IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Введение

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:

1. Провести теоретическое обоснование проблемы качества питьевой воды централизованной системы водоснабжения.

2. Обосновать методы исследования качества питьевой воды системы централизованного водоснабжения.

3. Провести анализ качества питьевой воды.

4. 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).

1.  

   1. 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:

1. Курганская область Звериноголовский район п. Искра, ул.Г.Ожгихина д.5 кв.4. Многоквартирный дом;

2. Курганская область Звериноголовский район санаторий «Сосновая роща», корпус Детский

3. Курганская область Звериноголовский район санаторий «Сосновая роща», корпус Поликлинники, душевая комната

4. Курганская область Звериноголовский район, п. Труд и Знание, водоразборная колонка 1

5. Курганская область Звериноголовский район, п. Труд и Знание, водоразборная колонка 2

6. 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(т_1, 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:

Ж_общ=_

V₂–объём израсходованный на титрование раствора трилона Б;

V₁-объём пробы воды, взятой для анализа, мл;

C_н- 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;

1. Объем исследуемого раствора, взятого для определения;

2. 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:

1. 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.

2. 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.

3. Употребление питьевой воды из данных источников без дополнительных средств очистки не рекомендуется.

Список литературы

1. Е.М. Сергеев, Г.Л. Кофф. Рациональное использование и охрана окружающей среды городов -М.: Высшая школа , 1995.

2. Несговорова Н.П. Почвоведение. Методические указания к выполнению лабораторных работ, Определение содержания в почве нитратного азота, с. 22-23.

3. 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.

4. Методы анализа объектов окружающей среды. // Сб. научн. трудов. Новосибирск: Наука, 1988.

5. Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности. ГОСТ 3351-74.

6. Гигиенические требования к охране поверхностных вод: Санитарные правила и нормы. – М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000. – 24 с.

7. http://proekt22.ucoz.ru

8. http://www.yaklass.ru

9. http://festival.1september.ru/articles/565238/

10. http://teplosten-aqua.ru/articles/pokazateli-kachestva-vody-i-ih-opredelenie.html

11. http://www.ovallab.ru/him5-7.htm

12. http://zverinka.kurganobl.ru

13. http://ru-ecology.info/post/102321603720013/

25

Код для цитирования: Скопировать