрация кислорода, растворенного в воде летом – 15-20 мг/л, а зимой – 20-30 мг/л.

2.2. Изучение влияния температуры воды на  ее качество.

      Температура играет важную роль в оценке качества  воды. Большое количество физических, биологических, химических характеристик воды  зависит от ее температуры.

   Чувствительность живых организмов к неблагоприятным факторам (ядам, возбудителям заболеваний) также изменяется в зависимости от температуры. Так, при тепловом загрязнении водоемов рыбы оказываются более уязвимыми к отрицательным воздействиям, в том числе и по причине уменьшения содержания растворенного кислорода.

Чтобы исследовать температуру воды на ее качество мы в исследуемый источник (реку) опустили водный термометр на глубину примерно 10 см. на две минуты по ходу течения реки.  Не вынимая термометра из воды, определили температуру воды. Она равна от 5 до 7 градусов.

Вывод: Мы сделали несколько замеров воды по ходу течения реки  и определили, что вода имеет приблизительно одинаковую температуру. Это говорит о том, что в данном районе нет источника теплового загрязнения воды.

2.3. Определение прозрачности питьевой воды.

   Суммарное количество взвешенных частиц в воде влияет на ее прозрачность. Это качество воды можно определить как для воды в реках, так и для питьевой воды.

Прозрачность, или светопропускание воды обусловлена ее цветом и мутностью, т.е. содержанием в ней различных окрашенных и минеральных веществ. Прозрачность определяют наряду с мутностью, особенно в тех случаях, когда вода имеет незначительную окраску и мутность, которые затруднительно обнаружить. Воды, подаваемые для питьевого водоснабжения должны иметь прозрачность не менее 30 см.

Для определения прозрачности воды мы использовали  прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в него мы налили воду. Под цилиндр подложили на расстояние 4см от дна шрифт. Высота букв данного шрифта - 2мм, а толщина линии букв -  0,5мм. Мы  сливали воду до тех пор, пока сверху через слой воды не стал виден этот шрифт.  Измерили высоту столба оставшейся воды линейкой и  выразили степень прозрачности в см. Высота водяного столба в сантиметрах, сквозь который текст можно прочитать, считается значением прозрачности воды. Прозрачность питьевой воды должна быть не менее 30 см.

Вывод: Оценить прозрачность исследуемой воды  можно по одной из трех характеристик: прозрачная, малопрозрачная, непрозрачная.

1.     Водопроводная вода: читается с трудом на расстоянии 24см и 7мм.

     2.    Родниковая вода: читается с трудом на расстоянии 26см и 4мм.

Таким образом, самая мутная – водопроводная, степень прозрачности -24,7см

                                                                                                                                                  2.4. Определение запаха воды.

Запах воды вызывают летучие пахнущие вещества, поступающие в нее в результате процессов жизнедеятельности водных организмов, при биохимическом разложении органических веществ в аэробных и анаэробных условиях, при химическом взаимодействии компонентов, содержащихся в водоеме, а также со сточными водами промышленных предприятий и при обработке воды. Вид, интенсивность и устойчивость запаха могут быть различными и зависят от ряда факторов (состав веществ, t, pH, биологическая обстановка и др.). Запах воды оценивают по шкале (табл. №1).

Различают:

Таблица №1. Оценка запаха воды

Интенсивность запаха оценивалась по следующей шкале:

Мы использовали метод, основанный на определении интенсивности запаха при температуре 20ºС и 60ºС. Определение запаха необходимо проводить в комнате, в которую не проникают посторонние запахи.

Для определения интенсивности и характера запаха мы использовали 250 мл пробы, помещенной в коническую колбу при 20ºС, которую закрывали часовым стеклом. Колбу подогревали на бане примерно до 60ºС, перемешивая содержимое осторожным встряхиванием. Затем мы открывали колбу и сразу органолептически устанавливали интенсивность и характер запаха. 

Забор проб производился в троектратной повторности по каждому пункту исследования. В качестве контроля мы использовали дистиллированную воду.

                                         ПРИЗНАКИ ЗАПАХА

Вывод:

1. Вода в Саласу, имеет запах естественного происхождения. Значит, в данном месте вода не загрязнена сточными водами .

2. Родниковая вода – нет запаха – 0 баллов

После проведенных исследований мы сравнили результаты:

ВЫВОД: Родниковая вода лучше водопроводной по всем показателям, ее  можно считать экологически безопасной.

Глава 3. Влияние загрязнения гидросферы на организм человека.

По данным Всемирной организации здравоохранения, около 80% всех инфекционных болезней в мире связанно с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. В мире 2 млрд. человек имеют хронические заболевания в связи с использованием загрязненной воды.

Загрязняются и грунтовые воды. Сейчас подземные источники, используемые для питьевой воды, содержат осадочные продукты сельскохозяйственных химикатов, пестицидов, поступающих вместе со стоками с полей, растворителей, хлорированных углеводородов химической промышленности.

По данным ВОЗ от использования недоброкачественной питьевой воды ежегодно в мире страдает каждый десятый житель планеты. Поэтому в комплекс мероприятий, направляемых на предупреждение негативных последствий влияния питьевой воды на здоровье человека, ведущее место должно занимать гигиенически обоснованное водоснабжение.

По оценке экспертов ООН, до 80% химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в водоисточники. Ежегодно в мире сбрасывается более 420 км3 сточных вод, которые делают непригодными около 7 тыс. км3 воды.

Серьезную опасность для здоровья населения представляет химический состав воды. В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большее количество различных элементов и соединений, соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород. В комплекс мероприятий, направляемых на предупреждение негативных последствий влияния питьевой воды на здоровье человека, ведущее место должно занимать гигиенически обоснованное водоснабжение.
Заболевания, возникающие при токсическом воздействии химических элементов и субстанций, находящихся в питьевой воде (таблица 1).

Таблица 1.

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 же исключительно важна для человеческой, а равно 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, и ни одна капля воды не исчезает в круговороте природы. Тем не менее, проблема снабжения питьевой водой в нужных количествах и необходимого качества постоянно усложняется. В то время как свежая природная вода подвергается все возрастающему загрязнению, потребности в водопроводной воде постоянно возрастают, требуя приложения все больших усилий для превращения сырой воды в питьевую.

          Мы, исследуя окружающую среду своего села, пришли к выводу, что наше село расположен в благоприятном месте. У нас нет больших заводов, фабрик, большого количества автомобильного транспорта, которые  сильно загрязняют атмосферу в  городах. Самый большой вред окружающей среде приносим мы сами. Мы не думаем о том, что после нас будут жить следующие поколения, и мы должны позаботиться о нашей земле.              

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ:

1.     Шестакова Л.Г., Коробейникова Л.А.. Мониторинг родников на межпредметной основе// Химия в школе. – 2000. - №5. – С. 52

2.     Харьковская Н.Л., Асеева З.Г. Анализ воды из природных источников// Химия в школе. – 1997. - №3. – С. 72

3.     Исаев Д.С. Анализ загрязнений воды// Химия в школе. – 2001. - №5 –  

         С. 77

4.     Шабрева Е.В. Современные экологические проблемы с точки зрения

        химика// Химия в школе. – 1997. - №1. – С.14.

       5.     Интернет ссылка: ecolosorse.ru›ecologs-1153-1.htm

       6.     Ашахмина Т. Я. Школьный экологический мониторинг – М.:АГАР,2000  г.

      7.      Большая иллюстрированная энциклопедия интеллекта. Хочу все

                знать!  М.: Эксмо, 2007.

    8.       Воронцова. Н. И. Вода питьевая, 1996 г.

    9.       Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды  

                 централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль  

                 качества. СанПиН 2.1.4.1074-01, М.: Минздрав России, 2002 г.

      10.      Суравегина И. Т., Шклярова О. А., Цыплёнкова Г. Т.: -Здоровье и

                 окружающая среда- М: МОРСФСРД 1991

 11.       Шустов С. Б., Шустова Л. В.: Химические основы экологии – М:

                   Просвещение, 1994

   12.       Чернова М. Н. Основы экологии – М.: Дрофа, 2006 г.