Вода – источник жизни. Водоочистной комплекс «Импульс» с. п. Вата

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Ватинская общеобразовательная средняя школа»

Вода – источник жизни.

Водоочистной комплекс

«Импульс» с. п. Вата.

Выполнила: Сангина Светлана

ученица 10 класса

Руководитель: В

учитель физики

с. п. Вата,2012
Содержание

Введение.	3
Глава I.
1.1. Структура и физические свойства воды.	5
1.2. Химический состав воды.	7
1.3. Загрязнение воды.	12
1.4. Способы очистки воды.	15
Глава II.
2.1. Знакомство с функционированием водоочистного комплекса «Импульс» с. п. Вата.	19
2.2. Схема анализа питьевой воды с. п. Вата	23
2.3. Определение физических свойств воды органолептическим методом.	26
2.4. Опрос населения с. п. Вата по теме «Какую воду мы пьем?»	30
Заключение	33
Информационное обеспечение	36
Приложение	37

Введение

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты — сама жизнь… Ты самое большое богатство на свете…»

Антуан де Сент-Экзюпери

Эти слова великого французского писателя являются хорошим эпиграфом моему докладу. Я выбрала эту тему, потому что значение воды в нашей жизни очень велико, а точнее жизнь на Земле без воды невозможна, ведь все живое существует и развивается только благодаря наличию воды.

Проблема чистой питьевой воды является одной из острых проблем современного человечества.

Цель работы: изучение понятия «вода», изучение функционирования водоочистного комплекса «Импульс».

Задачи: изучить литературу по данному вопросу; обработать результаты исследования и сформулировать выводы по теме работы; изучить функционирование водоочистного комплекса «Импульс» с. п. Вата, составить описание; провести практическую работу по определению запаха, цветности, мутности и жесткости воды; провести опрос среди жителей с. п. Вата.

Объект исследования: питьевая вода с. п. Вата, водоочистной комплекс «Импульс» с. п.Вата.

Предмет исследования: физические свойства питьевой воды, функционирование водоочистного комплекса «Импульс».

Для анализа питьевых источников были выбраны: водопроводная вода, бутилированная вода, взятая в школе.

Методы исследования: изучение литературы по данному вопросу, практический метод, метод интервью, определение качества воды проводилась через органолептические характеристики. Органолептические характеристики воды определяются с помощью органов зрения (мутность, цветность) и обоняния (запах), жесткость воды.

Вода – одно из главных природных богатств человечества. От неё зависит не только благополучие, но и само существование целых народов. Не случайно с давних пор люди селились по берегам крупных и малых рек, озёр и морей. Карпинский назвал воду живой кровью, которая создаёт жизнь там, где её не было. В живом организме вода – это среда, в которой осуществляются все химические реакции. Тело взрослого человека на 80% состоит из воды. Она есть во всех органах и тканях: в сердце, легких, почках, крови, костной ткани, содержится даже в зубной эмали. Иными словами, мы – это то, что мы пьем. Однако часто ли мы задумываемся над тем, какую воду пьем? Каким образом ее качество отражается на нашем здоровье? Традиционно мы уделяем большое внимание тому, что едим - внимательно изучаем состав, стараемся покупать все самое свежее, и обходим стороной продукты сомнительного происхождения. В то же время, к воде, которую пьем ежедневно, мы зачастую относимся довольно беспечно, а ведь она – главный источник важнейших минеральных солей и микроэлементов, так необходимых организму каждого человека!

Глава I.

1.1. Структура и физические свойства воды

Древние философы полагали, что вода является одним из четырех первичных элементов природы наряду с землей, воздухом и огнем. Эти представления продолжали существовать и в средние века. В 1781 году Г. Кавендиш показал, что вода образуется при сгорании водорода. Однако лишь в 1860 г. Станислав Канниццаро окончательно установил, что вода имеет формулу Н2О. Вода - ковалентное молекулярное соединение. Молекула воды полярна; угол -104,5; связь O–H ковалентная полярная. Вода является дипольным растворителем (растворяет многие газы, жидкие и твёрдые вещества). В каждой ее молекуле атом кислорода имеет две неподеленные пары электронов. Это объясняет изогнутую структуру молекулы воды с тетраэдрическим углом между связями.
Вода представляет собой прозрачную бесцветную жидкость, обладающую целым рядом аномальных физических свойств. Например, она имеет аномально высокие температуры замерзания и кипения, а также поверхностное натяжение. Ее удельные энтальпии испарения и плавления (в расчете на 1 г) выше, чем почти у всех остальных веществ. Редкой особенностью воды является то, что ее плотность в жидком состоянии при 4°С больше плотности льда. Поэтому лед плавает на поверхности воды.
Эти аномальные свойства воды объясняются существованием в ней водородных связей, которые связывают между собой молекулы как в жидком, так и в твердом состоянии. Вода плохо проводит электрический ток, но становится хорошим проводником, если в ней растворены даже небольшие количества ионных веществ. Вода широко используется в качестве растворителя в химической технологии, а также в лабораторной практике. Она представляет собой универсальный растворитель, необходимый для протекания биохимических реакций. Дело в том, что вода прекрасно растворяет ионные соединения, а также многие ковалентные соединения. Способность воды хорошо растворять многие вещества обусловлена полярностью ее молекул. Молекула воды обладает сравнительно большим дипольным моментом. Поэтому при растворении в ней ионных веществ молекулы воды ориентируются вокруг ионов, т. е. сольватируют их. Водные растворы ионных веществ являются электролитами. Растворимость ковалентных соединений в воде зависит от их способности образовывать водородные связи с молекулами воды. Водородные связи - это диполь-дипольные взаимодействия между атомами водорода в молекулах воды и электроотрицательными атомами молекул растворенного вещества. Простые ковалентные соединения, как, например, диоксид серы, аммиак и хлороводород, растворяются в воде. Кислород, азот и диоксид углерода плохо растворяются в воде. Многие органические соединения, содержащие атомы электроотрицательных элементов, как, например, кислорода или азота, растворимы в воде. Вода обладает способностью выступать как в роли окислителя, так и в роли восстановителя. Она окисляет металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений выше олова. Вода действует как окислитель в процессах коррозии. Вода является важным восстановителем в биохимических процессах. Молекулы воды способны сольватировать как катионы, так и анионы. Этот процесс называется гидратацией. Гидратная вода в кристаллах солей называется кристаллизационной водой. Молекулы воды обычно связаны с сольватируемым ими катионом координационными связями. Гидролиз представляет собой реакцию какого-либо иона или молекулы с водой. Примером реакций этого типа может быть реакция между хлороводородом и водой с образованием соляной кислоты.

Уникальные физико – химические свойства воды и их значение

Свойства воды	Их значение
1. Только вода в нормальных земных условиях находится в трех агрегатных состояниях	Условие, обеспечивающее круговорот воды в природе и ее запасы в ледниках
2. При переходе из одного агрегатного состояния в другое либо требуется затрата тепла (испарение, таяние), либо тепло выделяется (конденсация, замерзание )	Регулирование теплового режима окружающей среды
3. При охлаждении ниже +4°С плотность воды уменьшается, объем увеличивается, причем в момент замерзания происходит резкое увеличение объема на 10% от объема жидкости	Плотность льда меньше плотности воды, лед остается на поверхности, предостерегая водоем от промерзания
4. Высокая теплоемкость. В значительно большей степени, чем другие вещества, вода способна поглощать тепло. У всех тел теплоемкость при росте температуры увеличивается. У воды с повышением температуры от 0 до 27°С она падает, затем начинает расти. Интервал между 30°С и 40°С – вторая точка плавления ( изменение структуры )воды	Вода играет на планете роль главного аккумулятора и распределителя тепла. Тепловые океанические течения благоприятно влияют на климат огромных территорий. Даже небольшие водоемы оказывают смягчающее влияние на микроклимат. Температура, близкая к 37°С, не случайно выбрана у теплокровных как пороговая
5. Вода – сильнейший инертный растворитель. Это свойство связано с двухполюсной структурой молекулы воды (диполь). Под воздействием диполей воды связи между атомами и молекулами на поверхности погруженных в нее веществ ослабевают в 80 раз	Вода – растворить и переносчик всех веществ, участвующих в жизнедеятельности, и в первую очередь питательных веществ. Именно благодаря воде в организме происходят сложные химические реакции. Она обеспечивает выделение из организма продуктов обмена, защищая его от их вредного накопления. Водный обмен – важнейшая функция организма, обеспечивающая принцип постоянства внутренней среды организма
6. Большое поверхностное натяжение и смачивающая способность	Поднимается по капиллярам, пронизывающим почву и другие породы, движется вверх в растениях, доставляя растворы питательных веществ. С этим свойством связано также движение крови и тканевых жидкостей в организме человека и животных
7.Чем большее давление испытывает вода, тем выше температура ее замерзания	Океаническая вода не замерзает при температуре -3°С на глубине 4 тыс. м

1.2. Химический состав воды

При прохождении через различные породы вода приобретает характерные для этих пород свойства. Так пройдя через известковые породы, вода становится известковой, через доломитовые – магниевой, через каменную соль и гипс – минеральной.

1. Водородный показатель – десятичный логарифм концентрации ионов водорода, но с обратным знаком. Для всего живого в воде минимум - рН=5, в питьевой воде может быть рН 6,0-9,0, а в воде водоёмов культурно-бытового водопользования - 6,5-8,5.

2. Общая жесткость – совместная концентрация ионов кальция и магния. Вода может в зависимости от величины жесткости быть: очень мягкой – 0-1,5 мг-экв/л, мягкой – 1,5-3 мг-экв/л, средней жёсткости – 3-6 мг-экв/л, жёсткой – 6-9 мг-экв/л, очень жёсткой – более 9 мг-экв/л. Оптимальный уровень жёсткости воды для внутреннего употребления -3,0-3,5 мг-кв/л.

3. Хлориды – их содержание в природных водах может быть от долей миллиграмма до нескольких граммов на литр.

4. Сульфаты – их содержание обусловлено вымыванием солесодержащих пород.

5. Нитраты – содержатся в основном в поверхностных водах. В концентрации превышающей более 20 мг/л, на организм человека оказывают токсическое действие.

6. Сульфиды – сероводород. Находится чаще всего в подземных источниках. Появление сероводорода в поверхностных водах может быть следствием сброса неочищенных вод.

7. Железо – вода получает красно-коричневую окраску, развиваются железобактерии, трубы засоряются.

8. Марганец – присутствие в питьевой воде до 0,5 мг/л не влияет на здоровье людей, но может быть неприятным, так как вода имеет металлический привкус.

9. Перманганатная окисляемость – общая концентрация кислорода, соответствующая количеству иона перманганата МпО4, необходимому для обработки этим окислителем пробы воды. Характеризует количество органических и неорганических веществ в воде и предназначен для оценки качества водопроводной воды.

10. Аммоний – азот аммонийный, конечный продукт разложения – аммиак, наличие его в воде не опасно. Содержание аммония в воде не может превышать 0,5 мг/л.

11. Щелочность – под этим подразумевается содержание в воде гидроксильных ионов ОН.

12. Кремниевая кислота - слабая минеральная кислота, соли которой имеются в природной воде.

13. Сухой остаток – служит ориентиром наличия в воде неорганических солей.

14. Кислород растворённый – растворяется в природной воде при контакте с воздухом.

15. Углекислый газ – имеется в природной воде, после растворения из воздуха и как результат протекания в воде и почве биохимических процессов.

16. Хлор остаточный – или избыточный обладает очень сильным бактерицидным действием. Нормативы содержания в воде: свободный хлор 0,3-0,5 мг/л, связанный 0,8-1,2 мг/л.

17. Медь и её соединения часто встречаются в природных водах, но, как правило, их концентрация не превышает десятых долей мг/л.

18. Алюминий – высокие концентрации редки, основными источниками поступления в водопроводную воду могут быть коагулянты на основе солей алюминия.

1.3. Загрязнение воды

Загрязнение воды - это понижение ее качества в результате попадания в реки, ручьи, озера, моря и океаны различных физических, химических или биологических веществ. Загрязнение воды имеет много причин.

Микробиологическая загрязненность воды.

По данным Международной организации труда, 70% населения земного шара пользуется некачественной водой. Эта проблема особенно остро стоит в развивающихся странах. Приблизительно 90% всех сельских жителей постоянно пользуются для питья и купания загрязненной водой. По оценкам Всемирной организации здравоохранения 80% заболеваний в мире обусловлены недостаточным качеством и антисанитарным состоянием воды. Из-за этого возникают такие заболевания, как холера, тиф, малярия, паразитарный цирроз (глистное заболевание) и проказа. От заболеваний, связанных с антисанитарным состоянием воды, на земном шаре страдает около 500 млн. людей. Однако проблема загрязненности воды и ее антисанитарного состояния не ограничивается развивающимися странами. Четвертая часть всего Средиземноморского побережья считается опасно загрязненной. Согласно отчету о загрязнении Средиземного моря, опубликованному в 1983 г. в рамках Программы охраны окружающей среды ООН, употребление в пищу выловленных там моллюсков и омаров небезопасно для здоровья. В этом регионе распространены тиф, паратиф, дизентерия, полиомиелит, вирусный гепатит и пищевые отравления, периодически возникают вспышки холеры. Большинство этих заболеваний вызывается сбросом в море неочищенных сточных вод. По имеющимся оценкам, 85% отходов из 120 прибрежных городов сбрасывается в Средиземное море, в котором купаются и ловят рыбу отдыхающие и местные жители. Между Барселоной и Генуей на каждую милю береговой линии приходится приблизительно 200 тонн сбрасываемых отходов в год.

Утечка нефти

Только в США ежегодно происходит приблизительно 13000 случаев утечки нефти. В морскую воду ежегодно попадает до 12 млн. т нефти. В Великобритании ежегодно выливается в канализацию свыше 1 млн. т использованного машинного масла. Нефть, пролитая в морскую воду, оказывает много неблагоприятных воздействий на жизнь моря. Прежде всего гибнут птицы-тонут, перегреваются на солнце или лишаются пищи. Нефть ослепляет живущих в воде животных-тюленей, нерпу. Она уменьшает проникнование света в замкнутые водоемы и может повышать температуру воды. Это особенно губительно для организмов, способных существовать только в ограниченном интервале температур. Нефть содержит токсичные компоненты, например ароматические углеводороды, которые губительно действуют на некоторые формы водной жизни даже в таких концентрациях, как несколько миллионных долей.

Кислотные дожди

Кислотным является любой дождь, однако этот термин применим только в том случае, если рН дождевой воды меньше 5.0. В ФРГ, Скандинавии и Северной Америке случались дожди, в которых рН опускался до 4,0. Кислотные дожди возникают в результате попадания в атмосферу отработанных газов, выпускаемых металлургическими предприятиями, тепловыми электростанциями, нефтеперерабатывающими заводами, а также другими промышленными предприятиями и автомобильным транспортом. Эти газы содержат оксиды серы и азота, которые соединяются с влагой и кислородом воздуха и образуют серную и азотную кислоты. Затем эти кислоты выпадают на землю-иногда на расстоянии многих сотен километров от источника загрязнения атмосферы. В таких странах, как Канада, США, ФРГ тысячи рек и озер остались без растительности и рыбы. Дело усложняется тем, что вода с низким рН способна выщелачивать (т. е. растворять) из грунта токсичные минералы, в том числе содержащие алюминий и такие тяжелые металлы, как кадмий и ртуть. Эти вещества малорастворимы в нейтральной воде и в обычных условиях не представляют опасности. Как диоксид серы, так и диоксид азота могут быть удалены из отработанных газов, выпускаемых промышленными предприятиями, путем промывки, но их практически полное удаление обходится очень дорого. В настоящее время во многих промышленно развитых странах вводится или ужесточается законодательство, обеспечивающее снижение содержания диоксида серы и диоксида азота в выпускаемых газах до более приемлемого уровня.

Другие формы загрязнения воды

К ним относятся радиоактивное и тепловое загрязнения. Главным источником радиоактивного загрязнения моря являются слабоактивные отходы, удаляемые с атомных электростанций. Одной из наиболее важных проблем, возникающих в связи с этим загрязнением, является то, что морские организмы, например водоросли, накапливают, или концентрируют, радиоактивные изотопы. Тепловое загрязнение воды вызывается тепловыми или атомными электростанциями. Тепловое загрязнение вносится в окружающие водоемы отработанной охлаждающей водой. В результате повышение температуры воды в этих водоемах приводит к ускорению в них некоторых биохимических процессов, а также к уменьшению содержания кислорода, растворенного в воде. Это вызывает быстрые и нередко очень существенные изменения в биологической среде поблизости от электростанций. Происходит нарушение тонко сбалансированных циклов размножения различных организмов. В условиях теплового загрязнения, как правило, наблюдается сильное разрастание водорослей, но вымирание других живущих в воде организмов.

1.4. Способы очистки воды

Бытовые способы очистки воды

Для очистки воды в бытовых условиях люди используют разные способы. Однако далеко не все знают, как правильно их необходимо осуществлять и какой может при этом возникнуть побочный эффект. Все способы очистки воды можно условно разделить на две группы: очистка без использования фильтров и очистка с использованием фильтров. Очистка воды без использования фильтров. Данный вариант наиболее распространен и доступен, поскольку для очистки воды не требуется приобретение дополнительных устройств, кроме как обычной кухонной посуды. К наиболее распространенным способам относятся:

Кипячение Отстаивание Вымораживание

Кипячение. Все мы с детства знаем, что сырую воду пить нельзя, но только кипяченую. Кипячение используют для уничтожения органики (вирусов, бактерий, микроорганизмов и др.), удаления хлора и других низкотемпературных газов (радон, аммиак и др.). Кипячение действительно помогает в некоторой степени очистить воду, однако данный процесс имеет ряд побочных эффектов. Первый - при кипячении изменяется структура воды, т. е. она становится "мертвой", поскольку происходит испарение кислорода. Чем больше мы кипятим воду, тем больше погибает в ней патогенов, но тем более она становится бесполезной для организма человека. Второе - поскольку при кипячении происходит испарение воды, то концентрация солей в ней увеличивается. Они отлагаются на стенках чайника в виде накипи и извести и попадают в организм человека при последующем потреблении воды из чайника.

Как известно, соли имеют тенденцию накапливаться в организме, что приводит к самым различным заболеваниям, начиная от болезней суставов, образованию камней в почках и окаменению (циррозу) печени, и заканчивая артериосклерозом, инфарктом и мн. др. Кроме того, многие вирусы могут легко перенести кипячение воды, поскольку для их уничтожения требуются намного более высокие температуры. Также заметим, что при кипячении воды удаляется только газообразный хлор. В лабораторных исследованиях был подтвержден тот факт, что после кипячения водопроводной воды образуется дополнительный хлороформ (вызывает раковые заболевания), даже если перед кипячением воды была освобождена от хлороформа продувкой инертным газом. После кипячения мы пьем "мертвую" воду, в которой присутствуют мелкая взвесь и механические частицы, соли тяжелых металлов, хлор и хлорорганика (хлороформ), вирусы и др.

Отстаивание. Отстаивание используют для удаления из воды хлора. Как правило, для этого водопроводную воду наливают в большое ведро и оставляют в нем на несколько часов. Без перемешивания воды в ведре удаление газообразного хлора происходит примерно с 1/3 глубины от поверхности воды, поэтому для получения сколь-либо заметного эффекта необходимо следовать разработанным методикам отстаивание. Эффективность данного способа очистки воды оставляет желать лучшего. После отстаивания необходимо кипятить воду.

Вымораживание. Данный способ применяют для эффективной очистки воды с помощью ее перекристаллизации. Данный способ намного эффективнее кипячения и даже перегонки, поскольку фенол, хлорфенолы и легкая хлорорганика (ряд хлорсодержащих соединений - страшнейший яд) перегоняются вместе с водяным паром (последнее дадим на заметку поклонникам дистиллированной воды). Многие под данным способом понимают следующее: налить воду в посуду и поставить ее в холодильник до появления льда, после вынуть посуду из холодильника и разморозить ее для питья. Сразу заметим, что эффект очистки воды вышеприведенным способом равен нулю, поскольку вымораживание - очень сложный и долгий процесс, эффективность которого целиком зависит от точного следования разработанным методикам. Данный способ основывается на химическом законе, согласно которому при замерзании жидкости сначала в наиболее холодном месте кристаллизуется основное вещество, а уж в последнюю очередь в наименее холодном месте затвердевает все, что было растворено в основном веществе. Данное явление можно наблюдать на примере свечи. В потухшей свече подальше от фитиля получается чистый прозрачный парафин, а в середине, где горел фитиль, собирается сажа и воск получается грязным). Этому закону подчиняются все жидкие вещества. Главное здесь - обеспечить медленное замораживание воды и вести его так, чтобы в одном месте сосуда его было больше, чем в другом. Поскольку данный способ занимает несколько страниц, то приводить его здесь не будем. (подробности Вы можете узнать из книги: Осторожно! Водопроводная вода! Ее химические загрязнения и способы доочистки в домашних условиях./ , - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2003.) Отметим лишь то, что приготовление воды методом вымораживания может длиться несколько часов с постоянным отслеживанием процесса. В противном случае эффективностыь резко снижается.

Очистка воды с использованием фильтров

Для удаления вредных примесей из воды используют различные фильтры. В бытовых условиях широко используются различные кувшины и насадки на кран. Для использования воды из рек, ручьев, озер и других источников в питьевых и промышленных целях ее сначала необходимо подвергнуть очистке и привести в соответствие с требованиями существующих стандартов на питьевую воду. Эта подготовка воды осуществляется с помощью целого ряда физических и химических процессов.

Промышленные способы очистки воды

Очистка бытовых и промышленных сточных вод осуществляется в три стадии.
Первичная очистка. Она включает решечение воды с целью извлечения из нее больших объектов и удаления взвешенного материала.
Вторичная очистка. На этой стадии осуществляется разложение содержащихся в сточных водах органических веществ под действием микроорганизмов. Это биоразложение органических веществ усиливается в результате продувания воздуха через отстойники.
Ил, образующийся при первичной и вторичной очистке, выбрасывают в море, используют для заполнения выработанных каменоломен и при проведении мелиорационных работ либо, поскольку он богат азотом и фосфором, применяют в сельском хозяйстве для удобрения луговых земель. Этот ил можно также использовать в качестве биомассы для получения биогаза. В результате такого процесса объем ила уменьшается вдвое, а то, что он представляет собой дешевое топливо, значительно снижает стоимость проведения очистных работ.

Третичная очистка. Эта стадия включает биологическую, химическую и физическую обработку сточных вод, при которой из них удаляют:
питательные вещества для растений, например фосфаты, чтобы воспрепятствовать излишнему росту водорослей в воде;
промышленные неорганические загрязняющие вещества, например растворенные ионы тяжелых металлов; бионеразложимые органические соединения, например галогензамещенные углеводороды, используемые в производстве пестицидов. Третичная очистка позволяет довести сточные воды до такого уровня чистоты, что они удовлетворяют стандартам на питьевую воду. После полной очистки бытовых сточных вод их обычно возвращают в реки или спускают в моря. Согласно существующим в Великобритании стандартам, очищенные бытовые сточные воды должны иметь ВПК меньше 20 мг/дм3 и содержать не более 30 мг/дм3 взвешенных твердых веществ.

Глава II

2.1. Знакомство с функционированием водоочистного комплекса «Импульс» с. п. Вата.

Нижневартовский район относится к Средне-Обскому артезианскому бассейну, являющемуся составной частью Западно-Сибирского сложного артезианского бассейна. Для вод Нижневартовского района характерно повышенное содержание в воде железа, меди и марганца. По органолептическим показателям и содержанию химических элементов (прежде всего железа и марганца) качество подземных вод Нижневартовского района не отвечает СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеств у воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Поэтому используемая для хозяйственно-питьевых нужд вода перед подачей населению проходит очистку на водопроводных очистных сооружениях. Государственный санитарно-эпидемиологический надзор за качеством питьевой воды, подаваемой населению, осуществляется территориальными отделами ТУ Роспотребнадзора по ХМАО-Югре. Сельское поселение Вата находится в 56 километрах к северо-западу от г. Нижневартовска на берегу протоки Старая Обь. Территория расположения деревни имеет пологий рельеф, участки с крутыми склонами выражены только по уступу, разделяющему пойму р. Обь и озерную террасу и практически не имеют площадного выражения.

С целью изучения функционирования водоочистного комплекса «Импульс» с. п. Вата нами было проведено собеседование с работниками МУП СЖКХ с. п. Вата, посещение водоочистного комплекса «Импульса». В ходе беседы мы установили:

1. Устройство водоочистного комплекса «Импульс».

2. Систему очистки воды на водоочистном комплексе «Импульс».

3. Систему контроля за качеством питьевой воды.

Комплекс предназначен для очистки воды из подземных источников до соответствующего нормативам качества и придания воде вкусовых качеств, соответствующих лучшим природным водам горных рек.
Позволяет:

обезжелезивать воду; осветлять воду, улучшать ее вкусовые качества; снижать содержание органических веществ; очищать воду от многих металлов (свинец, медь, алюминий, марганец и др.); обеззараживать воду.

Комплекс «Импульс» был разработан научно-исследовательским институтом высоких напряжений Томского политехнического университета. При создании водоочистного комплекса «Импульс» в первую очередь были проведены подготовительные работы: на специально отведенном месте пробурены две артезианские скважины (Скважина № 1, Скважина № 2), подготовлено свайное поле. В настоящее время комплекс функционирует. Водоочистной комплекс «Импульс» уникален по своей конструкции, эффективен и прост в эксплуатации, кроме того «Импульс» экономичен. К примеру, на один куб обрабатываемой воды потребляется всего 40 ватт электроэнергии, тогда как во всем мире эта цифра увеличена в 5,6 раз. Водоочистной комплекс «Импульс» обладает следующими преимуществами:

• высокие показатели по очистке от широкого спектра загрязнителей (свинец, медь, алюминий, марганец и др.),
• низкое энергопотребление,
• отсутствие расходных материалов,
• низкие эксплуатационные расходы,
• простота эксплуатации,
• высокая надежность.

Водоочистительный комплекс предназначен для получения из подземных источников воды соответствующей нормативным требованиям. Комплекс может использоваться для доочистки и обеззараживания предварительно очищенных стоков.
Основу схемы составляют:
• аэрация воды воздухом;
• совместная обработка воды озоном, УФ-излучением, атомарным кислородом и радикалом ОН;
• фильтрация обработанной воды.

Водоочистной комплекс «Импульс» в сельском поселении Вата был введен в эксплуатацию 1 февраля 2004 года. Комплекс имеет в своем составе: 2 артезианские скважины, емкость для чистой воды на 100 м3, емкость для чистой воды на 25 м3, бак-реактор, две системы очистки воды (грубая и мелкая). Емкость на 100 м3 была запущена в 2009 году. Зимой скважины работают попеременно, летом работают обе скважины (одна на «Импульс», другая на летний водопровод). Насос, для закачки воды на водоочистительный комплекс опущен на 75 м. Производительность комплекса 10 м3 воды в час. Внутри комплекса расположен бак - реактор, через который пропускается вода из скважин, также две системы сепарации воды. Бак-реактор дезинфицирует воду. Вода из скважины попадет в озонатор, где она пропускается через ток высокой частоты. На пути движения воды стоит вентилятор, который подает мощный поток кислорода, для того, чтобы уменьшить количество железа в воде. Первая система очищает воду «грубо», то есть убирает из воды песок и разного рода крупные примеси и ржавчину. Вторая система чистит более тщательно. После прохождения воды через вторую систему она поступает на потребителя. Очистку механизмов комплекса «Импульс» проводят раз в месяц специальным хлорированным раствором строго по графику. Очистку емкости для воды - машины, которая осуществляет развоз воды по населенному пункту, проводят раз в неделю, также специальным хлорированным раствором. Хлорированный раствор после очистки собирается в специально созданный септик и вывозится на мусорный полигон, загрязнения хлором на Вате не происходит. Таким образом, на водоочистном комплексе выполняются следующие принципы очистки воды: дезинфекция, устранение мутности, запаха, цвета, фильтрование, аэрация (удаление железа из воды).

В настоящее время питьевая вода поступает после очистки по водопроводной сети в 18-ти и 8-ми квартирные жилые дома. Остальное население деревни получает подвозную воду, которую развозит автомашина «Водовозка».

Машина осуществляет развоз воды в течение 4 рабочих дней: понедельник, вторник, четверг, пятница. В среднем машина делает 8-9 рейсов. Емкость машины 5 кубических метров воды. Таким образом, население Ваты в среднем в сутки потребляет 47,9 литров воды. Мы считали, только население, которое получает привозную воду.

2.2. Схема анализа питьевой воды в с. п. Вата

Отбор проб воды в с. п. Вата производится согласно разработанной программе «Качество питьевой воды подаваемой населению Нижневартовского района», которая ежегодно утверждается главным врачом санитарно-эпидемиологической станции г. Нижневартовска и Нижневартовского района. Проба питьевой воды холодной централизованных систем питьевого водоснабжения проводилась в декабре 2009 года. По результатам снятия проб и проведенным анализам составлен протокол испытаний № 000/ОКГ от 01.01.2001 года. Ниже приводим таблицы, которые отражают характеристики питьевой воды:

Таблица 1

Состав питьевой воды с. п. Вата

по лабораторным исследованиям

№ п/п	Определяемые показатели, единицы измерений	Результаты исследований с погрешностью при Р=0,95	Нормативы (предельно допустимые концентрации) (ПДК), не более
1.	Запах при 20 ºС, баллы	1	2
2.	Запах при 60 ºС, баллы	1	2
3.	Привкус при 20 ºС, баллы	1	2
4.	Цветность, градусы	20	20
5.	Мутность, мг/дм3	< 0,58	1,5
6.	Водородный показатель, единицы рh	7, 39+0,42	6-9
7.	Аммиак (по азоту), мг/дм3	0,38	2
8.	Нитрит-ион, мг/дм3	0,05	3
9.	Нитрат-ион, мг/дм3	< 0,5	45
10.	Хлориды, мг/дм3	< 10	350
11.	Железо (суммарно), мг/дм3	0,35	0,3
12.	Марганец, мг/дм3	< 0,1	0,1

Заключение: проба питьевой воды холодной централизованных систем питьевого водоснабжения (в рамках проведенного объема исследования) не соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» по содержанию железа.

Таблица 2

Результаты микробиологических исследований

№	Определяемые показатели	Результаты исследования	Гигиенический норматив (не более)	Единица измерения
1	ОМЧ	Не обнаружено	50	КОЕ в мл
2	ОКБ	Не обнаружено	Не допускается	в 100 мл
3	ТКБ	Не обнаружено	Не допускается	в 100 мл

ОКБ – общие колиформные бактерии (бактерии, относящиеся к классу граммотрицательных бактерий, имеющих форму палочек, в основном живущих и размножающихся в нижнем отделе пищеварительного тракта человека и большинства теплокровных животных).

ТКБ – термотолерантные колиформные бактерии (кишечная палочка, …)

ОМЧ – общее микробное число (общее число образующих колонии бактерий в 1 мл воды).

Заключение: проба питьевой воды, холодной централизованных систем питьевого водоснабжения в рамках проведенного объема исследования соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Пробы питьевой воды проводились Государственным учреждением здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в ХМАО-Югре в городе Нижневартовске, Нижневартовском районе и в городе Мегион». Аккредитованный испытательный лабораторный центр.

2.3.Определение физических свойств воды органолептическим методом.

Качество воды характеризуется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами.

К физическим свойствам относятся ее температура, цветность, мутность, привкус и запах. Под цветностью понимают ее окраску и выражают в градусах по платиново-кобальтовой шкале.Мутность определяется содержанием в воде взвешенных частиц и выражается в миллиграммах на литр (мг/л). Вода подземных источников имеет малую мутность. Наличие в воде органических веществ резко ухудшает ее физические (органолептические) показатели, вызывая различного рода запахи (землистый, гнилостный, рыбный, болотный, аптечный, камфорный, запах нефтепродуктов, хлорфенольный и т. д.), повышает цветность, вспениваемость, оказывает неблагоприятное действие на человека и животных.

Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: активной реакцией, жесткостью, окисляемостью, содержанием растворенных солей. Активная реакция воды определяется концентрацией водородных ионов. Обычно она выражается через pH. При pH=7 среда нейтральная; при pH<7 среда кислая, при pH>7 среда щелочная.
Жесткость воды определяется содержанием в ней солей кальция и магния. Она выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг·экв/л). Вода подземных источников имеет большую жесткость, а вода поверхностных источников - относительно невысокую (3-6 мг·экв/л).
Жесткая вода содержит много минеральных солей, от которых на стенках посуды, котлах и других агрегатах образуется накипь - каменная соль. Жесткая вода губительна и непригодна для систем водоснабжения. Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в 1 куб. см воды и должен быть до 100. Вода поверхностных источников содержит бактерии, внесенные сточными и дождевыми водами, животными и т. д. Вода подземных артезианских источников обычно не загрязнена бактериями.

Определение прозрачности воды.

Прозрачность, или светопропускание воды, обусловлена ее цветом и мутностью, т. е. содержанием в ней различных окрашенных и взвешенных органических и минеральных веществ. Мерой прозрачности служит высота водяного столба, сквозь который еще можно различать на белой бумаге шрифт определенного размера и типа. Метод дает лишь ориентировочные результаты.

Оборудование: стеклянная мензурка, градуированная по высоте в сантиметрах, высотой 20-30 см и с внутренним диаметром 2,5 см. Стандартный шрифт с высотой букв 3,5 мм.

Ход определения:

Определение я проводила в хорошо освещенном помещении, но не на прямом свету, на расстоянии 1 м. от окна. Мензурку закрепляла неподвижно над стандартным шрифтом. Мензурку наполнила хорошо перемешанной пробой исследуемой воды до такой высоты, чтобы буквы, рассматриваемые сверху, стали плохо различимы.

Вывод: вода из-под крана, бутилированная вода являются прозрачными.

Определение цвета воды.

Чистые природные воды почти бесцветны, наличие окраски поверхностных вод обычно связано с присутствием гуминовых веществ и соединений железа. При загрязнении сточными водами можно наблюдать окраску, не свойственную природным водам. Цвет вод, содержащих большое количество взвешенных веществ, определяют после отстаивания или фильтрования. Определение проводят через 2 часа после отбора пробы.

Оборудование: мензурка из бесцветного стекла, градуированная в сантиметрах, с плоским дном.

Ход определения:

Пробу воды налила в мензурку. Рассматривала пробу в цилиндре сверху на белом фоне при рассеянном дневном освещении. Результат определения описала словесно.

Вывод: вода, используемая в опытах, оказалась бесцветной.

Запах

Запах воды обусловлен наличием в ней летучих пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем или со сточными водами. На запах подземных и поверхностных вод влияет присутствие в них органических веществ. Запах питьевой воды обусловлен свойствами используемой поверхностной воды, технологическим процессом и способом ее обработки. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запаха воды при 20 и 60°С.

Оборудование: колбы с широким горлом, баня водяная, термометр.

Ход определения:

В колбу налила 250 мл исследуемой воды при температуре 20°С, закрыла колбу, встряхивала и затем открыла колбу и быстро определяла характер и интенсивность запаха. Затем колбу с пробой опять закрыла, нагрела на водяной бане примерно до 60°С, перемешала содержимое встряхиванием, открыла колбу и сразу попыталась установить характер и интенсивность запаха. Характер запаха описала словесно.

По характеру запахи делятся на две группы:

Запахи естественного происхождения (от живущих и отмерших в воде организмов, от влияния почв и т. п.). Различают землистый, гнилостный, тухлый, травянистый, плесневой, торфяной и т. п. запахи.

Запахи искусственного происхождения (от промышленных стоков, от обработки воды химическими реагентами и т. п.). Различают хлорфенольный, ацетоновый, спиртовой, уксусный, бензиновый, хлорный и т. п. запахи.

Вывод: вода, используемая в опытах оказалась без запаха.

Определение жесткости воды.

Оборудование: две мензурки, мыльный раствор.

Повышенную жёсткость визуально можно определить по следующим признакам:

-  накипь при кипячении;

-  плохое намыливание при стирке;

-  плохое заваривание чая.

Я выяснила, как влияет кипячение на жёсткость воды. Для этого провела следующий эксперимент. Я приготовила мыльный раствор и разлила его в две пробирки. В две емкости налила по 30 мл. водопроводной и кипяченной воды соответственно. В каждую мензурку к испытуемой воде долила по 1 мл мыльного раствора. В течение нескольких секунд хорошо встряхивала сосуды. Затем дала 10 с. отстояться. Повторяла этот процесс до тех пор, пока после отстаивания в одной из колб не образовалась мыльная пена. По количеству мыльного раствора я сделала вывод о влиянии кипячения на общую жесткость воды.

Вывод: при кипячении жесткость воды становится меньше.

2.4. Опрос населения с. п. Вата по теме:

«Какую воду мы пьем?»

Нами был проведен опрос населения с. п. Вата по теме: «Какую воду мы пьем?» Опрос проводился среди организаций с. п. Вата: школа, фельдшерско-акушерский пункт, МУП СЖКХ с. п. Вата.

Опросник состоял из 5 вопросов.

Опрос «Какую воду мы пьем?» Уважаемый житель с. п. Вата! Заполните предложенный вам опросник. Мы надеемся на вашу честность и открытость.
1.	Какую воду вы пьете чаще (сырую, кипяченую, профильтрованную)?
2.	Вы пьете сырую воду (да, нет, редко)?
3.	Используете ли вы дома фильтр для очистки воды (да, нет)?
4.	Если в домашних условиях вы используете фильтр для очистки воды, то напишите, какого типа он.
5.	Ваши предложения по улучшению качества воды:

Результаты, проведенного опроса:

 

 

 

 

 

Заключение

Вода – источник жизни,

Огромнейшая сила в ней заключена,

¾ поверхности планеты

Себе во власть взяла она,

Взяла себе и тело человека,

И разум человеческий взяла,

И даже человеческий зародыш

На 95% заняла.

Мы без воды и дня прожить не сможем,

Умрем от жажды без воды,

И охранять нам воду нужно

Для поддержания среды!

Вода сама по себе не имеет питательной ценности, но она – непременная составляющая часть всего живого. Ни один из живых организмов нашей планеты не может существовать без воды. В целом организм человека состоит по весу на 50-86% из воды (86% у новорожденного и до 50% у пожилых людей). Содержание воды в различных частях тела составляет: кости – 20-30%; печень - до 69%; мышцы – до 70%; мозг – до 75%; почки - до 82%;  кровь – до 85%. Это обстоятельство позволило фантасту В. Савченко заявить о том, что у человека “гораздо больше оснований считать себя жидкостью, чем, скажем, у 40% раствора едкого натрия”. На протяжении всей своей жизни человек ежедневно имеет дело с водой. Он использует ее для питья и пищи, для умывания, летом – для отдыха, зимой – для отопления. Для человека вода является более ценным природным богатством, чем уголь, нефть, газ, железо, потому что она незаменима.

В организме человека вода:

увлажняет кислород для дыхания; регулирует температуру тела; помогает организму усваивать питательные вещества; защищает жизненно важные органы; смазывает суставы; помогает преобразовать пищу в энергию; участвует в обмене веществ; выводит различные отходы из организма.

Человек начинает испытывать жажду, когда количество воды в его теле уменьшается на 1-2% (0,5- 1,0л). Потеря 10% влаги от веса тела может привести к необратимым изменениям в организме, а потеря 20%л) уже смертельна. Обычный человек теряет в день 2-3 литра воды. В жаркую погоду, при высокой влажности, во время занятий спортом расход воды возрастает. Даже благодаря дыханию человек теряет почти пол-литра воды ежедневно. Правильный питьевой режим подразумевает сохранение физиологического водного баланса - это уравновешивание поступления и образования воды с ее выделением. Суточная потребность взрослого человека в воде – 30-40 грамм на 1 кг веса тела. Приблизительно 40% ежедневной потребности организма в воде удовлетворяется с пищей, остальное мы должны принимать в виде различных напитков. Летом ежедневно нужно употреблять 2 - 2,5 литра воды. В жарких районах планеты - 3,5 - 5,0л в сутки, а при температуре воздуха 38 –40С и низкой влажности работающим на открытом воздухе потребуется в сутки 6,0 - 6,5л воды. При этом нельзя ориентироваться на то, испытываете вы жажду или нет, поскольку этот рефлекс возникает уже поздно и не является адекватным показателем того, сколько воды нужно вашему организму.
Небезынтересно узнать, что в кашах содержится до 80% воды, в хлебе – около 50%, в мясе – 58-67%, в овощах и фруктах – до 90% воды, т. е. “сухая” еда состоит на 50-60% из воды. А около 3% (0,3л) воды образуется в результата биохимических процессов в самом организме. По некоторым оценкам за 60 лет жизни человек выпивает около 50 т воды – целую цистерну!

Таким образом, можно сделать вывод о том, что роль воды для человека огромна. Итогом моей работы явилось приобретение интересных знаний в этой области, в частности я глубже познакомилась с таким важным понятием как вода. Познакомилась с методами определения физических свойств воды. В ходе своей исследовательской работы познакомилась с функционированием водоочистного комплекса «Импульс»; также провела небольшой опрос населения сельского поселения Вата по теме: «Какую воду мы пьем?», результаты, которого описаны ранее.

Информационное обеспечение:

1.  Габриелян . 8 класс:учеб. для общеобразов. учреждений. – М.: Дрофа, 2005 г.

2.  СанПин 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды».

3.  Состояние окружающей среды и природных ресурсов в г. Нижневартовске и Нижневартовском районе в 2008 году. Экологический мониторинг. Выпуск № 7. Сборник научных статей.

4.  Энциклопедический словарь юного химика/Сост. , . – М.: Педагогика, 1990 г.

5.  Энциклопедический словарь юного химика./Под. Ред. .- М.: Педагогика-Пресс, 1999 г.

6.  «Я познаю мир»: Детская энциклопедия: Химия/Авт.-сост. . – М.: - ЛТД», 1997 г.

7.  http://*****

http://uni. ***** http://www. *****/

Приложение

Заболевания, возникающие при токсическом воздействии химических элементов и субстанций, находящихся в питьевой воде.

Болезнь	Возбуждающий фактор
Анемия	Мышьяк, бор, фтор, медь, цианиды, трихлорэтилен
Апластическая анемия	Бензол
Бронхиальная астма	Фтор
Лейкемия	Хлорированные фенолы, бензол
Заболевания пищеварительного тракта: а) повреждения б) боли в желудке в)функциональные расстройства	Мышьяк, бериллий, бор, хлороформ, динитрофенолы Ртуть, пестициды Цинк
Болезни сердца: а)повреждение сердечной мышцы б)нарушения функционирования сердца в)сердечно – сосудистые изменения г) брадикардия д) тахикардия	Бор, цинк, тетрохлорэтилен, фтор, медь, свинец, ртуть Бензол, хлороформ, цианиды Трихлорэтилен TRI Галоформы, тригалометаны, альдрин (инсектицид) и его производные Динитрофенолы
Дерматозы и экземы	Мышьяк, альдрин и его производные, бор, бериллий, хлор, хлорированные фенолы, хлорнафталины, хром, ТRI, динитрофенолы, детергенты, фтор, кобальт, никель, продукты дистилляции нефти (масла), пластмассы, ртуть, циклические ароматические углеводороды (ЦАУ)
Флюороз скелета	Фтор
Болезнь «Itay-itai»	Кадмий
Болезнь Кашина-Бека	Железо
Облысение	Бор, ртуть
Цирроз печени	Хлор, магний, бензол, хлороформ, тетрохлорид углерода, тяжелые металлы
Метгемоглобинемия (цианоз)	Нитраты, нитриты, азиды, хлораты, перхлораты, тетрохлорид углерода, динитрофенолы, фенол
Уремия	Медь, свинец, ртуть
Гипофункция щитовидной железы	Кобальт
Несварение желудка и кишок	Фтор, детергенты, кремний медь
Злокачественные опухали почек	Мышьяк, некоторые галоформы
Злокачественные опухали мочевого пузыря	Мышьяк, хлор
Злокачественные опухали легких	Мышьяк, ЦАУ, бензопирин
Злокачественные опухали кожи	Мышьяк, бензопирин, продукты дистилляции нефти (масла), некоторые ЦАУ
Злокачественные опухали печени	Мышьяк, ДДТ, некоторые галоформы
Злокачественные опухали желудка	N- нитрозоамины, ЦАУ
Меркуриализм	Ртуть