Оценка качества питьевой воды п. Могот"

муниципальное общеобразовательное автономное учреждение

«Моготская средняя общеобразовательная школа»

Тындинского муниципального округа

Проект « Оценка качества питьевой воды поселения Могот»

По направлению:  

«Экология »

Тип проекта:  исследовательский

автор проекта: Рзаев Эльнур

руководитель: Кузьмина О.В.

учитель биологии-химии

Могот 2024

Содержание

Введение…………………………………………………………………………….с.3

I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………с.4-7

1.1 Общая характеристика воды………………………………………………….с.4

1.2  Свойства воды………………………………………………………………...с.4-5

1.3  Влияние качества питьевой воды на здоровье человека……………………5-7

II. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Определение фосфат-ионов…………………………………………………..с.7

2.2 Определение общего железа…………………………………………………с.7-8

2.3 Определение активного хлора…………………………………………………с.8

2.4 Определение нитрат-ионов…………………………………………………...с.9

2.5 Определение  водородного показателя……………………………………….с.9-10

2.6 Определение органолептических свойств……………………………………10-12

III. Результаты исследования…………………………………………………….с.12-13

IV. Выводы………………………………………………………………………..с.13-14

Заключение…………………………………………………………………….........с.14-15

Список литературы и интернет ресурсов………………………………………….с.16

ВВЕДЕНИЕ

Проблема:

Что такое вода? Вода – это прозрачная, бесцветная жидкость, которая в чистом виде представляет собою химическое соединение кислорода и водорода.

Вода - главнейший источник жизни. Она занимает особое положение среди природных богатств Земли. Известный русский и советский геолог академик А.П. Карпинский говорил, что нет драгоценнее ископаемого, чем вода, без которой жизнь невозможна.

В век бурного развития науки и техники, люди научились производить различные искусственные материалы, заменяющие естественные. Так отдельные виды пластмасс с успехом применяются взамен металла, дерева, стекла. Синтетические ткани конкурируют с шерстью, хлопком, льном. Вместо воздуха иногда используют смесь газов. Подобных примеров можно привести много. Вода – единственный ресурс природы, который не имеет заменителя.

Актуальность:

Актуальность данной работы заключается в том, что данных по качеству питьевой воды в поселении Могот, мы не нашли ни в каких источниках информации.

Область исследования: экология

Объект исследования: водопроводная вода

Цель:  - изучить качество питьевой воды в поселении Могот

Гипотеза:  

Техническое состояние системы водоснабжения, а именно водопроводных труб не влияет на качество водопроводной  воды в квартирах поселения Могот.

Задачи:

1.  Изучить информацию о норме качества питьевой воды по требованиям Роспотребнадзора.
2. Провести исследование качества питьевой воды в поселении Могот.
3.  Сравнить полученные показатели с таблицей качество питьевой воды, проанализировать и сделать выводы.

Методы работы:

Эксперимент, лабораторный опыт, анализ.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Общая характеристика воды

       Химическая формула H 2 O. Относительная молекулярная масса М (H 2 O) -18. Экспериментально доказано, что вода состоит из водорода и кислорода.

        Чистая вода – это бесцветная жидкость. Без вкуса и запаха. Температура кипения составляет 100 градусов С, замерзает при температуре ноль градусов С. Вода медленно нагревается и медленно остывает, но питьевая вода представляет собой смесь, так как состоит из чистой воды и примесей.

      Питьевая вода - бесцветная жидкость, без вкуса и запаха, но иногда имеет кислый привкус и запах хлора, особенно в первой половине дня. Кислый привкус появляется при длительном застое. И запах хлора, так как питьевая вода обеззаражена хлором в допустимом количестве согласно ГОСТу.

      Чистая вода не имеет осадка, а питьевая вода через некоторое время имеет небольшой осадок белого, или светло-желтого цвета. Питьевая   

 вода в своём составе имеет примеси.

     Пропуская питьевую воду через фильтр, можно наблюдать легкий налёт белизны. При нагревании воды и кипячении в ёмкости образуется накипь. Это связано с содержанием в ней различных солей. 

1.2 Свойства воды

      Показателем качества питьевой воды является её минерализация.

      Общая минерализация – это количественный показатель содержания веществ, растворенных в воде. Это также называется солесодержанием, так как вещества, растворённые в воде, находятся в форме солей. Наиболее распространёнными неорганическими солями являются: гидрокарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия, натрия, а также количество органических веществ, растворимых в воде.

        Решая вопрос о том, в каком количестве тех или иных солей может содержаться в воде без вреда для здоровья человека, учёные проводят эксперименты на лабораторных животных, изучают влияние воды различного солевого состава на состояние здоровья людей, которые потребляют ее в течение длительного времени.

         В результате исследований установлены безвредные уровни содержания различных солей в питьевой воде, которые выражаются в граммах вещества или иона на литр воды и называются предельно допустимыми концентрациями (ПДК).

         Согласно ГОСТу, СанПиН 2.1.4.1074-01 вода, признанная питьевой, «должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу, и иметь благоприятные органолептические свойства».   

         В соответствии с действующими стандартами и нормами термин «питьевая вода высокого качества» означает:

 а) по органолептическим показателям – это прозрачная вода, без запаха и с приятным вкусом;

б) жёсткость не выше 7–10 степеней жёсткости;

в) общее количество полезных минералов составляет не более 1000 мг/л;

г) вредные химические примеси либо составляют десятые и сотые доли предельно допустимых концентраций (ПДК), либо вообще отсутствуют (то есть их концентрации очень малы); патогенные бактерии и вирусы отсутствуют.

Таблица 1 Качества воды в РФ по оценке Роспотребнадзора:

 1.3 Влияние питьевой воды на здоровье человека

         Вопрос о «минеральном составе» человека и, соответственно, о потребностях его организма в воде очень сложен. На бытовом уровне мы используем термины «полезные» вещества, «вредные» или «токсичные». Но сама постановка вопроса о вредности или полезности химических элементов относительна. Ещё в древние времена было известно, что всё дело в концентрации. То, что полезно в минимальных количествах, может оказаться сильнейшим ядом в больших количествах.

Человеческому телу необходима чистая вода, состоящая на 100% из молекул H2O. Но большая часть воды является загрязненной. По данным ВОЗ (Всемирная Организация Здравоохранения), около 80% всех инфекционных болезней в мире связано с низким качеством питьевой воды.

      Показателем качества питьевой воды является её минерализация.

      Общая минерализация – это количественный показатель содержания веществ, растворенных в воде. Это также называется солесодержанием, так как вещества, растворённые в воде, находятся в форме солей. Наиболее распространёнными неорганическими солями являются: гидрокарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия, натрия, а также количество органических веществ, растворимых в воде.

        Решая вопрос о том, в каком количестве тех или иных солей может содержаться в воде без вреда для здоровья человека, учёные проводят эксперименты на лабораторных животных, изучают влияние воды различного солевого состава на состояние здоровья людей, которые потребляют ее в течение длительного времени.

         В результате исследований установлены безвредные уровни содержания различных солей в питьевой воде, которые выражаются в граммах вещества или иона на литр воды и называются предельно допустимыми концентрациями (ПДК).

         Согласно ГОСТу, СанПиН 2.1.4.1074-01 вода, признанная питьевой, «должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу, и иметь благоприятные органолептические свойства».   

         В соответствии с действующими стандартами и нормами термин «питьевая вода высокого качества» означает:

 а) по органолептическим показателям – это прозрачная вода, без запаха и с приятным вкусом;

б) жёсткость не выше 7–10 степеней жёсткости;

в) общее количество полезных минералов составляет не более 1000 мг/л;

г) вредные химические примеси либо составляют десятые и сотые доли предельно допустимых концентраций (ПДК), либо вообще отсутствуют (то есть их концентрации очень малы); патогенные бактерии и вирусы отсутствуют.

2. Методика исследования

Для физического (органолептического) и химического анализа берут воду в количестве 2-5 л в чистые бутылки, промытые дистиллированной водой .

1. Определение фосфат-ионов с использованием качественной реакции на фосфаты

Выполнение определения:

1. С помощью пипетки отберите 10,0 мл анализируемой пробы воды в стеклянный флакон.

2. Добавьте 5 капель раствора  нитрата серебра, закройте пробирку крышкой и перемешайте.

3. Оценить изменение окраски

2.Определение общего железа с использованием тест-набора МЭТ- Fe(II,III)-PC и и датчика оптической плотности 525 нм

Выполнение определения:

1. С помощью пипетки отберите 5,0 мл анализируемой пробы воды в стеклянный флакон. 2. Добавьте 5 капель раствора реагента 1, закройте пробирку крышкой и перемешайте. 3. Добавьте сухой реагент 2 и запишите время в журнал, затем закройте пробирку крышкой и перемешайте до полного растворение.

5. Подготовьте датчик оптической плотности 525 нм к работе. Для этого заполните кювету дистиллированной водой на 4 объема и поместите ее в датчик.

6. Через 10 мин от записанного времени (п.3) перелейте часть окрашенного раствора в кювету (на 34 объема) и измерьте оптическую плотность (D) раствора при 525 нм.

7. Найдите концентрацию общего железа (CF., мг/л) в анализируемой пробе по уравнению Сr.=(D-0,01)/0,11.

8. Обработка результатов:

- если СO < 0,1, то результат определения «содержание общего железа < 0,1 мг/л>>> «содержание общего железа равно

- если 0,1 ≤ СrO ≤ 10,0, то результат определения СrO мг/

л>>>

- если СrO > 10,0, то необходимо разбавить исходную пробу воды в 5 раз и провести определение снова, начиная с п.1. Полученное значение нужно умножить на коэффициент разбавления.



3.Определение общего активного хлора с использованием тест-набора МЭТ-Акт. Сl-РС и датчика оптической плотности 525 нм

Выполнение определения:

1. Подготовьте датчик оптической плотности 525 нм к работе. Для этого заполните кювету дистиллированной водой на 34 объема и поместите ее в датчик.

2. С помощью пипетки отберите 5,0 мл анализируемой пробы воды в стеклянный флакон. 3. Добавьте сухой реагент, запишите время в журнал, затем закройте пробирку крышкой и перемешайте до полного растворения.

4. Через 2 мин от записанного времени (п.3) перелейте часть окрашенного раствора в кювету (на 3\4 объема) и измерьте оптическую плотность (D) раствора при 525 нм.

6. Найдите концентрацию общего активного хлора (СAX, мг/л) в анализируемой пробе по уравнению CAX=(D - 0,01)/0,22.

7. Обработка результатов:

0,05 мг/л>> - если СAX < 0,05, то результат определения - «содержание общего активного хлора <

равно СAX мг/л» - если 0,05 ≤ САХ ≤ 3,0, то результат определения - «содержание общего активного хлора

- если СAX > 3,0, то необходимо разбавить исходную пробу воды в 5 раз (см. раздел значение нужно умножить на коэффициент разбавления и провести определение снова, начиная с п.1. Полученное значение нужно умножить на коэффициент разбавления.



4.Определение нитрат-ионов с использованием тест-набора МЭТ- NO3 –РС и датчика оптической плотности 525 нм.

Выполнение определения:

1. 1. Подготовьте датчик оптической плотности 525 нм к работе. Для этого заполните кювету дистиллированной водой на 3\4 объема и поместите ее в датчик.

2. С помощью пипетки отберите 10,0 мл анализируемой пробы воды в стеклянный флакон.

3. Добавьте сухой реагент, запишите время в журнал, затем закройте пробирку крышкой и перемешайте до полного растворения.

4. Через 20 мин от записанного времени (п.3) перелейте часть окрашенного раствора в кювету (на 3\4 объема) и измерьте оптическую плотность (D) раствора при 525 нм.

6. Найдите концентрацию NO3 - (С , мг/л) в анализируемой пробе по уравнению C=(D - 0,01)/0,22.

7. Обработка результатов:

1.0 мг/л>> - если то результат определения - «содержание <нитрат - иона1.0

равно С мг/л» - если 1.0 ≤ САХ ≤ 20.0, то результат определения -  содержание нитрат иона равно показанию датчика

- если С > 20.0, то необходимо разбавить исходную пробу воды в 5 раз (см. раздел значение нужно умножить на коэффициент разбавления и провести определение снова, начиная с п.1. Полученное значение нужно умножить на коэффициент разбавления.

5. определение рН воды

Оборудование: датчик рН,стакан для слива, вода дистиллированная  для промывания,

Зажмите датчик в лапке штатива,  снимите с него пузырек с раствором для хранения. Подключите датчик к разъему компьютера. Выберите режим

 « Ввод данных по нажатию». В стаканчик 25 мл. долейте исследуемый образец. Погрузите в него датчик. Когда данные установятся, зафиксируйте их.

6.Определение органолептических свойств воды.

Определение запаха и вкуса воды.

Запах воды определяется при обычной температуре (20°С) и при нагревании до 60° С. Колбу ёмкостью 150-200 мл наполнить на 2/3 исследуемой водой. Накрыв её часовым стеклом, интенсивно встряхнуть и затем, быстро открыв, определить запах воды по характеру (хлорный, землистый, гнилостный, болотный, нефтяной, аптечный, ароматический, неопределённый) и по интенсивности. Количественно запах оценивается по пятибалльной шкале (табл.1). При определении запаха воды руки и одежда исследователя не должны иметь посторонних запахов (духов, и проч.), воздух помещения должен быть чистым. При централизованной системе водоснабжения допускается запах воды, предназначенной для питья, не более 2 баллов при 20°С и 60°С и не более 3 баллов — при нецентрализованной (местной) системе водоснабжения. Специфические запахи, появляющиеся при хлорировании, не должны превышать 1 балла.

Вкус воды определяется только при уверенности, что она безопасна (отсутствуют ядовитые вещества и бактериальное загрязнение). Полость рта ополаскивают 10 мл исследуемой воды и, не проглатывая её, определяют вкус (солоноватый, горький, кислый, сладкий), привкус может быть рыбный, металлический,​ неопределённый. Интенсивность привкуса также оценивается в баллах (табл.1).

Талица 1. Шкала интенсивности запаха и привкуса питьевой воды

Определение прозрачности воды.

Прозрачность воды зависит от количества механических взвешенных нерастворимых в воде частичек (мути), химических соединений (например, гидрата окиси железа) или присутствия микроорганизмов и фитопланктона.

Прозрачность воды определяется обычно по высоте столба воды, через которую можно прочитать текст, напечатанный стандартным шрифтом Снеллена. Высота столба воды, измеряемая в сантиметрах, указывает на степень её прозрачности. Исследуемую воду взболтать и налить доверху в специальный градуированный стеклянный цилиндр высотой 30 см с плоским дном и выпускным краном у дна, на который надет резиновый наконечник с зажимом. Под цилиндр на высоте 4 см от его дна поместить шрифт Снеллена и попытаться различить буквы через столб воды в цилиндре. Если воды мутная и шрифт прочесть не удаётся, то с помощью зажима на резиновом наконечнике цилиндра нужно постепенно сливать воду в чашку Петри до тех пор, пока буквы шрифта станут различимыми. Отметить высоту столба воды в цилиндре, при которой возможно чтение шрифта Снеллена. Питьевая вода должна иметь прозрачность не ниже 30 см. При прозрачности 20-30 см высоты водного столба воды признаётся слабо мутной, 10-20 см — мутной, менее 10 см - очень мутной.

Степень прозрачности воды можно характеризовать также её обратной величиной — мутностью. Количественно мутность определяется с помощью специального прибора — мутномера, в котором исследуемую воду можно сравнить с эталонным раствором, приготовленным из инфузорной земли или каолина на дистиллированной воде. Мутность воды выражается в миллиграммах взвешенного вещества на 1 л воды.

Проверка воды на жесткость.

Оборудование и реактивы: хозяйственное мыло

Принцип метода:

Жесткость воды – это совокупность свойств, обусловленных содержанием в ней щелочноземельных металлов, преимущественно ионов кальция и магния. Измерение жесткости воды проводится путем добавления к 15 мл исследуемой воды мыльного раствора до образования стойкой пены. Наличие обильной пены говорит о том, что вода мягкая, отсутствие пены, неактивное образование – вода жесткая. Интенсивность пены определяем при 20ºС по пятибальной системе оценки.

Для определения карбонатной жесткости нальем в колбу 5 мл анализируемой воды и добавим 2-3 капли фенолфталеина (рис. 9). Возникновение розовой окраски говорит о наличии карбонат-ионов. Если окраска не появляется, то карбонат-ионы в пробе отсутствую

III Результаты исследования.

Определение фосфат – иона

PO4 3- + 3Ag += Ag3PO4 ↓ 

Определение общего активного хлора с использованием тест-набора МЭТ-Акт. Сl-РС и датчика оптической плотности 525 нм

Таблица 2  Содержание активного хлора в исследуемых пробах воды.

Таблица 3.Содержание общего железа в исследуемых пробах воды.

Таблица 4. Содержание нитрат –иона в исследуемых пробах воды

Таблица 5. Реакция среды исследуемой воды

Таблица 6. Органолептические свойства воды и жесткость

Выводы.

Исходя из данных  таблиц 2-6 и сравнив эти данные с данными таблицы 1 можно сделать следующие выводы.

1. По органолептическим свойствам: прозрачности, запаху привкусу вода соответствует СанПИН 2.1.4. 1074-01
2. Содержание свободного хлора в питьевой воде нашего поселка находится в пределах допустимой нормы 0.3-0.5
3. Содержание общего железа в пробах исследуемой воды в два раза меньше допустимой нормы.
4. Содержание нитрат –ионов в воде отсутствует, что соответствует  норме качества питьевой воды.
5. Фосфат – ионы содержатся в небольшом количестве
6. Водородный показатель исследуемой воды 8,29- что говорит о слабощелочной среде и является допустимым показателем т.к., по СанПИН показатель может колебаться в пределах от 6.0 до 9.0
7. Исследуемая вода обладает низким показателем жесткости 2.8, что говорит о низком содержании карбонат – ионов.

Заключение.

Проведя исследование качества питьевой воды п. Могот, мы пришли в выводу, что наша вода соответствует критериям СанПИНа по исследованным нами показателям.

Цель работы достигнута, а гипотеза доказана.

Содержание активного хлора объясняется  тем, что данные соединения есть в допустимых пределах практическим в каждом природном источнике воды.

 Железо попадает в воду при растворении горных пород подземными водами. Повышенное содержание железа наблюдается в болотных водах, в которых оно находится в виде комплексов с солями гуминовых кислот, так называемое, органическое железо. Насыщенными железом оказываются подземные воды в толщах юрских глин. В глинах много пирита FeS, и железо из него относительно легко переходит в воду.  В питьевой воде нашего поселка железо в раза меньше допустимой нормы. Когда в наших квартирах бежит ржавая вода,  это ржавчина «достается в наследство» от старых труб, по которым вода поступает в дома. Один из основных компонентов в материалах, из которых сделаны трубы, — это, собственно, железо. Во влажной среде оно вступает в реакции с кислородом, образуя гидроксид железа: происходит коррозия металлических соединений. В нашем поселке ржавая в основном горячая вода, что говорит скорей всего о необходимости замены котла нагревания воды.

нитрат –ионы в воде не обнаружены. Концентрация столь опасных примесей в жидкости может повышаться в следующих ситуациях:

• подземная жила впитывает удобрения, растворенные в почве;
• предприятия, расположенные неподалеку, активно используют стоки, чтобы избавиться от отходов производства;
• рядом есть кладбище или другое место массового захоронения;
• источник соседствует с выгребной ямой, туалетом, баней, септиком, объектом для сбора мусора;
• в близлежащий грунт регулярно сливают остатки и растворы средств бытовой химии.

Вода в поселении берется из артезианской скважины и  в поселке не развито сельское хозяйство.

Незначительное количество фосфат  - ионов  объясняется скорей всего эрозией грунтов и регенерацией донных минеральных отложений. Поэтому имея такой ценный дар природы как практические чистая вода, жителям нашего поселка необходимо научиться беречь воду.

Список используемой литературы:

1. Анастасова Л.П.- Человек и окружающая среда- М., Просвещение-1997
2. Гурова А.И., Горлова О.Е. Практикум по общей гигиене -М. 1991.
3. Жилин, Д. М., Поваляев, О. А., Хоменко, С. В., Мирошниченко, П. В. Цифровая лаборатория по химии методическое руководство [Текст] / Д. М. Жилин, О. А. Поваляев, С. В. Хоменко, П. В. Мирошниченко — . — Москва: Де`Либри, 2022 — 168 c.
4. .Кича Д.И.,. Дрожжина Н.А., Фомина А.В. -Общая гигиена, руководство к лабораторным занятиям . - М., «ГОЭТАР — Медиа», 2009.
5.  Колесов Д.В., Маш Р. Д. – Основы гигиены и санитарии\ учебное пособие для средней школы – М., Просвещение, 1989
6. Румянцев Г.И.,Вишневская Е.П., Козлова Т.А. Общая гигиена — М., Медицина, 1985.
7. качество воды /  [Электронный ресурс] // Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека : [сайт]. — URL: https://www.rospotrebnadzor.ru/ (дата обращения: 07.12.2023).