Вода, которую мы пьем

Школьная научная конференция
«Шаг в будущее»
Секция: экология.
гп. Куминский 2010 год
2
Содержание
Аннотация ………………………………………………………………………………………………3
1. План исследований…………………………………………………………………………………..4
1.1. Проблема и задачи исследования……………………………………………………………4
1.2. Методика проведения работы………………………………………………………………..6
2. Описание работы………………………………………………………………………………… 10
2.1 .О воде……………………………………………………….……………………………....10
2.1.1. Прозрачная вода – не значит чистая, а вкусная вода –всегда «грязная»…………..10
2.1.2. Физические и химические свойства воды…………………………………………...11
2.1.3. Источники водоснабжения…………………………………………………………...11
2.1.4. Качество воды…………………………………………………………………………11
2.1.5. Очистка воды………………………………………………………………………….12
2.1.6. Какой фильтр для воды выбрать?.................................................................................13
2.2. Результаты исследовательской работы: «Определение качества питьевой воды в
разных источниках поселка»………………….…………………………………………………..….16
2.2.1. Определение качества воды методами химического анализа………………………16
2.2.2. Определение изменений проб воды в результате дополнительной обработки……17
2.3. Выводы и предложения.…………………………………………………………..……….18
Заключение…………………………………………………………………………………………….20
Литература……………………………………………………………………………………………..21
Приложение 1…………………………………………………………………………………………22
Приложение 2…………………………………………………………………………………………23
3
Вода, которую мы пьм!
Семёнова Светлана
Ханты-Мансийский автономный округ- Югра
Кондинский район
г.п. Куминский
Муниципальное образовательное учреждение
Куминская средняя общеобразовательная школа
10а класс
Аннотация
Цель данной работы заключается в оценке качества воды, которую используют жители нашего
поселка из разных источников.
Задачи: 1) Изучение
литературы
о
составе
и
свойствах
питьевой воды,
о
водоочистительных приборах, использующихся для фильтрации питьевой воды, 2) проведение
химического анализа питьевой воды поселка из разных источников.
Методы исследований: были использованы химический анализ, эксперимент, фиксация
материала в виде таблиц, математические расчеты по предлагаемым методикой формулам.
Работа посвящена проблемам использования воды в поселке Куминском. Уже много лет в
поселке нет хороших очистных сооружений, вода не проходит полной очистки. Водопроводная
система уже устарела, трубы требуют замены. Вода, проходя по ним, получает повторное
загрязнение.
На основе химического анализа было определено качество питьевой воды в
различных источниках поселка. Полученные результаты позволили сделать определенные
выводы о том, что вода, которую используют в поселке имеет большую жесткость, т.е. содержит
много различных солей, а также имеет большое содержание железа, возможно за счет того, что
проходя по старым трубам вода накапливает в себе ионы железа. Использование такой воды
отрицательно сказывается на здоровье людей поселка. На основе полученных результатов
можно дать рекомендации жителям поселка, о том, что необходима дополнительная очистка
воды перед использованием её, особенно при приготовлении пищи. Результаты данного
исследования могут быть использованы так же поселковыми службами, для того чтобы,
обосновывать быстрейшее строительство современных очистных сооружений в поселке или
строительство сверхглубоких скважин, где вода поступающая через них будет намного чище, а
значит, состояние здоровье людей поселка будет значительно лучше.
4
Вода , которую мы пьем!
Семёнова Светлана
Ханты-Мансийский автономный округ- Югра
Кондинский район
г.п. Куминский
Муниципальное образовательное учреждение
Куминская средняя общеобразовательная школа
10а класс
1. План исследования
«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха,
тебя невозможно описать,
тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое!
Нельзя сказать, что ты необходима для жизни:
ты сама жизнь.
Ты наполняешь нас радостью,
которую не объяснишь нашими чувствами...
Ты самое большое богатство на свете».
Антуан де Сент-Экзюпери
1.1. Проблема и задачи исследования
Какой должна быть питьевая вода? Пить или не пить?! Вот в чем вопрос! Что пить и
сколько? Горькую, родниковую, водопроводную, кипяченую или свежую, заряженную
экстрасенсами, бабушками?
Вода – одно из самых важных для человека веществ. Весь организм человека больше чем
на половину состоит из воды. При недостатке воды жизнедеятельность организма сильно
нарушается. Потеря воды опаснее для организма, чем голодание: без пищи человек может
прожить больше месяца, без воды всего лишь несколько дней.
Каждый день, вставая утром, мы в первую очередь идем к водопроводному крану.
Садимся за стол, наливаем чай, воду берем опять из водопроводного крана. Мне
стало
интересно, а какую воду мы пьем, чистая ли она?
Качество водопроводной воды практически во всех регионах России вызывает серьезные
опасения специалистов медиков и экологов. Большое количество металлургических комбинатов,
шахт,
карьеров,
химических
производств,
отсутствие
средств
для
природоохранных
мероприятий превратило питьевую воду в смесь, опасную для здоровья человека. Вода из-под
крана несет в себе такие вредные составляющие, как механические загрязнители, соли тяжелых
металлов, хлор и его соединения, органические соединения, радионуклиды, бактерии.
Проблема заключается в том, что каждый
питьевую
попыталась
воду,
не соответствующую
определить
Почему? Потому,
качество воды
второй
гигиеническим
житель нашей страны использует
требованиям. В своей
работе
я
нашего поселка, взятую из разных источников.
что в нашем поселке нет современных хороших очистных сооружений.
5
Водопроводные трубы, по которым поступает вода уже устарели и требуют замены. Вода,
проходя по ним, получает повторное загрязнение и поступает к населению очень грязной. Кроме
водопроводной воды в поселке еще используется вода из колодцев. Моя семья непосредственно
использует воду из колодца с улицы Лесная, т.к. считаем, что в колодца вода чище, чем в
водопроводе.
Актуальность заключается в том, что система пресной воды на планете, в том числе
питьевой, претерпевает острый кризис: уменьшаются ресурсы
качество. Актуальна
эта
проблема и в
нашей
вод и ухудшается их
стране. Всемирная
организация
здравоохранения объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды.
Цель- исследование качества питьевой воды п. Куминского из разных источников.
Задачи:
1. Изучить литературу о составе и свойствах питьевой воды..
2. Изучить литературу о водоочистительных приборах, использующихся для фильтрации
питьевой воды.
3.
Проанализировать достоинства и недостатки очистительных фильтров
4. Провести химический анализ питьевой воды поселка из разных источников.
5. Проанализировать и сделать выводы.
Гипотеза: если мы проведем анализ, то будем знать, какова качества питьевая
вода в разных источниках и учреждениях в нашем поселке. При несоответствии качества воды
нормам ГОСТа в организм человека попадают вредные для здоровья соединения, что приводит
к различным заболеваниям, изменив систему очистки воды, можно уменьшить количество
заболеваний органов пищеварения и почек.
Объект исследования – колодцы поселка, водопровод школы, больницы, детского сада и
поселка.
Предмет исследования - питьевая вода .
Методы исследования:
1. Проведение химического анализа
2. Эксперимент
3. Анализ
Теоретическая значимость:
Где бы человек не находился, везде его сопровождает вода: в водопроводном кране, стакане
чая, роднике, бутылке минеральной воды, соках растений и фруктов. Мало того,
6
человеческий организм, равно как и организм животных и растений, в основном состоит из
воды. Здоровье человека очень сильно зависит от качества питьевой воды. Некачественная
вода может служить причиной накопления чуждых для организма химических соединений,
которые могут спровоцировать различные болезни. Вместе с водой организм получает
необходимые элементы.
Практическая значимость: В нашем посёлке не во всех домах полное и качественное
водоснабжение, система водопровода в большей части поселка устарело и поэтому вода
загрязняется, проходя по трубам. В таких условиях некоторые жители используют колодезную
воду в качестве питьевой, некоторые используют именно загрязненную воду из водопроводной
системы, что вызывает недовольства население качеством используемой воды.
1.2. Методика проведения работы
Определение качества воды методами химического анализа.
Для проведения исследования была использована мини-экспресслаборатория «Пчёлка»,
портативная
дидактико-методическая
комплектлаборатория,
включающая
простейшие
индикаторные средства, расходные материалы, приспособления для экспресс-контроля
окружающей среды, методика анализа разработанная А.Г Муравьевым, В.Н. Лавровой.
1.
Водородный показатель (pH).
Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (pH около 7). Значение pH воды
водоемов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в
пределах 6,5 – 8,5.
Оценивать значение pH можно разными способами.
1. Приближенное значение pH определяют следующим образом. В пробирку наливают 5 мл
исследуемой воды, 0,1 мл универсального индикатора, перемешивают и по окраске раствора
определяют pH:

розово-оранжевая – pH около 5;

светло-желтая – 6;(щелочная среда)

зеленовато-голубая – 8.(кислая среда)
2. Можно определить pH с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее
окраску со шкалой.
3. Наиболее точно значение pH можно определить на pH-метре или по шкале набора
Алямовского.
2. Жесткость воды.
Различают общую, временную и постоянную жесткость воды. Общая жесткость обусловлена
главным образом присутствием растворимых соединений кальция и магния в воде. Временная
жесткость иначе называется
устранимой или карбонатной. Она обусловлена наличием
7
гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная (некарбонатная) жесткость вызвана
присутствием других растворимых солей кальция и магния.
Общая жесткость варьирует в широких пределах в зависимости от типа пород и почв,
слагающих бассейн водосбора, а также от сезона года. Значение общей жесткости в источниках
централизованного водоснабжения допускается до 7 ммоль • экв./л, в отдельных случаях по
согласованию с органами санитарно – эпидемиологической службы – до 10 ммоль • экв./л.
При жесткости до 4 ммоль • экв./л вода считается мягкой, 4 – 8 ммоль • экв./л – средней
жесткости, 8 – 12 ммоль • экв./л – жесткой, более 12 ммоль • экв./л – очень жесткой.
Методами химического анализа обычно определяют жесткость общую (Ж о) и карбонатную
(Жк), а некарбонатную (Жн) рассчитывают как разность Жо – Жк.
2.1. Определение карбонатной жесткости воды.
Расчет концентраций карбонат - и гидрокарбонат – ионов.
В склянку наливают 10 мл анализируемой воды, добавляют 5 – 6 капель фенолфталеина.
Если при этом окраска не появляется, то считается, что карбонат – ионы в пробе отсутствуют. В
случае возникновения розовой окраски пробу титруют 0,05 н. раствором соляной кислоты до
обесцвечивания. Концентрацию карбонат – ионов рассчитывают по формуле
Ск 
где
V ( HCl )  0,05  60  1000
 V ( HCl )  300 ,
10
Cк
– концентрация карбонат – иона, мг/л; V (HCl ) – объем соляной кислоты,
израсходованный на титрование, мл.
Затем в той же пробе определяется концентрация гидрокарбонат – ионов. К пробе добавляют
1 – 2 капли метилового оранжевого. При этом проба приобретает желтую окраску. Титруют
пробу раствором 0,05 н. соляной кислоты до перехода желтой окраски в розовую.
Концентрацию гидрокарбонат – ионов рассчитывают по формуле
Сгк 
V ( HCl )  0,05  61  1000
 V ( HCl )  305 ,
10
где Cгк – концентрация гидрокарбонат – иона, мг/л; V (HCl ) - объем соляной кислоты,
израсходованной на титрование, мл.
Карбонатную жесткость Жк рассчитывают, суммируя значения концентраций карбонат – и
гидрокарбонат – ионов по формуле
Жк  Ск  0,0333  Сгк  0,0164 ,
где 0,0333 и 0,0164 – коэффициенты, равные значениям, обратным эквивалентным массам этих
анионов.
8
3.
Обнаружение катионов свинца.
Реагент: хромат калия (10 г K2CrO4 растворить в 90 мл H2O).
Условия проведения реакции
1. pH = 7,0.
2. Температура комнатная.
3. Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и аммиаке.
Выполнение анализа
В пробирку помещают 10 мл пробы воды, прибавляют 1 мл раствора реагента. Если
выпадает желтый осадок, то содержание катионов свинца более 100 мг/л:
Pb2+ + CrO 24  = RbCrO 
жёлтый
Если наблюдается помутнение раствора, то концентрация катионов свинца более 20 мл/л, а
при опалесценции – 0,1 мг/л.
4.
Обнаружение катионов железа.
Реагенты: тиоцианат аммония (20 г NH4CNS растворить в дистиллированной воде и довести
до 100 мл); азотная кислота (конц.); перекись водорода (ω (%) = 5 %).
Условия проведения реакции
1. pH  3,0
2. Температура комнатная.
3. Действием пероксида водорода ионы Fe (II) окисляют до Fe (III).
Выполнение анализа
К 10 мл пробы воды добавляют 1 каплю азотной кислоты, затем 2 – 3 капли пероксида
водорода и вводят 0,5 мл тиацианата аммония.
При концентрации ионов железа более 2,0 мг/л появляется розовое окрашивание, при
концентрации
более
10
мг/л
окрашивание
становится
красным:
Fe3+ + 3CNS– = Fe(CNS)3
красный
5. Обнаружение хлорид – ионов.
Реагенты: нитрат серебра (5 г AgNO3 растворить в 95 мл воды); азотная кислота (1:4).
Условия проведения реакции
1. pH  7,0
2. Температура комнатная.
Выполнение анализа
К 10 мл пробы воды прибавляют 3 – 4 капли азотной кислоты и приливают 0,5 мл раствора
нитрата серебра.
9
Белый осадок выпадает при концентрации хлорид – ионов более 100 мг/л:
Cl– + Ag+ = AgCl 
белый
Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид – ионов более 10 мг/л,
опалесценция – более 1 мг/л.
При добавлении избытка аммиака раствор становится прозрачным.
6.
Обнаружение сульфат – ионов.
Реагент: хлорид бария (10 г BaCl2 x 2H2O растворить в 90 г H2O); соляная кислота (16 мл HCl
(p = 1,19) растворить в воде и довести объем до 100мл).
Условия проведения реакции
1. pH  7,0.
2. Температура комнатная.
3. Осадок нерастворим в азотной и соляной кислотах.
Выполнение анализа.
К 10 мл пробы воды прибавляют 2 – 3 капли соляной кислоты и приливают 0,5 мл раствора
хлорида бария.
При концентрации сульфат – ионов более 10 мг/л выпадает садок:
SO 24  + Ba2+ = BaSO4 
белый
Если наблюдается опалесценция, то концентрация сульфат – ионов более 1 мг/л.
10
Вода, которую мы пьём!
Семёнова Светлана
Ханты-Мансийский автономный округ- Югра
Кондинский район
г.п. Куминский
Муниципальное образовательное учреждение
Куминская средняя общеобразовательная школа
10а класс
2. Описание работы
2.1. О воде
2.1.1. Прозрачная вода - не значит чистая, а вкусная вода - всегда "грязная"!
В природных условиях вода не может сохранить химическую чистоту. Вода, с которой мы
сталкиваемся ежедневно, не является чистой, а содержит целый ряд разнообразных примесей:
механических частиц, растворов солей различных металлов ,органических соединений и
различных
микроорганизмов
(бактерий,
вирусов)
и
др.
В воде, взятой из любого природного источника, обязательно присутствуют различные
примеси. Даже самая чистая дождевая вода содержит в одном литре около 35 мг сухого остатка.
Что касается подземных вод, то они представляют собой растворы с широкой гаммой состава и
концентрации
примесей.
Каждая живая клетка организма человека содержит живительный водный раствор различных
питательных веществ. Содержание воды в крови человека - около 90%, в почках - до 82%, в
печени - до 69%, в костях - до 28%. В целом организм человека состоит на 86-50% (по весу) из
воды (86% у новорожденного и до 50% у старика). Потери воды в организме необходимо
постоянно пополнять. В противном случае, при потере воды в объеме 12% от массы тела,
человек погибает. При нормальной продолжительности жизни объем потребленной воды
составляет около 25 тонн на одного человека. От того, какую воду Вы потребляете в течение
своей жизни, будет зависеть ваше здоровье и продолжительность жизни (Приложение 2).
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), а также национальные стандарты различных
стран
устанавливают
параметры
качества
питьевой
воды,
но
из-за
несовершенства
промышленных технологий в воду попадают новые, все более опасные, загрязнители. Эти
стандарты, однако, не успевают вовремя определять и регламентировать новые, зачастую очень
опасные, загрязнители, а потому всегда сохраняется опасность употребления некачественной
воды и все более актуальной становится выбор такой технологии очистки и обеззараживания
воды, которая бы давала качественную и полезную воду (Приложение1).
11
2.1.2. Физические и химические свойства воды.
Чистая вода - прозрачная жидкость без вкуса, цвета и запаха.
Многие свойства воды
аномальны. Так, теплоемкость воды в 10 раз больше, чем железа. Теплоемкость воды достигает
своих минимальных значений при температуре 37оС, а ведь это нормальная температура
человеческого тела. Аномально изменяется и плотность воды при нагревании-охлаждении. При
понижении температуры от 100оС до 3,98оС вода непрерывно сокращается в объеме. Но после
пересечения границы 3,98оС наступает обратное явление. Единица объема воды при 3,98оС
весит больше, чем при 0о С, поэтому-то лед и плавает в воде. Вода обладает самым высоким
поверхностным
натяжением
среди
всех
жидкостей
(за
исключением
ртути).
Природная вода всегда представляет собой раствор различных химических соединений,
большей частью солей. В воде, кроме различных солей, растворены также и газы.
Вода разлагает соли на отдельные ионы. При этом образующиеся ионы могут соединяться с
водой в более сложные группы, находящиеся в состоянии диссоциации. Так как молекулы воды
являются диполями, то они неизбежно присоединяются к другим частичкам, несущим
электрический заряд, и образуют более сложные группы, изменяя структуру воды.
2.1.3. Источники водоснабжения.
Источниками природных вод являются поверхностные, подземные воды и атмосферные
осадки.
Водопроводная вода. Большинство населения получают питьевую воду централизовано, из
водопровода. В водопровод она поступает, в основном, из поверхностных источников (из рек),
из подземных источников после соответствующей очистки. Качество воды, которая поступает к
нам в дом, невысокое, так как, проходя по длинной сети водопроводных труб, она получает
вторичное загрязнение.
Подземная вода. Значительная часть подземных вод имеет повышенное солесодержание.
Жесткость воды большинства колодцев в 2-3 раза превышает жесткость водопроводной воды
(до 10 мг-экв/л).
2.1.4. Качество воды.
Качество воды определяется с помощью показателей качества, которые подразделяются на:
физические, химические и санитарно-бактериологические. Допускаемая стандартами вода - это
жидкость, которую разрешено использовать для потребления в качестве воды для питья, что на
данном этапе не опасно для жизни.
Вода, предназначенная для питья, должна быть, прежде
всего, чистой, неядовитой и приятной на вкус.
Одно из непременных условий для
водопроводной воды – она должна быть прозрачной, бесцветной, нежёсткой, не сильно
минерализованной, содержание сульфатов не должно превышать 500 мг/л, хлоридов – 350 мг/г.
12
Вода, богатая, например, железом, имеет неприятный вяжущий вкус. Поэтому в литре
воды должно быть не более 0,3 мг железа. Строго ограниченно и содержание в воде фтора,
мышьяка, цинка, свинца. Присутствие фосфора и азота в воде на её качество практически не
влияет. К тому же обычное количество фосфора в воде составляет всего тысячные доли
миллиграмма на литр, а азота – сотые доли.
К физическим показателям относятся : температура, запах, привкус, цветность, мутность,
прозрачность, электропроводность.
К химическим показателям относятся : водородный показатель (рН), окислительновосстановительный потенциал (Редокс-потенциал), общая минерализация (сухой остаток),
жесткость,
кислотность,
щелочность,
окисляемость,
микроэлементы,
ионный
состав,
радиоактивные вещества.
К
санитарно-бактериологическим
показателям
относятся:
микробиологические
и
паразитологические.
2.1.5. Очистка воды.
Мировая концепция очистки и обеззараживания воды состоит в том, что доведение воды до
уровня высшего качества целесообразно производить в месте ее потребления. В противном
случае, возможно вторичное загрязнение воды. В воду попадают вторичные загрязнители в
виде механических примесей, различных химических и органических соединений, а также в
виде бактериальных загрязнителей, что говорит о целесообразности применения систем
очистки.
Нормативами предусмотрен расход воды на каждого человека от 250 до 650 литров в сутки,
при этом менее 1% используется непосредственно для питья и приготовления пищи. Поэтому в
централизованных системах водоснабжения нецелесообразно очищать воду до высокого класса.
В жилище человека должно быть три вида воды: водопроводная, бытовая и питьевая.
Водопроводная - это вода, поступающая после очистки
из водопроводной сети или из
скважины.
Бытовая - это вода, прошедшая первый уровень доочистки, который включает грубую или
тонкую механическую фильтрацию (обязательную для воды из скважин), а также систему
специальной обработки воды, предотвращающую образование накипи на водонагревательных
установках, в стиральных машинах, и пригодную для мытья (например, системы умягчения
воды
Питьевая
или
-
это
обработка
вода,
используемая
воды
для
магнитным
питья
и
приготовления
полем).
пищи.
В настоящее время существует множество различных технологий очистки и обеззараживания
воды. Простому потребителю трудно разобраться в преимуществах одних и недостатках других
технологий. Чтобы сделать правильный выбор, необходимы хотя бы минимальные знания о
13
воде и различных технологиях ее очистки и обеззараживания.
2.1.6. Какой фильтр для воды выбрать?
От качества воды зависит наше здоровье, но определить, хорошо ли очищена вода,
которую мы пьём, «на глаз» невозможно. Как быть? Компании, уверенные в высочайшем
качестве своей продукции, с удовольствием доверяют свои фильтры «на растерзание»
независимым экспертам. Именно их мнение поможет нам решить, фильтр какого производителя
использовать. А нам останется только выбрать, какую модель предпочесть.
В настоящее время водоочистительных фильтров на рынке достаточно много и,
конечно, покупатель должен знать, какой фильтр, он приобретает, каковы его основные
характеристики, в чем его преимущество перед другими.
По конструктивным особенностям имеющиеся в продаже бытовые фильтры
можно
подразделить следующим образом:
1. Проточные фильтры, имеющие, как правило, ресурс от 3000 до 5000 л, а время работы
без замены сорбентов – 1 год.
2. Проточные фильтры, имеющие, как правило, ресурс от 3000 до 5000 л, а время работы
без замены сорбентов – 1 год.
3. Фильтры кувшинного типа – ресурс от 100 до 500 л, время работы без замены
картриджа – 1-3 месяца.
4. Насадки на кран – ресурс от 300 до 1000 л, время работы без замены картриджа – 1-3
месяца.
5. Фильтры мембранного типа – ресурс 2500л, время работы – 0,2 года
По принципу работы фильтры подразделяются на:
1. Электрохимические.
2. Механические.
3. Обратноосмотические – мембранные.
4. Сорбционные.
5. Сорбционные с давлением ионообменных материалов.
1. Электрохимические фильтры сейчас представлены серией «ИЗУМРУД». Принцип
работы такого фильтра следующий. Вода проходит через несколько камер, где под действием
электрического поля проходят окислительно-восстановительные реакции. При этом полностью
уничтожаются микроорганизмы, окисляются органические вещества, разрушаются различные
токсические соединения, удаляются в дренаж ионы тяжелых металлов, нитраты, нитриты.
Достоинства: фильтр «ИЗУМРУД» не требует смены материалов, имеет преимущество в
очистке жесткой воды.
Недостатки: фильтр дорог, требует электропитания; воду нельзя пить в течение
нескольких часов после очистки, так как увеличивается ее кислотность.
14
2. Механические фильтры «КАПЕЛЬКА», «РОСИНКА».
Это фильтры самые простые; в зависимости от размеров пор различают:
-
микрофильтры (не пропускают крупные нерастворимые частицы – песок, ржавчину и
-
ультрафильтры (задерживают даже такие маленькие частицы, как бактерии).
т.п.);
Достоинство: дешевизна.
Недостатки: очень малая эффективность очистки, отсутствие бактерицидной обработки.
3. Обратный осмос представлен фильтрами «NEROX».
Данная система очищает воду на основе полупроницаемых тонкопленочных, или ацетатцеллюлозных, мембран.
Достоинства: преимущество перед другими способами в очистке от пестицидов, в
обессоливании воды.
Недостатки: фильтр дорог, переочищает воду, почти не оставляя необходимых
микроэлементов; значительно повышает кислотность воды; плохо переносит засоренную
механическими частицами воду; не производит бактерицидную обработку. Кроме того,
производительность фильтра очень мала.
4. Сорбционные фильтры – «РОДНИК», «ПРИБОЙ».
Самый распространенный сорбент – активированный уголь. Удаляет, хотя и не на 100%,
органические вещества, хлор, хлор-фенольные соединения; задерживает микроорганизмы,
запахи; уменьшает цветность воды.
Достоинства: фильтр относительно дешев; он является носителем бактерицидного
вещества – азотнокислого серебра, обеспечивающего хорошую бактерицидность в течение
продолжительного времени, стабильную растворимость, отсутствие аллергических реакций.
Недостатки: фильтр неэффективен в отношении солей тяжелых металлов, жесткости
воды, радиоактивных элементов. Плохо переносит засоренными механическими частицами воду
(требует предварительной механической очистки).
5. Фильтры, сочетающие сорбцию и ионообмен.
Ионообменные материалы используются двух видов – синтетические и природные.
Синтетические ионообменные смолы и волокна используются в фильтрах «БРИЗ»,
«АКВАФОР», «ГЕЙЗЕР», ФИТОН», «БАРЬЕР».
Достоинства: высокая емкость ионообменных смол позволяет использовать данные
фильтры в маленьких по объему картриджах для фильтров-насадок и фильтров кувшинного
типа.
Недостатки: фильтры эти дороги, узкоспецифичны, и нет гарантии, что купленный
фильтр содержит ионообменные смолы, подходящие к проблемам воды у данного покупателя.
15
Природные ионообменные материалы. Природный минерал «цеолит» использован в
фильтрах
«ВОДОЛЕЙ»,
«АКВАЛИТ»,
«АРГО»,
«РОСА»,
«МИНЕРАЛЬНЫЙ»,
«ШУНГИТОВЫЙ».
Достоинства:
цеолит
дешев,
обладает
сильными
сорбирующими
свойствами,
следовательно, усиливает действие угля. Цеолит выполняет функцию механического фильтра, а
как ионообменник он обладает достаточно большой емкостью и широким спектром действия в
отношение тяжелых металлов и радиоактивных элементов. Смягчает воду – удаляет соли
жесткости, повышает Рн воды. Щадяще действует на необходимые человеку микроэлементы;
хорошо сорбирует бактерии и вирусы, снижая общее микробное число, а в ряде случаев (до
96%) полностью извлекает из воды бактериальные клетки.
Недостаток: вымывание из фильтра мелкой фракции цеолита. Однако цеолит как медицинский
сорбент входит в биологическую добавку «ЛИТОВИТ» и не опасен, а полезен для здоровья.
В независимой лаборатории в Москве были проведены сравнительные испытания
фильтров-кувшинов
разных
производителей.
Воду
специально
загрязняли
железом,
нефтепродуктами, медью и анализировали по шести показателям. Дополнительно оценивали
скорость фильтрации. Испытания показали, что содержание меди в воде, очищаемой фильтром
«Аквафор», снижается в 30 раз, тогда как лучший из фильтров других производителей был
способен снизить концентрацию этого тяжёлого металла лишь в 12 раз. В результате испытаний,
по сочетанию производительности и эффективности очистки воды фильтр «Аквафор» имеет
определённое преимущество.
Причины победы «Аквафора» состоят в том, что лишь фильтры этой марки в целях
очищения воды используют в производстве всех моделей не только активированный уголь, но и
дополнительно уникальные сорбционные материалы марки «Аквален». Благодаря этому
фильтры «Аквафор» задерживают не только органические соединения и тяжёлые металлы, но и
другие виды примесей, а также препятствует размножению бактерий.
16
Вода, которую мы пьём!
Семёнова Светлана
Ханты-Мансийский автономный округ- Югра
Кондинский район
г.п. Куминский
Муниципальное образовательное учреждение
Куминская средняя общеобразовательная школа
10а класс
2.2. Результаты исследовательской работы: «Определение качества питьевой воды в
разных источниках поселка».
2.2.1. Определение качества воды методами химического анализа.
Чтобы установить: Какую же воду мы пьем, мною были взяты пять проб. Исследование
проводилось
в химической
лаборатории
Куминской
СОШ, с
использованием мини
экспресслаборатории «Пчелка» в течение октября месяца 2009г.
Отобранные пробы воды: 1- колодец ул. Лесная, 2- школа, 3- колонка ул. Есенина, 4больница, 5 – детский сад.
В Приложении 1 приведены рекомендуемые Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ),
Европейским Сообществом (EC) и Государственным стандартом России (ГОСТ) значения
наиболее важных параметров качества воды, приведенные, по возможности, к российским
единицам измерения.
Для каждой пробы был проведен анализ на определение водородного показателя рН, общей
жесткости, катионов железа, свинца, хлорид ионов и сульфат ионов.
Результаты мониторинга занесены в таблицу 1 и сравнены с результатами ГОСТа.
(Приложение 3, рис. 1)
Результаты мониторинга питьевой воды в п. Куминский
Исследуемая
вода
Единица
измерения
По ГОСТу
Ул. Лесная
Школа
Ул. Есенина
Больница
Детский сад
Мной
Таблица 1
Показатель качества воды
Катионы
Катионы
Хлорид
железа
свинца
ионы
Водор.
показ.
/pH/
Общая
жесткость
Сульфат
ионы
Отн. ед.
мг экв/л
мг/л
мг/л
мг/л
мг/л
6-9
6,5
8,0
8,5
8,0
7,0
7,0
9,0
6,0
8,0
9,0
8,0
0,3
2,0
1,0
3,0
3,0
2,0
0,03
―
―
―
―
―
10,0
7,1
3,5
3,5
3,5
3,5
10,0
5,0
3,0
6,0
7,0
4,0
установлено, что показатели качества исследуемой воды, соответствуют стандартам
Всемирной
Организации
Здравоохранения
(ВОЗ),
Европейского
Сообщества
(EC)
и
17
Государственного стандарта России (ГОСТ), за исключением содержания ионов железа,
общей жесткости воды.
Если сравнивать между собой взятые пробы, то по минимальному содержанию различных
веществ лучше всего вода взятая из водопровода школа, за исключением водородного
показателя. Вода в школе имеет кислую среду, возможно за счет того, что проходя через
фильтры повышается этот показатель, но и за счет того, что вода в школе проходит
дополнительную очистку через фильтры…….. она имеет лучшие показатели по сравнению с
другими пробами воды.
Вода из колодца, которую мы используем у себя дома, оказалась жесткой, т.е. в ней большое
содержание различных солей кальция и магния, также содержит большое количество хлорид
ионов, по сравнению с другими пробами, хотя тоже соответствует ГОСТу. Эту воду я взяла для
дальнейшего исследования и решила провести эксперимент: профильтровать ее через фильтркувшин «Аквафор», прокипятить, частично заморозить воду, а затем собранный лед растаять.
После этого провести повторный анализ этих проб.
2.2.2. Определение изменений проб воды в результате дополнительной обработки .
Следующим этапом моей работы было определение изменений, которые произойдут при
фильтрации воды, используемой у себя дома ( колодец с ул. Лесной), через фильтр-кувшин
«Аквафор»,
при кипячении данной воды. Полученные результаты были сравнены с
результатами анализа талой воды. Результаты работы занесены в таблицу 2.
(Приложение 3, рис. 2)
Изменение показателей качества питьевой воды с ул. Лесная в результате
дополнительной обработки фильтром «Аквафор»и кипячения, замораживания.
Таблица 2
Исследуемая
Показатель качества воды
вода
Водор. Общая
Катионы
Катионы
Хлорид
Сульфат
показ.
жестжелеза
свинца
ионы
ионы
/pH/
кость
Единица
измерения
Отн. ед.
мг экв/л
мг/л
мг/л
мг/л
мг/л
―
7,1
5,0
Первоначальная вода
Ул. Лесная
6,5
9,0
2,0
Вода дополнительно очищенная
Очищенная
фильтром
Вода
кипяченая
6,5
5,0
1,0
―
6,0
4,0
6,5
4,0
2,0
―
6,0
5,0
18
Талая вода
6,5
―
3,0
―
1,0
1,0
Эксперимент показал, водородный показатель не изменился во всех трех случаях, а общая
жесткость, наличие катионов железа, хлорид ионов и сульфат ионов меньше всего стало после
частичного замораживания вода и таяния льда.
В результате исследований я выяснила, что в
воде, прошедшей дополнительную обработку фильтром и кипячением, снижается жесткость.
Наиболее очищенной явилась талая вода, в ней значительно понизилась жесткость,
уменьшилось содержание хлорид и сульфат ионов, катионы железа в талой воде не
обнаруживаются.
2.3. Выводы и предложения
Из проведенного
исследования качества питьевой воды п. Куминский
можно сделать
следующие выводы:
1. Качество питьевой воды поселка по некоторым
химическим показателям соответствует
нормам Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), Европейского сообщества (ЕС) и
Государственного стандарта (ГОСТ), за исключением общей жесткости и содержания катионов
железа.
2. Питьевая вода нашей местности является водой средней жесткости,
однако водопроводная
вода мягче природной.
3. При движении по многокилометровым магистралям из
подверженных коррозии, в водопроводной
чугунных и стальных труб,
воде повышается содержание ионов железа.
4. Рекомендуется производить дополнительную обработку питьевой воды
непосредственно на
месте потребления:
а) отстаивание водопроводной воды; при этом улетучивается остаточный
свободный хлор,
который применяют для обеззараживания воды.
б) кипячение воды; основное предназначение процесса кипячения – обеззараживание воды и
снижение карбонатной жесткости.
в) вымораживание воды; считается, что такая вода самая чистая, лучше проникает через
биологические мембраны, быстрее выводится из организма экскреторными органами.
г) фильтрование; фильтры уменьшают ее жесткость и содержание свободного хлора.
5. Подземные воды являются источником питьевой воды в нашей местности, они гораздо
ценнее по качеству и наиболее надежны в санитарном отношении.
Предложения.
19
1. Поселковой администрации решать вопросы по быстрейшему строительству
скважины, для обеспечения жителей поселка чистой подземной водой.
2. Работникам больницы, санэпидемстанции чаще проводить бактериологические анализы
воды, особенно весеннее время. Обратить внимание на анализ воды в колодцах, т.к.
весной в них попадают поверхностные воды.
3. Работникам ЖКХ , вместе с администрацией поселка наладить замену старых железных
труб на современные пластиковые, чтобы снизить повторное загрязнение водопроводной
воды.
Вода, которую мы пьём!
20
Семёнова Светлана
Ханты-Мансийский автономный округ- Югра
Кондинский район
г.п. Куминский
Муниципальное образовательное учреждение
Куминская средняя общеобразовательная школа
10а класс
Заключение.
В современных условиях большое значение приобрела проблема рационального
использования и охраны водных ресурсов в связи со значительным антропогенным
воздействием на них. Сохранение запасов питьевой воды, ее экономное использование – одна из
актуальных проблем, решение которой является важной государственной задачей, но, вместе с
тем, в значительной степени зависит от каждого из нас. По мере увеличения антропогенной
нагрузки меняется количественное содержание, в первую очередь, химических веществ в
водоисточниках по сравнению с их природным содержанием. Среди большого количества
химических и других загрязняющих веществ особое значение приобретают элементы,
обладающие высокой стабильностью и миграционной способностью в среде обитания человека.
Крайне важно быть защищенными от них.
Даже самая серьезная и тщательная очистка воды не может уберечь человека от
попадания в организм опасных веществ, которые в дальнейшем могут вызвать заболевания.
Поэтому, чтобы избежать попадания в организм вместе с водой различных веществ, необходимо
проводить доочистку воды в домашних условиях. Самый простой способ – кипячение. Более
эффективны другие способы - отстаивание, применение бытовых фильтров, использование
фасованной воды.
Недостаток некоторых микроэлементов необходимо пополнять за счет пищевых
продуктов, богатыми этими элементами. В нашей воде очень мало йода. Чтобы компенсировать
его недостаток необходимо употреблять йодированную соль, морскую капусту, морскую рыбу и
другие продукты, содержащие йод. В аптеках нашего города большой ассортимент витаминов,
которые могут компенсировать как недостаток микроэлементов, так и недостаток йода.
21
Литература
1. Государственный стандарт Союза ССР ГОСТ 2874-82, от 01.01.85г.
2. Зарубин Г.П. Вода, которую мы пьем. М.: Знание, 1971 – 78с
3. Козлов О. В. Экология и здоровье человека. Курган, 1994 г., учебное пособие для 9 кл.
4. Колесов Д. Основы гигиены и санитарии. С. 123,133-134.
5. Кретов Н.А. Канцерогенные и другие опасные вещества в воде
(обзор). Гигиена и
санитария. Можаев Е.А., 1993. №9 – с. 20-23
6. Кульский Л.А. Чистая вода и перспективы ее сохранения. Даль В.В. – Киев: Наукова
Думка, 1978 – 225с
7. Мамедов Н. М., И.Т. Суравегина «Экология: Что должен знать и уметь школьник» 1997
год.
8.
Муравьёв А. Г. «Руководство по определению показателей качества воды полевыми
методами». Крисмас +.
9.
Санкт – Петербург . 2004 год.
Муравьёв А. Г. , Н.А. Пугал, В.Н. Лаврова «Экологический практикум». Крисмас +.
Санкт – Петербург. 2003 год.
10. О генеральной концепции охраны водоемов от загрязнений. Наука и жизнь №8, 1990г, с. 33.
11. Румянцев Г. И. Общая гигиена. М.П. Воронцова. – М.: Медицина, 1990 – 287с.
12. Сидоренко Т.И. Вопросы гигиены воды за рубежом. Гигиена и санитария. Можаев Е.А. 1994.
№3 – с. 12-17.
13. Электрохимические установки для очистки питьевой воды «Изумруд», Сургут, 2001-Дефис,
с.11.
22
Приложение 1
Наиболее важные параметры качества воды.
Показатель качества воды
Единица
измерения
ГОСТ
ВОЗ
Директива
Совета
ЕС
98/83/ЕС
Обобщенные показатели
Водор. показ. / рН / конц.
ионов водорода
отн.ед.
6,0 - 9,0
6,5 – 8,5
6,5 – 9,5
Общая жесткость
мг экв/л
7,0
7,0
10,0
Химические /не более/
Катионы железа
мг/л
0,3
0,3
0,2
Катионы свинца
мг/л
0,03
0,03
0,01
Хлорид ионы
мг/л
10,0
7,0
7,0
Сульфат ионы
мг/л
10,0
5,0
5,0
Органолептические показатели /не более/
Запах
баллы
2,0
―
―
Мутность по станд. шкале
Цветность
мг/л
град.
1,5
20,0
2,8
15,0
2,3
20,0
Привкус
баллы
2,0
―
―
23
Приложение 2.
Сравнительный анализ проб воды поселка Куминский с Государственным
стандартом.
Рисунок 1.
10,0
9,0
водор. показ. /pH/
конц. ионов водорода
8,0
7,0
общ. жесткость
6,0
5,0
катионы железа
4,0
хлорид ионы
3,0
2,0
сульфат ионы
1,0
ла
ул
.Е
се
ни
на
бо
ль
ни
ца
де
тс
ки
й
са
д
ко
ш
ес
на
я
ул
.Л
ГО
С
Т
0,0
Изменение показателей качества питьевой воды ул. Лесная
в результате дополнительной обработки.
Рисунок 2.
10,0
pH
9,0
8,0
7,0
жесткость
6,0
5,0
катионы железа
4,0
3,0
2,0
хлорид ионы
1,0
талая вода
кипяченая вода
вода очищенная
фильтром
первоначальная
вода ул. Лесная
0,0
сульфат ионы