Неужели мы пьем такую воду

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

города Москвы «Школа № 544»

Исследовательская работа

Неужели мы пьем такую воду?

Москва

2017-2018

Содержание

1. Введение ………………………………………………………………………3

• цель исследования;
• задачи исследования;
• актуальность

2. Основная часть

2.1 Мониторинг воды социально – значимых объектов ………………...….5

2.2 Повторный мониторинг …………………………………………………..7

2.3 Морфологические и физиологические особенности тритона ………….8

3. Заключение

     3.1 Причина повышения перманганатной окисляемости……………….…11

3.2 Причина повышения количества нитратов……………………………..12

3.3 Причина повышения электропроводности……………………………..12

3.4 Рекомендации по уходу за тритоном………………………………...….13

4. Литература…………………………………………………………………….14

5. Приложения…………………………………………………………………...15

Введение

     На Земле не найдется более ценного природного материала, столь жизненно необходимого и незаменимого, как вода.

     Употребляя воду, люди редко задумываются о том, какие вещества в ней растворены и как они влияют на здоровье, работоспособность, мышление и склонность к творчеству, на ваши достижения в жизни.

     Знание экологического состояния водных объектов в своем регионе можно отнести к одним из наиболее важных.

Цель исследования: выявить причину завышенных показателей в одной из проб исследуемой воды

Задачи исследования:

1. Провести экологический мониторинг воды социально-значимых объектов города Москвы                                                                                                                                                                                                                          
2. Провести экологический мониторинг воды из центрального водопровода в рамках городского проекта по мониторингу качества воды НИЯУ МИФИ
3. Проконтролировать качество воды в соответствии с нормами СанПиНа
4. Выявить причину завышенных показателей в одной из проб воды                                    
5. Изучить особенности морфологической и физиологической жизнедеятельности тритона

     Актуальность данной темы заключается в том, что чистая вода,  необходима для нашей правильной жизнедеятельности. Поэтому главным вопросом является постоянный мониторинг воды, своевременное выявление причин завышенных показателей качества воды и устранение этих причин.

     В основной части работы на основе аккредитованной лаборатории «Чистая вода» НИЯУ МИФИ был организован мониторинг качества воды из 8 социально-значимых объектов по 15 – 20 показателям. После получения результатов испытания были выявлены значительные отклонения в пробе воды центрального водопровода из аквариума, где обитает тритон, по трем показателям. Возник вопрос в исследовании воды непосредственно из центрального водопровода, пропущенной через фильтр.                                                                                                                                Решение поставленной проблемы достигалось в несколько этапов:

• Сначала был проведен мониторинг воды в лаборатории «Чистая вода» НИЯУ МИФИ из центрального водопровода, пропущенной через фильтр (та вода, которую наливают в аквариум)
• Затем изучены морфологические и физиологические особенности тритона
• Выявлены причины завышенных показателей электроотрицательности, перманганатной окисляемости и содержания нитратов
• Даны рекомендации по условию содержания и ухода тритона в аквариуме.

Основная часть

1. Мониторинг воды социально – значимых объектов

           Наша школа приняла участие в проведении распределенного эксперимента  по интерактивному экологическому мониторингу воды социально-значимых объектов города Москвы на базе сети школьных лабораторий и единого экологического портала.

     Для проведения мониторинга мы предварительно ознакомились с методическими рекомендациями по проведению анализов и отбора проб из различных источников.

     Было отобрано 8 проб:

центральное водоснабжение –1

школьный кулер – 1

природные поверхностные воды – 3

родник – 1

колодец – 1

аквариум – 1

     24 октября 2017г. на базе лаборатории МИФИ был проведен семинар-обучение по свойствам и основным показателям качества воды. Мы ознакомились с титриметрическими методами анализа (определены жесткость, содержание кальция и магния, гидрокарбонатов, активного хлора). Потенциометрическим методом определено значение рН, кондуктометрическим – электропроводность. Познакомились с органолептическим методом определения запаха.

     2 ноября 2017 г. проведен семинар-обучение на базе испытательной лаборатории «Чистая вода» НИЯУ МИФИ по освоению спектральных и хроматографических методов анализа с определением содержания железа, марганца, цинка, меди, хрома, кремния (ICP-спектрометрия), аммиака и ионов аммония, цветности, мутности (спектрофотометрия), нефтепродуктов (флуориметрия). На жидкостном хроматографе определено содержание анионов (фторидов, хлоридов, нитритов, нитратов, сульфатов и фосфатов).

     Результаты мониторинга исследованной воды.

     В водопроводной воде не отмечено превышения нормативов на соответствие СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода централизованного водоснабжения».

     В школьном кулере не отмечено превышения нормативов на соответствие СанПиН 2.1.4.1116-02 «Бутилированная вода».

     Вода из родника соответствует по качеству нормативам, которые регламентируются СанПиН 2.1.4.1175-02.

     В поверхностных водах имеются превышения СанПиН 2.1.5.980-00 «Поверхностная вода» по следующим показателям: запах, мутность, содержание хрома, железа, аммония.

     Все результаты испытаний приведены в приложении (Приложение 1 - 8) и привязаны к объектам мониторинга на карте.

     Превышение нормативов в протоколах выделено жирным шрифтом.

2. Повторный мониторинг

     В результате проведенного мониторинга (согласно стандартным методикам, отработанным МИФИ), была выявлена 1 проба воды – вода из аквариума, где были выявлены значительные отклонения по трем показателям (Приложение 4):

• окисляемость перманганатная, мг/л;
• нитраты, мг/л
• электропроводность, Мкс-см

     Так как это была вода из центрального водопровода, пропущенная через фильтр, возник вопрос в выявлении причины загрязнения.

     Возникло несколько предположений:

• вода загрязнена изначально;
• фильтр меняет свойства воды;
• жизнедеятельность тритона является причиной увеличенных показателей.

     Был проведен дополнительный мониторинг воды 14.11.2017 г в лаборатории «Чистая вода» НИЯУ МИФИ из центрального водопровода, пропущенной через фильтр (та вода, которую наливают в аквариум).

     Результаты данного исследования показали, что питьевая вода считается физиологически полноценной (согласно Сан ПиН 2.1.4.1116-02) (Приложение 9)

Морфологические и физиологические особенности тритона:

     В аквариуме обитает гребенчатый тритон, поэтому одну из проб воды мы взяли из аквариума. Полученные результаты нас очень удивили, и мы решили сделать дополнительные исследования воды и побольше узнать об обитателе аквариума.

Кто такие тритоны:

     Гребенчатый тритон относится к семейству настоящий саламандр, отряда хвостатых земноводных. Это животное впервые упомянул натуралист из Швеции К. Геснер в середине XVI века, назвав его «водной ящерицей». Само семейство на данный момент включает в себя без малого сто видов хвостатых амфибий, но только четыре из них распространены на территории России. В их число входит и ящерица гребенчатый тритон.

     Основным продуктом белкового обмена у амфибий служит мочевина, которая не очень токсична, но для выведения из организма требует большого количества воды, в которой она растворяется. Физиологически это вполне оправдано, так как поглощение воды организмом у амфибий в подавляющем случае не встречает затруднении.

     Большая часть поедаемой животными пищи содержит три главных питательных компонента: углеводы, жиры и белки (а также небольшие количества нуклеиновых кислот). В процессе метаболизма из углеводов и жиров образуются двуокись углерода и вода как единственные конечные продукты окисления. Белки и нуклеиновые кислоты тоже дают углекислоту и воду, но, кроме того, химически связанный азот этих пищевых веществ включается в ряд относительно простых азотсодержащих продуктов, подлежащих экскреции. (табд.1)

     Из них для нашей работы наибольший интерес представляет основной продукт белкового обмена у амфибий - мочевина. 

Табл.1

     Форма выведения белкового азота - в виде аммиака, мочевины или же мочевой кислоты - тесно связана с условиями жизни и наличием воды (табл.2). Аммиак весьма токсичен даже в очень малых концентрациях, поэтому он должен быстро удаляться либо путем выведения во внешнюю среду, либо путем превращения в менее токсичные вещества (мочевину или мочевую кислоту).

Табл.2

     Мочевина легко растворима в воде и обладает довольно малой токсичностью.

Заключение

     Цель нашей работы: выявить причину завышенных показателей в одной из проб исследуемой воды была достигнута. Вода, взятая из центрального водопровода, полностью соответствует нормам Сан Пин. Завышения показателей по: перманганатной окисляемости, нитратам и электропроводности связаны с жизнедеятельностью гребенчатого тритона.

     Но больший интерес вызывает – откуда взялись эти вещества и каковы последствия их избытка.

Причина повышения перманганатной окисляемости

     Перманганатная окисляемость — это показатель общего количества органических веществ в воде. Он не показывает, какие именно вещества присутствуют, но показывает, сколько их в сумме. Назван показатель по способу получения значения — в пробу воды добавляется перманганат калия. Окисляемость — это потому, что окисленные «до упора» формы органических веществ не взаимодействуют с марганцовкой. То есть, окисляются все вещества до этого «упора», и считается количество затраченной марганцовки.

     Источник органики — водоросли. На стенках аквариума развиваются колонии водорослей. Это не привычные нам водоросли из реки. Это особые водоросли, способные жить без  света и более-менее устойчивые к хлорированной воде.

     Само по  себе, превышение не грозит ничем. Чтобы оценить угрозу, необходимо знать, какие именно органические вещества присутствуют — а это дополнительные химические анализы и дополнительные затраты.

Причина повышения нитратов

     Присутствие иона аммония свидетельствует о наличии в воде органического вещества животного происхождения. При биохимическом разложении азотсодержащих органических соединений образуется аммиак (NH3), который при растворении в воде образует ион аммония (NН4+). В основном это происходит в результате разложения мочевины и белков, которые выделяет тритон.

  Под действием нитрифицирующих бактерий аммоний быстро окисляется до неустойчивой нитритной (NO2-), а затем – до устойчивой нитратной (NO3-), формы. Таким образом, наличие иона аммония в концентрациях, превышающих фоновые значения, указывает на свежее загрязнение и близость источника загрязнения.

Употребление воды с повышенным содержанием азотсодержащих соединений приводит к нарушению окислительной функции крови.

Причина повышения электропроводности

     Электропроводность – это способность воды проводить электрический ток. Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от концентрации растворенных электролитов, диссоциирующих на катионы  Na+, K+, Са2+, Mg2+ и анионы Сlˉ, SO42-, HCO3-. Присутствие других ионов, как правило мало влияет на электропроводность из-за  их малого содержания в воде.

     Биологические последствия повышения электропроводности: высокое содержание питательных солей (фосфаты, нитраты).

Рекомендации по уходу за тритоном

     Воду в аквариуме при наличии в нем тритона следует менять регулярно, ежедневно около 10-15 процентов от общего объема воды.  На одну особь должно приходиться около 10-15 литров воды.  Температура воды не должна превышать 22°С, а показатель кислотности должен быть на уровне 5,5 -7,8ph.

Литература  

Брем А.Э. Рыбы и амфибии. АСТ, 2000. (Жизнь животных).

Дунаев Е.А., Кауров И.Л., Михайлов К.Е. 2010. «Рептилии и амфибии. Самые красивые и знаменитые» М. Аванта +, 2010

Тритоны: содержание, разведение семейный сайт www.list7i.ru        

Методическое пособие (рекомендации по проведению лабораторных исследований качества воды и работы на аналитическом оборудовании) - М.: МИФИ, 2017. – 78 с. Авторы: Ананьева Е.А., Лашина О.В., Месяц Е.А., Миндлина Т.Б.,

Сайт «Биология и медицина» http://medbiol.ru

Сайт «Помощник для всех» odn.org.ua