Одной из главных проблем на сегодняшний день является проблема обеспечения населения качественной, безопасной питьевой водой, решение этой проблемы обуславливает повышение уровня жизни и сохранение здоровья жителей населенных пунктов.
Вода – наиболее распространенное, доступное и дешевое вещество. Именно доступность и незаменимость воды обусловила ее широкое применение в быту, промышленности и сельском хозяйстве, медицине – во всех сферах человеческой деятельности. Важно изучать какую по качеству воду получает потребитель. В сельской местности мониторинг качества воды ведется редко, поэтому жители таких районов мало информированы о качестве питьевой воды.
Использование некачественной питьевой воды может повлечь за собой проблемы со здоровьем у населения, ухудшение условий хозяйственной деятельности и снижение уровня благополучия места жительства.
Цель работы: Проанализировать динамику качества питьевой воды из различных источников системы централизованного водоснабжения Звериноголовского района Курганской области.
Гипотеза: пространственную динамику качества питьевой воды системы централизованного водоснабжения можно отследить, если:
Провести теоретическое обоснование показателей качества питьевой воды централизованного водоснабжения.
Разработать методику оценки качества питьевой воды согласно СанПиН.
Провести лабораторные исследования, полученные результаты подвергнуть обработке и сравнить с нормативами.
Сделать выводы и дать рекомендации населению.
Задачи:
Провести теоретическое обоснование проблемы качества питьевой воды централизованной системы водоснабжения.
Обосновать методы исследования качества питьевой воды системы централизованного водоснабжения.
Провести анализ качества питьевой воды.
Выявить динамику качества воды в системе водоснабжения пос. Искра, пос. Труд и Знание и санатория «Сосновая роща» и отклонения от нормы.
Объекты исследования:
Питьевая вода
Водопроводной системы пос. Искра Звериноголовского района Курганской области;
Водопроводной системы санатория «Сосновая роща» Звериноголовского района Курганской области;
Водопроводной системы п. Труд и Знание Звериноголовского района Курганской области.
Отбор проб был произведен в пос. Искра в точке: 1. Многоквартирный дом по адресу ул. Ожгихина, д.5, кв. 4; В двух точках санатория «Сосновая роща»: 1. Детский корпус санаторий «Сосновая роща»; 2. Спортивный зал, душевая комната санаторий «Сосновая роща»; В трех точках п. Труд и Знание: 1.Водоразборная колонка 1; 2. Водоразборная колонка 2; 3. Трудовская средняя общеобразовательная школа.
Предмет исследования:
Качество питьевой воды системы разводящих сетей поселка Искра, санатория «Сосновая роща», п. Труд и Знание.
Методы исследования:
Органолептический – определение прозрачности, запаха, привкус; потенциометрический – определение pH; титриметрический – определение гидрокарбонатов, хлоридов; комплексонометрический – определение общей жесткости; Сухого остатка гравиметрическим методом; анализ на ионный состав; определение нитрат ионов, оксидов фосфора, калия колориметрическим методом;
Значение работы:
Научная значимость состоит в изучении факторов, влияющих на качество питьевой воды.
Практическая значимость состоит в возможности использования полученных результатов о качестве питьевой воды для работы с населением, по проведению мероприятий дополнительной очистки питьевой воды системы централизованного водоснабжения.
Глава 1. Качество питьевой воды как экологическая проблема
Россия по запасам пресной воды на душу населения занимает первое место в мире. Но по обеспечению населения нормальной питьевой водой - далеко не первое. Во многих регионах постоянно поступают жалобы на плохое водоснабжение среды обитания, качество питьевой воды. По этой причине в последние годы резко возросло количество вспышек инфекционных заболеваний, увеличивается уровень заражения гепатитом. Обоснованные претензии к качеству питьевой воды имеются во всех регионах. Нет надобности доказывать, что эта нерешенная национальная проблема не позволяет обеспечивать безопасность здоровья людей, безопасность национального развития.[7]
Происходит это прежде всего потому, что загрязняются источники водоснабжения. По-прежнему нет строгого контроля за очисткой производственных, бытовых стоков, которые прямо или косвенно попадают в хранилище. А ведь около 70 процентов хозяйственно-питьевых нужд населения обеспечивается за счет использования поверхностных вод.[1]
Важнейшим показателем качества воды является ее чистота. Существуют определенные гигиенические нормативы - предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воде. Соблюдение этих ПДК обеспечивает безопасность воды для здоровья населения и благоприятные условия санитарно-бытового водопользования.[8]
Питьевая вода — это вода, которая предназначена для ежедневного неограниченного и безопасного потребления человеком и другими живыми существами. Главным отличием от столовых и минеральных вод является пониженное содержание солей (сухого остатка), а также наличие действующих стандартов на общий состав и свойства (СанПиН 2.1.4.1074-01 — для централизованных систем водоснабжения).
Характеристика показателей питьевой воды
Цветность — естественное свойство природной воды, обусловленное присутствием гуминовых веществ и комплексных соединений железа. Цветность воды может определяться свойствами и структурой дна водоема, характером водной растительности, прилегающих к водоему почв, наличием в водосборном бассейне болот и торфяников и др.
Нормативные показатели требований к качеству питьевой воды
Табл.1. Нормативные требования к качеству питьевой воды
Определяемый компонент, единицы измерения |
ПДК СанПиН 2.1.4.1074-01 |
Водородный показатель, pH |
6-9 |
Запах (20°С/60°С), баллы |
2 |
Привкус, баллы |
2 |
Цветность, градусы |
20 |
Мутность, мг/дм3 |
1,5 |
Жесткость, °Ж |
7,0 |
Хлориды, мг/дм3 |
350,0 |
Железо общее, мг/дм3 |
0,3 |
Сульфаты, мг/дм3 |
500,0 |
Сухой остаток, мг/дм3 |
1000 |
Фенолы летучие, мг/дм3 |
0,001 |
Ртуть, суммарно, мг/дм3 |
0,0005 |
Фториды, мг/дм3 |
1,5 |
Марганец, суммарно, мг/дм3 |
0,1 |
Хром (VI), мг/дм3 |
0,05 |
Медь, суммарно, мг/дм3 |
1,0 |
Никель, суммарно, мг/дм3 |
0,1 |
Цинк, мг/дм3 |
5,0 |
Молибден, суммарно, мг/дм3 |
0,25 |
Свинец, суммарно, мг/дм3 |
0,03 |
Мышьяк, суммарно, мг/дм3 |
0,05 |
Остаточный свободный хлор, мг/дм3 |
0,3-0,5 |
Остаточный связанный хлор, мг/дм3 |
0,8-1,2 |
Аммиак и ион аммония, суммарно, мг/дм3 |
2,0 |
Перманганатная окисляемость, мг-экв/л |
2 |
Кремний, мг/л |
10 |
Фосфор, мг/л |
3,5 |
Калий, мг/л |
20 |
Нитраты, мг/л |
45 |
Гидрокарбонаты, ммоль/дм3 |
0,5-6,5 |
Запах воды обусловлен наличием в ней летучих пахнущих веществ, которые попадают в воду естественным путем либо со сточными водами. Практически все органические вещества (в особенности жидкие) имеют запах и передают его воде. Запах может появиться в воде на нескольких этапах: в исходной природной воде, в процессе водоподготовки (в том числе в водонагревателе), при транспортировке по трубопроводам.[3]
Прозрачность, или светопропускание, воды обусловлено ее цветом и мутностью, т.е. содержанием в ней различных окрашенных и минеральных веществ.
Водородный показатель (рН) - характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде и выражает степень кислотности или щелочности воды (соотношение в воде ионов Н+ и ОН- образующихся при диссоциации воды) и количественно определяется концентрацией ионов водорода pH = - Ig [H+]
Гидрокарбонаты представляют собой компоненты, определяющие природную щелочность воды. Их содержание в воде обусловлено процессами растворения атмосферной С02, взаимодействия воды с находящимися в прилегающих грунтах известняками и, конечно, протекающими в воде жизненными процессами дыхания всех водных организмов.
Жесткость воды обусловлена присутствием растворимых и малорастворимых солей-минералов, главным образом кальция (Са2+') и магния (Mg2+).[6]
Сухой остаток характеризует содержание в воде нелетучих растворенных веществ (главным образом минеральных) и органических веществ, температура кипения которых превышает 105-110 °С.
Нитраты являются солями азотной кислоты и обычно присутствуют в воде. Нитратобразующие (нитратфиксирующие) бактерии превращают нитриты в нитраты в аэробных условиях. Под влиянием солнечного излучения атмосферный азот (N2) превращается также преимущественно в нитраты посредством образования оксидов азота.
В природных и сточных водах фосфор может присутствовать в разных видах. В растворенном состоянии (иногда говорят — в жидкой фазе анализируемой воды) он может находиться в виде ортофосфорной кислоты (Н3Р04) и ее анионов (Н2Р04-, НР042-, Р043-), в виде мета-, пиро- и полифосфатов (эти вещества используют для предупреждения образования накипи, они входят также в состав моющих средств). Кроме того, существуют разнообразные фосфорорганические соединения — нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды, фосфолипиды и др., которые также могут присутствовать в воде, являясь продуктами жизнедеятельности или разложения организмов.[9]
Калий - один из основных компонентов химического состава природных вод. Источником его поступления в поверхностные воды являются геологические породы (полевой шпат,слюда) и растворимые соли. Различные растворимые соединения калия образуются также в результате биологических процессов, протекающих в коре выветривания и в почвах. [4]
Хлориды – присутствие хлоридов в воде может быть вызвано вымыванием залежей хлоридов или же они могут появиться в воде вследствие присутствия стоков. Чаще всего хлориды в поверхностных водах выступают в виде NaCl, CaCl2 и MgCl2 всегда в виде растворенных соединений.
Сульфаты (SO42-) – наряду с хлоридами являются наиболее распространенными видами загрязнения в воде. Они поступают в воду вследствие вымывания осадочных горных пород, выщелачивания почвы и иногда вследствие окисления сульфидов и серы – продуктов расклада белка из сточных вод. [10]
Кальций в природе встречается только в виде соединений. Характерной особенностью кальция является склонность образовывать в поверхностных водах довольно устойчивые пересыщенные растворы СаСО3.Известны достаточно устойчивые комплексные соединения кальция с органическими веществами, содержащимися в воде.
Высокое содержание железа в воде вызывает отложение осадка в трубах и их зарастание, а также ухудшает вкус питьевой воды (присутствует привкус ржавчины), а также после "железной" воды остаются желтые разводы на сантехнике и пятна на одежде. Железо практически всегда встречается в поверхностных и подземных скважинных водах. Также вследствие коррозии труб ржавчина попадает в питьевую воду.[11]
Глава 2. Объект и методика исследования
2.1. Характеристика объектов исследования
Пробы воды были отобраны 6 точках:
Курганская область Звериноголовский район п. Искра, ул.Г.Ожгихина д.5 кв.4. Многоквартирный дом;
Курганская область Звериноголовский район санаторий «Сосновая роща», корпус Детский
Курганская область Звериноголовский район санаторий «Сосновая роща», корпус Поликлинники, душевая комната
Курганская область Звериноголовский район, п. Труд и Знание, водоразборная колонка 1
Курганская область Звериноголовский район, п. Труд и Знание, водоразборная колонка 2
Курганская область Звериноголовский район, п. Труд и Знание, Трудовская средняя общеобразовательная школа
В пос. Труд и Знание вода подается через систему разводящих сетей из реки Тобол. Длина Тобола составляет тысяча пятьсот девяносто один километр, площадь занимаемого рекой места 426 тысяч квадратных километров. [12]
В санаторий «Сосновая роща» и пос. Искра питьевая вода подается из скважины, расположенной на окраине поселка, на расстоянии 600 м от озера Горькое Звериноголовское.
2.2. Методика оценки качества питьевой воды
При отборе проб из водопровода воду сливают не менее 5 мин., во всех остальных случаях (вновь вводимых, после ремонта и др.) - в течение времени, необходимого для установления стабильных характеристик воды. Установление стабильных характеристик воды определяется визуально, время установления указанных характеристик может быть индивидуальным. Отобранная проба выдерживается в герметичной (во избежание контакта пробы с воздухом) емкости в течение времени, необходимого для осаждения мелкодисперсных частиц (не менее 2 - 3 часов), которые могут попасть в пробу. Каждая отобранная проба снабжается этикеткой, наклеенной на емкость с пробой и актом отбора.
В акте отбора проб должна быть указана дата и время отбора пробы и содержаться вся информация, необходимая для идентификации источника водоснабжения.[6]
Изучение органолептических свойств
Определение интенсивности запаха. Характер запаха воды определяют ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлорный, нефтепродуктов и др.) при температуре 20°С и 60°С и оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям таблицы.
При проведении измерения в колбу с пробкой отмеривают фиксированный объем испытуемой воды. Колбу закрывают пробкой, содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями, после чего колбу открывают и определяют характер и интенсивность запаха.
Табл. 2. Оценка интенсивности запаха воды.
Интенсивность запаха |
Характер проявления запаха |
Оценка интенсивности запаха, балл |
Нет |
Запах не ощущается |
0 |
Очень слабая |
Запах не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании |
1 |
Слабая |
Запах замечается потребителем, если обратить на это его внимание |
2 |
Заметная |
Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде |
3 |
Отчетливая |
Запах обращает на себя, внимание и заставляет воздержаться от питья |
4 |
Очень сильная |
Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению |
5 |
Фотометрический метод определения цветности
Цвет воды – оптическое свойство изменения спектрального состава видимого проходящего света. Цвет может быть кажущимся и истинным.
Кажущийся цвет воды – цвет, обусловленный растворенными веществами и нерастворенными взвешенными веществами. Определяют его в первоначальной пробе воды без фильтрования или центрифугирования.
Истинный цвет воды – цвет, обусловленный только растворенными веществами. Его определяют после фильтрования пробы воды через мембранный фильтр.
Цветность воды определяют фотометрически – путем сравнения проб испытуемой жидкости с растворами, имитирующими цвет природной воды. Определение выполняют на приборе фотоэлектроколориметре (ФЭК-57, ФЭК-60) с синим светофильтром ( – 413 нм). На приборе сначала проводят замер показаний электроколориметра для стандартной шкалы растворов, имитирующей цвет природной воды при разной концентрации окрашивающих веществ, затем измеряют саму природную воду и сравнивают окраски. Стандартный раствор готовят путем смешивания известных количеств окрашенных солей двухромовокислого калия (К2Сг2О7), и сернокислого кобальта (CoSO4×7H2O) растворяют в подкисленной дистиллированной воде и доводят объем раствора до 1 л. Раствор соответствует цветности 500°.
Для приготовления шкалы цветности используют набор цилиндров Несслера. В каждом цилиндре смешивают приготовленный стандартный раствор в соотношении, указанном на шкале цветности. Раствор в каждом цилиндре соответствует определенному градусу цветности. Шкалу цветности хранят в темном месте. Через каждые 2 – 3 месяца ее заменяют.
Табл.3. Шкала цветности питьевой воды
Стандартный раствор, мл |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
Количество подкисленного раствора воды |
100 |
99 |
98 |
97 |
96 |
95 |
94 |
92 |
90 |
88 |
85 |
Градусы цветности |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
Полученные значения оптических плотностей и соответствующие им градусы цветности наносят на график. Затем в цилиндр Несслера отмеривают 100 мл профильтрованной исследуемой воды и визуально сравнивают со шкалой цветности, производят просмотр сверху на белом фоне. Если исследуемая проба воды имеет цветность выше 70°, пробу следует разбавить дистиллированной водой в определенном соотношении до получения окраски исследуемой воды, сравниваемой с окраской шкалы цветности. Полученный результат умножают на число, соответствующее величине разбавления. При определении цветности с помощью электроколориметра используются кюветы с толщиной поглощающего свет слоя 5 – 10 см. Оптическая плотность фильтрата исследуемой пробы воды измеряется в синей части спектра со светофильтром при – 413 нм.
Определение прозрачности воды
Для определения прозрачности воды был использован мерный цилиндр с плоским дном, под который подлаживался шрифт на расстоянии 4 см. от его дна, высота которого 2 мм., а толщина линии букв – 0.5 мм. Вода сливалась до тех пор пока не будет виден этот шрифт. Измерив высоту столба оставшейся воды, эта степень прозрачности выражалась в сантиметрах. При прозрачности воды менее 3 см. водопотребление из водоема ограничивается. Уменьшение прозрачности вод свидетельствует об их загрязнении. [5]
Методика химического анализа
Определение азота нитратного(NO-3).
Концентрация NO-3 в пробах определялась колориметрическим методом. Для определения 25мл исследуемой воды поместить в фарфоровую чашку. Содержимое чашки выпарить досуха. Сухие остатки обработать 1 мл сульфафенолового реактива, тщательно растирая осадки . Затем во все чашки прибавить по 5 мл дистиллированной воды ,перемешать и нейтрализовать раствором NaOH. В присутствии нитратов появится жёлтая окраска. Растворы перенести в мерные колбы на 50 мл, довести дистиллированной водой до метки и колориметрировать на ФЭКе при длине волны 410 нм. Содержание азота нитратного в воде определяется по формуле:
NO-3=(1000×a×V)/b
где а –длина волны;
V- объем воды взятой для выпаривания ;
b- объём воды. [2]
Определение фосфора.
5мл исследуемой воды помещалась в пробирку, затем вносится 2,5 мл 10%раствора молибдата аммония, 2,5мл 0,2 н НCl 1 гранула олова. Содержимое пробирки перемешивается и сравнивается со стандартной школой. Шкала рассчитана на 100мл.
Определение содержания растворенного калия в воде (по методике Я. В. Пейве).
Для определения содержания калия в воде готовили серию пробирок в следующем порядке:
Табл.4. Методика определения калия в воде
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
V воды |
5,0 |
4,0 |
3,0 |
2,5 |
2,0 |
1,8 |
1,5 |
1,2 |
1,0 |
0,0 |
NaCl н |
0,0 |
1,0 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,2 |
3,5 |
3,8 |
4,0 |
5,0 |
Добавили в каждую пробирку по 0,1 г кобальтонитрата натрия, перемешали, встряхивая и оставили на 30 минут. В 10-ю пробирку вставить термометр и по истечению времени проследить за выпадением осадка, установить первую пробирку, в которой осадок не выпал- пробирка предельной концентрации. Содержание калия определяли по формуле:
X=величина температуры/ количество исследуемой воды без осадка, мг/калия в 1 мл. [13]
Определение показателя рН. Кислотность среды определяется с площадью водородного показателя рН. Он отражает концентрацию протонов в водной среде в абсолютных величинах по формуле:
рН= -lg[Н+]
Определение рН производится рН-метре.
Определение сухого остатка. Перед определением пробу фильтруют. В предварительно взвешенную фарфоровую чашку(т1, в граммах) помещают 50мл подготовленного фильтрата. Содержимое чашки сначала выпаривается, а затем, с образовавшимся сухим остатком выдерживается в термостате при температуре +105˚ С до постоянной массы (т2,в граммах). Окончательный расчет переводится по формуле:
М=((т2-т1)×1000)/50,(г/л).
Определение общей жёсткости. Для определения общей жёсткости воды берут 10мл анализируемой воды ,переносят её в колбу, добавляют 2 мл аммиачного буферного раствора и 1,5- 2 спичечные головки эриохрома чёрного Т. Пробу титруют 0,1 раствором трилона Б до изменения окраски из розового в голубую. Титрования проводят медленно, непрерывно перемешивая пробу. Жёсткость воды рассчитывается по формуле:
Жобщ=
V2–объём израсходованный на титрование раствора трилона Б;
V1-объём пробы воды, взятой для анализа, мл;
Cн- нормальность трилона Б, мл;
К- поправочный коэффициент для проведения концентрации трилона Б к точности нормальности.
Определение сульфат ионов в воде водоёмов. В химические стаканы объёмом 200мл помещают 50мл предварительно профильтрованной пробы, добавляют 3-4 капли метилоранжа(0,1% спиртовой раствор) и несколько капель концентрированной соляной кислоты HCl до появления устойчивого розового окрашивания. Смесь упаривают. При исчезновении розовой окраски снова добавляют кислоту. После упаривания до 1/3 объёма добавляют 5-10 мл 5 % раствора BaCl2. Образовавшийся осадок количественно переносим на предварительно взвешенный фильтр, несколько раз промывая горячей дистиллированной водой. Фильтр высушивают и взвешивают. Содержание сульфатов в пробе определяется по формуле:= ,(мг/л)
т2 –вес фильтра с осадком(мг)
0,4115- коэффициент пересчёта на;
т1- постоянный вес сухого фильтра(мг)
1000- пересчёт объема на 1 литр;
V- объем исследуемой воды(мл)
Определение азота нитратного(NO-3).
Принцип метода: нитраты извлекают из почвы дистиллированной водой или 0,1М KCl и определяют калориметрическим способом по методу Грандваля-Ляжу.
Метод Грандваля-Ляжу:
При взаимодействии нитратов с дисульфофеноловой кислотой в щелочной среде образуются производные, окрашенные в желтый цвет. В начале образуются тринитрофенолы:
С6Н3(НSО3)2ОН + 3НNО3 = С6Н2(NО2)3ОН + 2Н2SО4 + Н2О,
А после прибавления щелочи – нитропроизводные, окрашенные в желтый цвет:
С6Н2(NО2)3ОН + KОН = С6Н2(NО2)3ОK + Н2О
Определению мешают хлориды и аммиачные соли.
Ход анализа:
Навеску свежей почвы, соответствующую 10-50г сухой, помещают в коническую колбу 250-500 мл и заливают 5-кратным количеством дистиллированной воды с учетом воды, уже содержащейся в почве. Содержимое колбы взбалтывают 3 мин и немедленно фильтруют через плотный складчатый фильтр, перенося на него хорошо взмученную суспензию почвы. Первые мутные порции фильтрата переносят снова на фильтр и после окончания фильтрации немедленно приступают к определению. Определение нитратов возможно только из бесцветной и прозрачной вытяжки, не содержащей хлоридов и аммонийных солей. Поэтому параллельно проводят качественный анализ содержания в почве карбонатов, хлоридов, ацетат-ионов, ионов аммония, по результатам которого, если вытяжка окрашена или мутна, к ней прибавляют 5-10мл 13% раствора Al2(SO4)3 и дают отстояться образовавшемуся осадку. Для работы берут прозрачный раствор. Если вытяжка содержит хлориды, к ней прибавляют несколько капель 10% раствора K2SO4 или Na2SO4.
Из подготовленной тем или иным способом вытяжки берут для анализа пипеткой 50 мл и выпаривают досуха в фарфоровой чашке на водяной бане. После выпаривания чашки охлаждают и прибавляют точно по 1 мл дисульфофеноловой кислоты. Сухой остаток водной вытяжки, содержащийся в чашках, тщательно растирают небольшими стеклянными палочками с дисульфофеноловой кислотой, следят за тем, чтобы смочить и обработать последней не только дно, но и стенки чашки. Не вынимая палочек, чашки оставляют на 10 минут, после чего в каждую прибавляют по 15 мл дистиллированной воды и вновь хорошо перемешивают содержимое, а затем кислый раствор в чашках нейтрализуют 20% раствором щелочи, приливая последний по каплям до появления исчезающей желтой окраски. Окрашенные растворы переносят в мерные колбы на 50 или 100 мл, ополаскивая несколько раз дистиллированной водой чашки и палочки, перенося эту воду в мерные колбы.
Доводят объем растворов до черты, перемешивают и немедленно колориметрируют. По калибровочному графику находят концентрацию, соответствующую измеренному значению оптической плотности, и вычисляют содержание в мг на 1 кг сухой почвы[2].
NO3 = 1000aVk/bc ,
Где 1000 – коэффициент перевода в кг; Содержание в 50 мг;
Объем исследуемого раствора, взятого для определения;
Навеска почвы;
V- общее количество воды, взятой для приготовления вытяжки, мл;
k- коэффициент гигроскопичности.
Определение фосфора.
5мл исследуемой воды помещалась в пробирку, затем вносится 2,5 мл 10%раствора молибдата аммония, 2,5мл 0,2 н НCl 1 гранула олова. Содержимое пробирки перемешивается и сравнивается со стандартной школой. Шкала рассчитана на 100мл.
Определение гидрокарбонатов. В коническую колбу объемом 100 мл. помещают 25 мл. исследуемой воды, после чего прибавляют 2-4 капли раствора метилоранжа. Пробу титруют 0,1 Н раствором соляной кислоты HCl, постоянно перемешивая, до перехода желтой окраски раствора в слабо-розовую. Для этого чтобы заметить момент перехода, титрование проводят на белом фоне или в присутствии контроля. Концентрацию гидрокарбонатов рассчитывают по формуле:
[HCO3-]=, (моль/л),
где V1 – объем пробы(мл);
V2 – объем раствора HCl, пошедший на титрование(мл);
N – нормальность раствора HCl.
Методика качественного анализа воды
Определение железа (II): к 1 мл воды прилить 2-3 капли красной кровяной соли – темно-синий осадок.
Определение железа (II): к 1 мл воды прилить 2-3 капли желтой кровяной соли – синий осадок.
Определение кальция (II): к 1 мл воды прилить 1 мл 5% гидроксида аммония, нагреть на спиртовке – белый осадок.
Определение нитрат-иона: к 1мл воды прилить 1 мл 30% серной кислоты, опустить медную проволоку – раствор зеленого цвета.
Определение хлорид-иона: к 1 мл воды прилить 1 мл 10% раствора азотной кислоты, 3-5 капель 5% перманганата калия, в отверстие пробирки поместить иод-крахмальную бумагу, пробирку нагревать, наблюдается посинение бумаги.
Определение сульфат-иона: к 1 мл воды прилить 1 мл 0,1н соляной кислоты, 1 мл 10% раствора хлорида бария – белый творожистый осадок.
Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение
3.1. Результаты исследования органолептических свойств воды
Рис.1. Динамика интенсивности запаха воды.
Во всех пробах воды запах отсутствует, таким образом можно сделать вывод, что в воде отсутствуют естественные или искусственные загрязнения.
Цветность всех проб воды, кроме одной равна 5 градусам, цветность пробы воды из п. Труд и Знание, водоразборная колонка 1 равна 10 градусам. Цветность всех проб соответствует требованиям ГОСТа (максимально разрешенное 20 градусов).
Рис.2. Динамика цветности воды.
3.2.Результаты исследования химических свойств воды
В исследуемых образцах воды соотношением в воде ионов Н+ и ОН-, характеризуется наибольшим содержанием свободных ионов водорода [H+] (рН > 7) по сравнению с ионами гидроксида [ОН-], вода данных образцов имеет щелочную реакцию. Пробы воды соответствуют ГОСТу, т.к для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень pH в диапазоне от 6,0 – 9,0(рис.3).
Рис. 3. Динамика водородного показателя.
Кальций в природе встречается только в виде соединений. Самые распространенные минералы - диопсид, алюмосиликаты, кальцит, доломит, гипс.
Большие количества кальция выносятся со сточными водами силикатной, металлургической, химической промышленности и со стоками сельскохозяйственных предприятий и особенно при использовании кальцийсодержащих минеральных удобрений.
ПДК кальция согласно нормативам физиологической полноценности питьевой воды по СанПиН 2.1.4.1116-02. «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества» находится в диапазоне 25- 130 мг/л(рис.4).
Рис. 4 Динамика содержание кальция в воде.
Хлориды присутствуют практически во всех водах. В основном их присутствие в воде связано с вымыванием из горных пород наиболее распространённой на Земле соли - хлорида натрия (поваренной соли). Повышенное содержание хлоридов в совокупности с присутствием в воде аммиака, нитритов и нитратов может свидетельствовать о загрязнённости бытовыми сточными водами.
ПДК хлоридов в воде питьевого качества - 350 мг/л, 3 пробы из 6 не отвечают требованиям(рис.5).
Рис. 5 Динамика содержания хлоридов в питьевой воде
Рис.6 Динамика жесткости питьевой воды
Максимально допустимая жесткость питьевой воды составляет 7 мг-экв/л, следовательно только один образец отвечает требованиям (рис.6).
Рис.5 Динамика содержания гидрокарбонатов
Ионный состав воды
Табл.5 Содержание ионов химических элементов в воде
Санаторий, душ. комната |
Санат., дет.корпус |
П.Искра, многокв.дом |
П.Труд и Зн., колонка 1 |
П.Труд и Знание, колонка 2 |
П.Труд и Зн., школа |
|
Кальций |
+ |
++ |
+++ |
+++ |
+ |
++ |
Нитраты |
++ |
+++ |
+ |
+++ |
++ |
++ |
Карбонаты |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Сульфаты |
+++ |
+++ |
+++ |
+++ |
+++ |
+++ |
Железо,2+ |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Железо,3+ |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Хлориды |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
В пробах воды отсутствуют карбонаты и ионы Fe2+ и Fe 3+. Сульфаты и нитраты присутствуют в большом количестве во всех пробах воды. Присутствие хлоридов и кальция также прослеживается во всех образцах воды.
Заключение
В процессе исследования были решены поставленные задачи и получены следующие результаты:
Проведено теоретическое обоснование проблемы качества питьевой воды централизованной системы водоснабжения;
Обоснованы методы исследования качества питьевой воды системы централизованного водоснабжения;
Проведен анализ качества питьевой воды;
Выявлена динамика качества воды в системе водообеспечения пос. Искра и санатория «Сосновая роща» и ее отклонения от нормы.
В результате проведенной нами работы можно сделать следующие выводы:
Причина несоответствия образцов по некоторым параметрам состоит в изношенности систем водоснабжения, так, например, в Звериноголовском районе протяженность ветхих водопроводных сетей составляет 25% от общей протяженности.
Повышенное содержание нитратного азота во всех образцах воды объясняется тем, что нитраты появляются в воде по причине использования азотосодержащих удобрений в сельскохозяйственной деятельности или же, как последствие биологической очистки. Таким образом, нитраты в чистом виде, с полей, попадают в грунтовые воды, откуда потом в колодцы или неглубокие скважины. Мгновенного токсического воздействия нитраты не производят, однако имеют свойство накапливаться в организме.
Употребление питьевой воды из данных источников без дополнительных средств очистки не рекомендуется.
Список литературы
Е.М. Сергеев, Г.Л. Кофф. Рациональное использование и охрана окружающей среды городов -М.: Высшая школа , 1995.
Несговорова Н.П. Почвоведение. Методические указания к выполнению лабораторных работ, Определение содержания в почве нитратного азота, с. 22-23.
Петин А.Н. Анализ и оценка качества поверхностных вод: учеб. пособие/ А.Н. Петин, М.Г. Лебедева, О.В. Крымская. – Белгород: БелГУ, 2006. – 252 с.
Методы анализа объектов окружающей среды. // Сб. научн. трудов. Новосибирск: Наука, 1988.
Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности. ГОСТ 3351-74.
Гигиенические требования к охране поверхностных вод: Санитарные правила и нормы. – М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000. – 24 с.
http://proekt22.ucoz.ru
http://www.yaklass.ru
http://festival.1september.ru/articles/565238/
http://teplosten-aqua.ru/articles/pokazateli-kachestva-vody-i-ih-opredelenie.html
http://www.ovallab.ru/him5-7.htm
http://zverinka.kurganobl.ru
http://ru-ecology.info/post/102321603720013/
25