Научная работа Исследование качества питьевой воды из двух родников города Приволжска 6 класс

Муниципальное казённое образовательное учреждение
средняя школа № 1 г. Приволжска
155550, г. Приволжск, ул. Социалистическая, 4, тел/факс (49 339) 3-14-02
e-mail: school1.priv@yandex.ruИсследование качества питьевой воды из двух родников города Приволжска Ивановской области
Работу выполнила Голубева Дарья
учащаяся 6 «А» класса
МКОУ СШ №1 г. Приволжска
Научный руководитель:
учитель химии, биологии МКОУ СШ №1
Тевризова Татьяна Александровна
ПРИВОЛЖСК 2017
Содержание работы
Введение ………………………………………………………………………………..…..2
Обзор литературы…………………………………………………………………………..3
Характеристика района исследования…………………………………………………….4
Материал и методика исследования……………………………………........…………....5
Результаты исследования ……………………………………………………………….....9
Выводы ……………………….……………………………………………….…………….12
Рекомендации……………………………………………………………………………….12
Список использованной литературы ..…………………………………………………….13
Приложение…………………………………………………………………………………14
Введение
Воздействия человеческого общества на гидросферу приводят к увеличению в ней уровня содержания вредных веществ. Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения. Загрязняющее влияние хозяйственной деятельности человека испытывают особенно подземные воды верхних, неглубоко залегающих, водоносных горизонтов.
Нашу работу мы решили посвятить изучению качества питьевой воды источников водоснабжения, наиболее доступных для жителей города Приволжска. Пробы воды для сравнения мы взяли из двух родников нашего города: Тихвинского святого источника и родника, расположенного рядом с МКОУ СШ №1(микрорайон Карачиха - место проживания автора исследования). Нам стало интересно, можно ли, использовать эту воду для питья, не несёт ли она в себе какую-либо опасность для здоровья людей?
Цель работы: исследовать качество питьевой воды некоторых источников водоснабжения города Приволжска.
Задачи:
Провести анкетирование среди учащихся 5–6 классов. Узнать об источниках водоснабжения их семьи и попросить оценить качество питьевой воды, как потребителей;
Определить основные органолептические показатели питьевой воды;
Определить некоторые химические показатели: содержание хлорид -иона, сульфат-иона, нитрит-иона, нитрат-иона, а также оценить водородный показатель;
Проанализировать влияние жёсткости воды и повышенного содержания железа на заболевания кожи, органов пищеварения, у детей и подростков.
Обзор литературы
Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. Для того чтобы хорошо себя чувствовать человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду. Еще в глубокой древности люди умели различать «живую» воду – пригодную для питья и «мертвую» - непригодную для употребления. Учеными давно установлена прямая связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни. Это неудивительно, учитывая, что по данным Всемирной организации здравоохранения около 90% болезней человека вызывается употреблением для питьевых нужд некачественной воды, а также использование неподготовленной воды в бытовых целях. В настоящее время вопросы качества питьевой воды не утратили своей актуальности.
Быстрый рост населения планеты в сочетании с возрастающими объемами водопотребления для бытовых и промышленных нужд и интенсивным сельским хозяйством приводит к глобальному водному кризису, который проявляется в нехватке пресной воды и в ее усиливающемся загрязнении [5]. Согласно опубликованному недавно исследованию, системы пресной воды во всем мире сейчас настолько сильно деградируют, утрачивая возможность снабжать людей, животных и растительный мир, что если такая тенденция сохранится и далее, это может привести к резкому сокращению населения планеты и вымиранию большого количества видов животных. Ситуация складывается угрожающая, поскольку человечество потребляет больше пресной воды, чем Земля может дать. Темпы роста потребление пресной воды более чем в 2 раза превышает прирост населения планеты.
Качество питьевой воды, поступающей потребителю из систем водоснабжения, зависит от состава исходной воды и определяется технологическими требованиями, исходящими от соответствующих контролирующих организаций. Санитарные Правила и Нормы 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества питьевой воды», утверждены постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 24.10.1996 г. и введены в действие с 1 июля 1997 года.
Характеристика района исследования
Ивановская область занимает площадь 21,85 тыс. кв. км и расположена в центре нечерноземной зоны Европейской территории России между 56°21' и 57°45' с.ш. и 39°23' и 43°53' в.д. Территория области на карте вытянута в широтном направлении. Протяженность территории с севера на юг – 158 км, а с запада на восток – 230 км.
На западе и северо-западе область граничит с Ярославской, на севере и северо-востоке с Костромской, на востоке и юго-востоке с Нижегородской, на юге и юго-западе с Владимирской областями. Большая часть области находится на Волго-Клязьминском водоразделе и только 17% территории – на левом берегу Волги.
Район исследований – город Приволжск Ивановской области.
Приволжский район образован в 1983 г. Его площадь – 601,8 км2.
Приволжский район располагается на стыке двух зон: европейской тайги и смешанных лесов. По территории протекает 13 рек, наиболее известные из которых – Волга, Шача, Таха, канал Волга – Уводь и др.
Координаты города – 57,24 °СШ и 41,25 °ВД.; климат умеренно-континентальный. Относительная высота над уровнем моря – 120 метров. Преобладающие почвы – легкосуглинистые и среднесуглинистые. Протекают р.Ингар, Шача и Таха.
Для питьевых целей около 90% населения района пользуются водопроводной водой. Годовой забор воды из водных объектов в районе составляет порядка 3500 тыс. м3. 65% населения, в том числе г. Приволжск, пользуются водой Днепровско – Московского водоносного горизонта. Вода данного горизонта имеет повышенную жёсткость: концентрация железа доходит до 3,5 мг/л, поэтому высок процент неудовлетворительных санитарно – химических проб. Износ водопроводно – канализационных сетей в районе (а их протяжённость около 200 км) составляет более 50%.
В 2014 году была введена станция по очистке и обезжелезиванию воды. Однако результат ее деятельности нулевой. Оборудование вышло из строя и не функционирует. В газете «Приволжская новь» от 4 августа 2016 года №38 вышла статья И. Астафьевой «Станция есть, а чистой воды нет», в которой рассматриваются причины, по которым станция не работает. Выяснилось, что на стадии проектирования предыдущим руководством было заменено технологическое оборудование в проекте. В результате установленное оборудование не справлялось с объемом воды, фактически потребляемым городом в летний период. Начали забиваться фильтры. Проект станции даже не прошел государственную экспертизу.
Материал и методика работы
Сбор материала для данной работы был проведён за период январь – февраль 2017 года. Исследования проб воды проводились в школьной химической лаборатории.
Использовался метод анкетирования, опроса и интервьюирования. Для исследования химических и органолептических показателей были взяты две пробы воды. Проба №1 – родник на левом берегу р.Таха, в 150 м от МКОУ СШ №1; Проба №2 – Тихвинский Святой источник, расположенный на правом берегу р.Таха.
Химические и органолептические анализы выполнялись, придерживаясь следующих методов и методик:
Запах – ГОСТ 3351-74 «Вода питьевая». Разработчики: К. И. Акулов, В. Т. Мзаев, А. А. Королёв, Т. Г. Шлепнина. Прозрачность, цветность, запах – методические указания к лабораторной работе «Температура, запах, прозрачность, цветность природной воды». Составитель Кузьмина И. А. - НовГУ, Великий Новгород, 2007. – 12 с.
рН, нитриты, нитраты – с помощью Tetratest и универсальной индикаторной бумаги. Хлориды, сульфаты - с помощью качественных реакций. Данные по железу и общей жесткости воды предоставлены начальником химической лаборатории цеха очистных сооружений Курицыной Евгенией Александровной.
Органолептические методы определения запаха
Для определения запаха использовали государственный стандарт Союза ССР «Вода питьевая» 3351 -74 (Утверждён и введён в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18. 10. 82 № 3989) . Разработчики: К. И. Акулов, В. Т. Мзаев, А. А. Королёв, Т. Г. Шлепнина.
Органолептическими методами определяют характер и интенсивность запаха.
Аппаратура, материалы: колба плоскодонная с притёртой пробкой, вместимостью 250 см3 .
Проведение испытания: Характер запаха воды определяют ощущением воспринимаемого запаха при 200 С. В колбу с притёртой пробкой вместимостью 250 см3 отмеривают 100 см3 воды. Колбу закрывают пробкой, содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями, после чего колбу открывают и определяют характер и интенсивность запаха.
Интенсивность запаха воды оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям табл. 1.
Таблица 1. Интенсивность запаха
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 отмечается потребителем, если обратить на это его внимание 2
Заметная Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде 3
Отчётливая Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья 4
Очень сильная Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению 5
Мешающие влияния. На результаты органолептического определения запаха оказывают влияние состояние лаборатории, температура и субъективные особенности аналитика. Поэтому определения запаха необходимо проводить в комнате, в которую не проникают никакие запахи. Обязательно следует указывать температуру окружающего воздуха. Аналитик должен иметь определенный опыт, не должен курить или принимать острую пищу перед проведением исследований. Для исключения субъективной ошибки целесообразно сотрудничество нескольких лиц.
Определение прозрачности воды
Измерение при помощи шрифта
Использовались методические указания к лабораторной работе «Температура, запах, прозрачность, цветность природной воды». Составитель Кузьмина И. А. - НовГУ, Великий Новгород, 2007. – 12 с.
Аппаратура, материалы: прозрачный плоскодонный стеклянный цилиндр диаметром 2-2,5 см, высотой 50 см.
Проведение испытания: Необходимо провести опыт сначала с дистиллированной водой, а затем с исследуемой водой и сравнить результаты. Установите цилиндр на печатный текст. В качестве стандартного шрифта используется шрифт ГОСТа 3551 – 46. Вливайте исследуемую воду, следя за тем, чтобы можно было читать через воду текст. Отметьте, на какой высоте вы не будете видеть шрифт. Измерьте высоты столбов воды линейкой. Исследуемая проба воды рассматривается при рассеянном дневном свете, измерения повторяют три раза, и за окончательный результат принимают среднее значение единичных измерений.
Определение мутности
Заполнить пробирки водой на высоту 10 – 12 см. Определить мутность воды, рассматривая пробирку на тёмном фоне при достаточном боковом освещении. Визуально определяют степень мутности. Степени мутности: мутность отсутствует, слабо опалесцирующая, опалесцирующая, слабо мутная, очень мутная. (Опалесценция – явление характерного свечения коллоидных растворов при их боковом освещении, хорошо наблюдаемое на тёмном фоне. Явление обусловлено рассеянием света вследствие его дифракции от взвешенных в коллоидном растворе микрочастиц, находящихся в высокодиспергированном состоянии.)Определение вкуса и привкуса
Подержите во рту несколько секунд 10 – 15 мл воды и определите вкус и привкус. Жидкость не проглатывайте.
Таблица 2. Интенсивность вкуса и привкуса
Интенсивность вкуса и привкуса Оценка в баллах Характер проявления
Нет 0 Не ощущается
Очень слабая 1 Обнаруживается при тщательной оценке
Слабая 2 Заметны, если обратить внимание
Заметная 3 Легко заметны и вызывают неодобрительный отзыв
Отчётливая 4 Обращают внимание и заставляют воздержаться от питья
Очень сильная 5 Очень сильные, делают воду непригодной для питьяОбнаружение нитрат – иона NO3- , нитрит – иона
Определяли с помощью нитрат - и нитрит – теста (ЗАО «Крисмас +»).
Обнаружение хлорид - ионов Cl-
К 10мл пробы прибавить 3-4 капли азотной кислоты (1:4) и прилить 0,5мл. нитрата серебра (AgNO3). Белый осадок выпадает при концентрации хлорид - ионов более100мг/л: Cl- +Ag+ = AgCl↓ Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид – ионов более 10мг/л, опалесценция – более 1мг/л. При добавлении аммиака раствор становится прозрачным.
Обнаружение сульфат – ионов SO42-
В пробирку с 10 мл пробы внести 0,5мл соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5% раствора хлорида бария. По характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфат - ионов. При отсутствии мути концентрация сульфат - ионов менее 5 мг/л. При слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут - 5-10мг/л. При концентрации сульфат - ионов более 10мг/л выпадает белый осадок: Ba2+ + SO42- = BaSO4
Характеристика источников водоснабжения
Родник, расположенный недалеко от МКОУ СШ №1
Родниковая вода течёт по стальной трубе, которая вставлена в грунт. Источник маловодный. Вода из трубы вытекает спокойно. За родником ухаживают местные жители, которые берут из него воду. Каждый год летом наш экологический отряд «Исток» убирает территорию вблизи родника. Недалеко от того места, где бьёт родник находится несанкционированная свалка, которую местные власти пытались ликвидировать, но она возникала снова и снова. Левый берег реки Таха достаточно крутой, песчаный, подвержен водной эрозии. Некоторые местные жители здесь выкапывают песок для собственных нужд. В результате этого образовался овраг, который с каждым годом разрастается. Зелёных насаждений вблизи источника нет.
Святой источник иконы Тихвинской Божией Матери находится в Приволжске там, где по преданию, около пятисот лет назад произошло явление Богородицы. Когда видение исчезло, забил родник чистой и целебной воды. На месте источника была поставлена часовня, но в 30-е годы ХХ века она была разрушена. В 2008 году часовня над родником была восстановлена.
Источник питьевой воды расположен у подножия холма. Водозабор питьевой воды осуществляется из металлической трубы, которая вставлена в деревянный сруб колодца. Источник полноводный. Вода вытекает быстро. В месте водозабора источник ограждён камнем. Вода отсюда для своих нужд используется местными жителями.
17 января 2009 года, на этом древнем святом месте епископом Иваново-Вознесенским и Кинешемским Иосифом была освящена здесь часовня-купальня в честь святителя и Чудотворца Николая. Одна из ее отличительных особенностей – современный многоуровневый бассейн, позволяющий с равным удобством погружаться в воды Святого источника и детям, и взрослым. Источник благоустроен, находится в ведении Свято-Николо-Приволжского женского монастыря.
Результаты исследования
В ходе работы было проведено анкетирование школьников 5 – 6 классов МКОУ СШ  №1. Цель анкетирования: выявить отношение социума к выбранной теме и обосновать её актуальность. В анкетировании приняли участие 135 учащихся.
Результаты анкетирования:
Рис. 1. Из какого источника Вы берёте питьевую воду?
а) Водопровод б) Колодец в) Родник Рис. 2. Какую воду Вы пьёте?
а) Свежая б) Отстоявшаяся
в) Кипяченая г) Очищенная

Рис. 3. Устраивает ли Вас качество родниковой воды? а) Да б) Нет Рис. 4. Устраивает ли Вас качество водопроводной воды? а) Да б) Нет

Таким образом, результаты анкетирования показали, что 8% учащихся используют для питья родниковую воду. Качество родниковой воды устраивает 84% опрошенных, а качество водопроводной воды только 47 %. Свежую воду употребляет только 7% и это, в основном, колодезная, родниковая и бутилированная вода. Воду из под крана большинство опрошенных предпочитает употреблять в кипяченом виде, либо после отстаивания. 17% анкетируемых используют либо бутилированную воду, либо воду, пропущенную через бытовые фильтры.
Занесем результаты исследования в таблицу.
Таблица 1. Характеристика воды, взятой из разных источников водоснабжения (2017 гг.)
Характеристика воды Тихвинский источник
Родник
ПДК
(ДК)
СанПиН
Интенсивность запаха
Отсутств0 баллов Отсутств0 баллов Отсутств1 балл
Прозрачность (см)
38 см 37 см > 30 см
Интенсивность вкуса,
привкуса
Отсутств0 баллов Отсутств0 баллов Отсутств0 баллов
pH
7 7 6 – 9
Общ. жёсткость (ммоль/дм3) 11,1 9,86 (7,0)
Концентрация железа (мг/дм3) 0,18 0,2 0,3
Концентрация NO2- (мг/дм3)
0 0 ( 0,2)
Концентрация NO3-(мг/дм3)
0 0 0,3
Концентрация
Cl- (мг/дм3)
- - 350 мг/л
Концентрация SO42- (мг/дм3)
- - 500 мг/л
Как мы видим из таблицы 1, вода, взятая для исследования, не по всем органолептическим и общим физико-химическим показателям соответствует требованиям СанПиНа. Во многих пробах превышено содержание железа и рекомендуемое значение жесткости воды.
Показатель общей жёсткости в родниковой воде превышает норму, рекомендуемую СанПиНом.
Из литературных данных мы узнали о том, что жёсткая вода повышает риск многих заболеваний. Постоянное употребление воды с повышенной жесткостью приводит к снижению моторики желудка и функциональным нарушениям. В организме накапливаются соли, образуются камни в почках, желчном и мочевом пузырях. У детей чаще встречается солевой диатез – соли в почках.
Полученные результаты исследований были представлены на уроке биологии в 6 «А» классе.
Выводы:
Результаты анкетирования показали, что 8% учащихся используют для питья родниковую воду. Качество родниковой воды устраивает 84% опрошенных, а качество водопроводной воды только 47 %. Свежую воду употребляет только 7%. 17% анкетируемых используют либо бутилированную воду, либо воду, пропущенную через бытовые фильтры.
Водородный показатель всех проб воды не выходит за рекомендованные СанПиНом границы – 6-9 ед. рН.
Показатель общей жёсткости в родниковой воде превышает норму, рекомендуемую СанПиНом.
Нитрит-, нитрат-, сульфат- ионы не обнаружены. Хлорид – ионов содержится более 1мг/л.Жёсткость воды влияет на заболевания кожи, органов пищеварения, моче – половой системы у детей и подростков. Высокое содержание железа в воде приводит к неблагоприятному воздействию на кожу, может сказаться на морфологическом составе крови, способствует возникновению аллергических реакций.
Рекомендации:
Рекомендуем производить дополнительную обработку питьевой воды в домашних условиях: отстаивание (не менее суток), кипячение, фильтрование, причём набирать воду лучше под большим напором, либо используя аэрирующие сетки на кранах для более быстрого и более полного окисления и осаждения содержащегося в воде железа.
Провести дополнительные исследования воды из родников города, уточнить наличие или отсутствие вредных веществ в воде.
Список использованной литературы
Васильев В. П. Аналитическая химия. - М.: Высшая школа, 1989. - 213 с.
Кравченко О. И. Доклад «О состоянии и охране окружающей среды Ивановской области в 2014 году» http://kniga.seluk.ru/k-bezopasnost/102091-1-doklad-sostoyanii-ohrane-okruzhayuschey-sredi-ivanovskoy-oblasti-2013-godu-ivanovo-2014-god-doklad-sostoyanii-oh.php
Практикум по количественному анализу: Методическое пособие/ Л. А. Кочергина, В. П. Васильев. - Иваново, 2002. – 84 с.
Методические указания к занятиям школы «Химия и жизнь»: Методические указания/ Л. А. Кочергина, А. И.Лыткин. – Иваново, 1990. – 19 с.
Независимая Аккредитованная лаборатория Анализа качества воды ИСВОД Центр http://4.www.isvod.ru/Чернова Н. М., Галушин В. М., Константинов В. М. Основы экологии. – М.: Просвещение, 1997. – с. 207.
СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».
Сборник государственных стандартов «Вода питьевая», ИПК Издательство стандартов, 1997г.
«Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами», Крисмас, С-Петербург,1999г.
Экологический практикум: Методическое пособие/А. Г. Муравьёв, Н. А. Пугал, В. Н. Лаврова. – Санкт – Петербург, 2003.

ПРИЛОЖЕНИЕ
УСЛОВНАЯ СХЕМА НАИБОЛЕЕ ДОСТУПНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ НАСЕЛЕНИЯ ГОРОДА ПРИВОЛЖСКА

Использование колодцев и собственных скважин для водоснабжения
Использование воды из центрального водопровода
Использование родниковой воды
Использование водоснабжения из скважин ЗАО «Красная Пресня»
Промышленные зоны города
Точки отбора проб
Скважины