Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Качество воды

Содержание.

Введение…………………………………………………………………..1-2

Глава 1. Вода в природе………………………....…………………….........3

Глава 2. Вода в организме человека…………………………………….....4

Глава 3. Качество воды и здоровье человека…………...………………5-8

Глава 4. Анализ качества воды……………………………………........9-13

4.1.Органолептические показатели……………………………...9-10

4.2. Биологические показатели…………………………………10-11

4.3. Химические показатели……………………………………11-13

Глава5. Методика исследования……………………………………..13-16

5.1. Отбор воды на анализ………………………………………13-14

5.2. Определение прозрачности воды……………………………..14

5.3. Определение интенсивности запаха…………………………..14

5.4. Определение мутности и наличие осадка…………………….15

5.5. Определение водородного показателя воды…………………15

5.6. Определение наличия катионов железа в воде……………15-16

Выводы……………………………………………………………………..17

Рекомендации……………………………………………………………...18

Заключение………………………………………………………………...19

Список литературы………………………………………………………..20

Приложение I…………………………………………………………...21-23

Приложение II………………………………………………………….24-34

Приложение III………………………………………………………....35-40

Введение

Воду, драгоценный дар природы, академик А.Н. Карпинский назвал живой кровью, которая создает жизнь там, где ее не было. Вода – основа развития земледелия, энергетики и рыбного хозяйства, без нее не мыслимы быт и досуг человека.

Но всегда ли мы отдаем себе отчет в том, что значит для нас вода – эта бесцветная, без запаха и вкуса жидкость? В сущности говоря, она почти ничего нам не стоит в повседневной жизни, но бывают моменты, когда за один глоток воды человек готов пожертвовать всем. Человек способен неделями обходиться без пищи, а вот без воды – только два-три дня. И вообще в нормальных условиях воды в свой организм он должен вводить в два раза больше (по весу), чем пищи.

Эта состоящая из водорода и кислорода жидкость нужна не только для поддержания жизни человека (см. прил. II, табл.1). Без нее немыслима практически ни одна сфера производства. Незаменима она и в сельском хозяйстве. Для примера отметим, что на выращивание пшеницы только для одной булки необходимы 200 л воды.

В основе нашей работы лежит книга Новикова Юрия Владимировича и Сайфутдинова Маламагомеда Магомедовича «Вода и жизнь на Земле». В книге рассказывается о воде и ее значение в жизни человека. Отмечая влияние хозяйственной деятельности человека на состояние водных ресурсов планеты, авторы затрагивают актуальные вопросы их охраны и комплексного использования, а также вопросы, касающиеся влияния питьевой воды на здоровье человека. Основные определения мы брали из электронной энциклопедии Кирилла и Мефодия. Методики определения химических и органолептических свойств питьевой воды, а также СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды» мы нашли на указанных в списке литературы сайтах.

Цель: ознакомиться с качеством питьевой воды в своем населенном пункте и ее влиянием на процессы жизнедеятельности человека.

Задачи:

Изучить органолептические, химические и биологические показатели качества воды.
Оценить качество воды, используемой населением п. Морки для пищевых, бытовых и технических целей.
Выявить способы очистки воды.
Выяснить, какое влияние оказывает качество воды на здоровье человека.
Дать рекомендации по улучшению качества воды.

Актуальность: вода может оказывать на здоровье людей не только положительное, но и отрицательное влияние. Оно было отмечено еще в глубокой древности, но сейчас в связи с ухудшением экологической ситуации проблема, связанная с качеством воды стала наиболее актуальной.

Гипотеза:

Органолептические, химические и биологические показатели воды в п.Морки соответствуют СанПиНу 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды».
Вода оказывает влияние на здоровье человека.

Используемые методы:

Практические методы
Работа с научной литературой
Работа с Интернет-ресурсами
Опросы
Экскурсии
Анализ

1. Вода в природе.

Наша планета богата водой – гидросфера Земли составляет приблизительно 1,5 млрд. км³. Но из них более 96% - горько-соленая вода морей и океанов, покрывающая 71 % всей поверхности планеты. На долю пресной воды приходится около 90 млн. км³ (меньше 3%), причем основной ее запас – это подземные «моря» и ледники. Однако добраться до них не очень то и легко.

Вода – весьма распространенное на Земле вещество. Почти ¾ поверхности земного шара покрыты водой, образующей океан, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосферу; в виде огромных масс снега и льда лежит она круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. В недрах земли также находится вода, пропитывающая почву и горные породы (см. прил. I, рис.1)

Природная вода не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит незначительные количества различных примесей, которые захватывает из воздуха.

На долю пресной воды приходится около 90 млн. км³ (меньше 3%), причем основной ее запас – это подземные «моря» и ледники. Однако добраться до них не очень то и легко. Количество примесей в пресных водах обычно лежит в пределах от 0,01 до 0,1% (масс.). Морская вода содержит 3,5%(масс.) растворенных веществ, главную массу которых составляет хлорид натрия (поваренная соль).

Вода имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Согласно современным представлениям, само происхождение жизни связывается с морем, ведь не даром химический состав нашей крови близок по составу с морской водой.¹

_________________________________________________

¹ Новиков Ю.В., Сайфутдинов М.М. «Вода и жизнь на Земле» - М; Наука, 1981 с. 31-32

2. Вода в организме человека.

Человек примерно на 65% состоит из воды, с возрастом содержание воды в организме уменьшается.

В здоровом организме взрослого человека наблюдается состояние водного равновесия, или водного баланса, т.е. количество потребляемой воды равно количеству воды, выводимой из организма. Водный обмен – важная составная часть общего обмена веществ человека.

Водный обмен включает процессы всасывания воды, поступающей в желудок при питье и с пищевыми продуктами, распределение ее в организме, выделение через почки, мочевыводящие пути, легкие, кожу и кишечник. Вода также образуется в организме вследствие окисления жиров, углеводов и белков, принятых с пищей.

Общий объем воды, потребляемой человеком в сутки при питье и с пищей, составляет 2-2,5л. Через почки и мочевыводящие пути удаляется около 50-60% воды. При потере организмом 6-8% влаги сверх обычной нормы повышается температура тела, учащается сердцебиение, появляется мышечная слабость. Потеря 10% воды может привести к необратимым изменениям в организме, а потеря 15-20% воды приводит к смерти. Без пищи человек может прожить около месяца, а без воды- всего лишь несколько суток.

Разные ткани человеческого организма содержат разное количество воды. Самая богатая водой ткань – стекловидное тело глаза(99%). Самая бедная – эмаль зуба (0,2%).¹

_________________________________________________

¹ Новиков Ю.В., Сайфутдинов М.М. «Вода и жизнь на Земле» - М; Наука, 1981 с.55-56

Качество воды и здоровье.

Давно отмечена связь между заболеваемостью населения и характером водоснабжения. Еще в древнем мире были известны некоторые признаки воды, опасной для здоровья. Однако лишь в середине XIX в. эпидемиологические наблюдения и последующие бактериологические открытия Л. Пастера и Р. Коха позволили установить с достаточной достоверностью, что вода, содержащая патогенные микробы, может способствовать возникновению и распространению заболеваний среди населения. Обращали люди внимание и на химический состав воды как возможную причину заболеваний инфекционной природы. В настоящее время при обосновании гигиенических нормативов качества питьевой воды проводят ее всесторонние комплексные исследования (см. прил. II, табл.7).

Вода может оказывать на здоровье людей не только положительное, но и отрицательное влияние. Прежде всего, это связано с качеством употребляемой воды: ее органолептическими свойствами, определяемыми цветом, вкусом и запахом, а также химическим и бактериальным составом (см. прил.I, рис.2). Влияние качества воды на здоровье человека было отмечено еще в глубокой древности. Например, Гиппократ рекомендовал употреблять кипяченую воду.

По подсчетам специалистов, 800 млн. человек на земном шаре страдают от болезней, вызванных нехваткой питьевой воды. Среди них желудочно-кишечные заболевания, катаракты, болотная лихорадка и т.п.

При повышенных концентрациях фтора развивается (особенно у детей) – флюороз. Зубы темнеют, крошатся и ломаются. Признак флюороза – пятнистость зубной эмали. Оптимальное для человека содержание фтора составляет в среднем 0, 7 – 1, 5 мг/л.

Из других микроэлементов, вызывающих заболевания у человека, можно назвать свинец и мышьяк. Опасны случаи отравления свинцом при использовании свинцовых труб для водопровода. В России применение свинцовых труб запрещено законом.

Отравления мышьяком известны при употреблении питьевой воды в районах разработки полиметаллических руд с повышенным содержанием в них мышьяка. В принятом стандарте для питьевой воды установлена предельно допустимая концентрация мышьяка (0, 05 мг/л).

Г.Н. Красовский (1978 г.) изучил влияние свинца на организм. Его можно рассматривать как слабый мутаген: доза в 0, 05 мг/л вызывает незначительное увеличении хромосом. Концентрация свинца 0, 03 мг/л таких изменений не дает.

В некоторых водоисточниках России отмечено повышенное содержание бора – свыше 2 – 6 мг/л. Как известно, бор относится к соединениям, обладающим широким спектром действия на различные системы и функции организма, в том числе и на центральную нервную систему. Гигиеническим нормативом считается концентрация бора, равная 0,5 мг/л.

Качества питьевой воды длительно сохраняются благодаря ее обогащению ионами серебра. Но превышенная концентрация серебра вызывает изменения сосудистой и нервной тканей головного и спинного мозга. Предельно допустимая концентрация ионов серебра в воде – 0, 05 мг/л.

Долгое время присутствие в воде нитратов рассматривали как косвенный признак бытового загрязнения, так как нитраты являются конечным продуктом распада органических веществ, попадающих в водоисточник главным образом с загрязнением. Например, в загрязненных колодцах их содержание достигает 100 мг/л и более. Однако превышенные концентрации нитратов были обнаружены и в природных подземных водах, в которых нитраты образуются в результате восстановительных процессов, протекающих в почве и воде. Концентрация нитратов на уровне 10 мг/л является безопасной и принята в качестве предельно допустимой в питьевой воде.

Бериллий довольно широко распространен в природе. Он содержится в минералах, горных породах, живых организмах, а также в некоторых природных водах. Бериллий является ядом, приводящим к поражению дыхательной, нервной и сердечно-сосудистой систем. Он оказывает угнетающее действие на ферменты и

кровь. В качестве допустимого содержания бериллия в питьевой воде была предложена концентрация 0,0002 мг/л, которая не действовала вредно на организм животных. (Л.А. Сажина, 1965 г.)

Молибден встречается в почвах, растениях, организме животных, а также в природных водах. При отравление молибденом выявляются выраженные функциональные сдвиги в организме, а также происходит уменьшение количества витамина C в печени. В качестве допустимого содержания молибдена в питьевой воде предложена концентрация на уровне 0, 5 мг/л (Т.А. Асмангулян, 1965 г.).

В некоторых областях отмечено повышенное содержание селена. Селен поражает печень, почки, костный мозг и центральную нервную систему. Доза селена равная 0, 0001 мг/л принята в качестве гигиенического норматива в питьевой воде (И.П.Плетникова, 1970 г.).

Стронций распространен в природе. При действии больших концентраций стронция изменения в организме проявляются в первую очередь со стороны минерального обмена в костной ткани. В конце 70-х годов советские ученые провели комплексное исследование по оценке влияния стронция, содержащегося в питьевых водах, в условиях эксперимента на животных и людях, проживающих в регионах с повышенным содержанием стронция в подземных водах. В результате исследователи пришли к выводу: длительное употребление питьевой воды, содержащий стронций на уровне 7,0 мг/л, не вызывает функциональных и морфологических изменений в организме человека. Эта величина была рекомендована в качестве норматива содержания стронция для питьевой воды.

Уран является составной частью биосферы, он находится во всех животных и растительных организмах в ультрамикроскопических количествах. Повышенное содержание в организме данного элемента вызывает на организм сильное воздействие. Лишь только концентрация равная 1, 7 мг/л практически безопасна. Она и является нормативом для питьевой воды.

В последнее время появился даже термин «экологически зависимые заболевания». ¹

______________________________________________

¹ www .o8ode.ru 7

Установлена прямая связь между превышением предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде, воздухе, почве и ростом пороков развития, в частности:

1. Превышением цветности водопроводной воды и возникновением новообразований;

2. Превышением цветности водопроводной воды и заболеваниями хроническим опитом, фарингитом;

3. Повышенным содержанием в воде алюминия и пороками развития;

4. Повышенным содержанием остаточного хлора в воде и новообразованиями в полости рта.

Без всякого преувеличения можно сказать, что высококачественная вода – одно из непременных условий сохранения здоровья людей. Вкусная вода – земной истинный дар. И на охране ее стоит государственный стандарт.

4. Анализ качества воды

4.1. Органолептические показатели.

Большую роль при оценке качества питьевой воды играют ее органолептические свойства: запах, вкус, прозрачность и цветность, которые человек определяет с помощью органов чувств. Питьевая вода не должна иметь постороннего запаха, привкуса, мутности и цвета, даже если вещества их вызывающие сами по себе бесцветны (см. прил.II, табл.3). Человек обладает защитной реакцией – чувством отвращения к воде с необычным запахом и вкусом.

Содержащиеся в природной воде взвешенные частицы портят ее вкус. Кроме того, они служат благоприятной средой для развития болезнетворных бактерий. Поэтому нормы строго ограничивают содержание взвесей в воде. В водопроводной воде допускается их не более 1, 5 мг/л.

Мутность воды по ГОСТу 2874-82 не должна превышать 1,5 мг/л.

Цветность обусловлена присутствием в воде:

гумусовых и дубильных веществ
белково- и углеводоподобных веществ
жиров
органических кислот
соединений железа, марганца
сточных вод некоторых производств
«цветением» водоёмов.

Цветность воды измеряется в градусах платиново - кобальтовой Шкалы, для питьевой воды она недолжна превышать 20 градусов.

По ГОСТу 3351-84 различают четыре основных вкуса воды - солёный, горький, сладкий, кислый. Многочисленные оттенки вкусовых ощущений, складываемые из основных называют привкусами. Вкус воды обусловлен:

солёный - хлорид натрия
горький - сульфат магния
кислый - избыток растворённой углекислоты
железистый - растворённые соли железа

щелочной - сода, щёлочи
вяжущий - сульфат кальция, перманганат калия

К запахам естественного происхождения относят: землистый, рыбный, гнилостный, сероводородный, ароматический, болотный, глинистый и др. Запахи искусственного происхождения: хлорный, аптечный, фенольный, хлор - фенольный, запах нефтепродуктов.

Интенсивность и характер запахов и привкусов определяют органолептически, т.е. с помощью органов чувств, по 5 - бальной шкале или по «порогу разбавления» испытуемой воды дистиллированной водой. При этом устанавливают кратность разбавления, необходимую для исчезновения запаха или привкуса. Запах и вкус определяют непосредственным дегустированием при комнатной температуре, а также при 60ºС, что вызывает их усиление. По ГОСТ 2874 - 82 привкус и запах, определяемые при 20ºС, не должны превышать 2 баллов.¹

Нами были взяты пробы воды с пяти источников: колодцы Кужнура и Кашанура, водопроводная вода из крана школы №6, вода из ключа в центре поселка и из родника, находящегося у больницы. Результаты отражены в таблице (см. прил. II, табл.8).

4.2. Биологические показатели

Биологические показатели играют важную роль при определении качества воды. Ведь именно наличие микроорганизмов в ней нередко вызывает различные инфекционные заболевания, опасные для человека. Такие как холера, брюшной тиф, дизентерия (см. прил. II, табл.4).

Безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется ее соответствием нормативам по микробиологическим и паразитологическим показателям (см. прил.II, табл. 2). Исследования воды на наличие патогенных микроорганизмов могут проводиться только в лабораториях, имеющих санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии условий выполнения работ

_________________________________________________

¹ Ширшина Н.В. «Химия. Проектная деятельность учащихся» - Волгоград: Учитель, 2007.с. 67 - 68

санитарным правилам и лицензию на деятельность, связанную с использованием возбудителей инфекционных заболеваний. ¹

4.3. Химические показатели

Серьезную опасность для здоровья населения представляет химический состав воды. В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого

соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно

несет большое количество различных элементов и соединений, соотношение которых определяется условиями формирования воды составом водоносных пород. В природной воде содержаться минеральные соли. Вода считается хорошей, если минерализация не превышает 1000 мг/л. Воды с большим содержаниям солей относятся к соленым и не пригодным для питья. Очень малая минерализация воды (до 100 мг/л) тоже ухудшает вкус воды, а лишенная солей (дистиллированная) вода вообще читается вредной. Она способна нанести здоровью человека непоправимый ущерб (нарушается пищеварение и деятельность внутренней секреции).

В СанПиНе 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды» выделяется в отдельную группу химические включения, которые раньше всего обнаруживают органы чувств – обоняние, зрение. Так, микрочастицы меди придают воде некоторую мутность, железа – красноту. Однако повышенное содержание солей железа в воде придает ей неприятный болотистый вкус. После стирки в такой воде на тканях остаются ржавые пятна. Такие же пятна появляются на посуде, раковинах и ваннах. Допустимое содержание железа в воде – до 0, 3 мг/л.²

В малых концентрациях медь обнаруживается в подземных водах. Она не является кумулятивным ядом. Концентрация меди 1, 5 мг/л ощутима на привкус. Предельно допустимая концентрация меди принята на уровне 1 мг/л.

_______________________________________________

¹ Ширшина Н.В. «Химия. Проектная деятельность учащихся» - Волгоград: Учитель, 2007. с.85

² СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды» Минздрав России, М., 2003

В природных подземных водах цинк встречается в небольших концентрациях. Суточная потребность цинка не превышает 16 мг. Хронические

отравления цинком не известны. При концентрации цинка 30 мг/л вода

приобретает молочный вид, при 10 мг/л – она мутная. Металлический привкус исчезает при 5 мг/л. Эта концентрация является предельно допустимой.

Иногда в питьевой воде встречается много солей соляной и серной кислот (хлориды и сульфиды), придающие воде соленый и горько-соленый привкус. Употребление такой воды приводит к нарушению деятельности желудочно-кишечного тракта. Вода, содержащая более 350 мг/л хлоридов и более 500 мг/л сульфатов, считается неблагоприятной для здоровья.

С содержанием в воде солей кальция и магния тесно связано другое ее качество – жесткость. Вода, сильно насыщенная солями, причиняет много неудобств: в ней труднее развариваются овощи и мясо, уменьшается их питательная ценность, при стирке увеличивается расход мыла, накипь портит чайники и котлы, засоряет водопроводные трубы.

Избыточное содержание в питьевой воде солей кальция и магния нарушает каллоидно-кристаллоидное равновесие мочи и способствует возникновения мочекаменной болезни.

Таким образом, жесткость питьевой воды на уровне 7 мг * экв/л не вызывает возражений. Исследования показали, что употребление воды с жесткостью на уровне 7 и 10 мг * экв/л не оказывает влияния на липидный обмен при длительном введении холестерина и, следовательно, не может способствовать развитию атеросклеротических изменений артерий. Допустимый уровень общей жесткости равен 7 мг * экв/л (А.А. Гаголи, 1972 г.)

В природных подземных водах марганец содержится в виде бикарбонатов и других хорошо растворимых солей. Вместе с тем перманганат калия (KMnO) применяют в практике снабжения как реагент: он хорошо устраняет посторонние привкусы и запахи, обусловленные различными органическими соединениями, а

также снижает содержание железа и марганца. Помимо этого, перманганат калия проявляет бактерицидный эффект.

Мы определили содержание pH и наличие катионов железа в исследуемых пробах. Результаты исследования приведены в таблице (см. прил. II, табл.9).

Качество воды 📙 Контрольная → 🆔 42851