Оценка качества питьевой воды (стр. 1 )

Управление общего и профессионального образования

администрации Чайковского муниципального района

муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Гимназия

 

Оценка качества питьевой воды

Исследовательская работа

Автор:

,

ученица 11А класса МАОУ Гимназия.

Руководители:

,

учитель биологии МАОУ Гимназия,

,

учитель химии МАОУ Гимназия.

Консультант:

,

учитель физики МАОУ Гимназия.

Рецензент:

,

к. ф.н., доцент кафедры ГЕНД ЧФ ПНИПУ.

Чайковский

2013
Оглавление

Введение	3
Глава 1. Обзор литературных источников
1.1. Гигиенические требования и контроль над качеством питьевой воды ГОСТ 2874-82	5
1.2. Водородный показатель (рН) воды	7
1.3. Электрическая проводимость	8
1.4. Общая минерализация	9
1.5. Ионы железа в воде	10
1.6. Сульфат-ионы в воде	11
Выводы	12
Глава 2. Методика и результаты исследования
2.1. Анкетирование	13
2.2. Определение запаха органолептическим методом	15
2.3. Определение рН воды с помощью АFS-лаборатории	18
2.4. Определение электропроводности с помощью AFS-лаборатории	21
2.5. Определение общей минерализации воды	24
2.6. Определение наличия сульфат-ионов в воде	26
2.7. Определение наличия ионов железа в воде	28
Заключение	30
Библиографический список	32
Приложения	33

Введение

Вода – сок жизни. Так сказал Леонардо да Винчи. Действительно, вода – неотъемлемая составляющая часть всего живого. Ни один из живых организмов нашей планеты не может существовать без воды. На протяжении всей своей жизни человек ежедневно имеет с ней дело. 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.

Питьевая вода – это вода, которая предназначена для ежедневного неограниченного и безопасного потребления человеком и другими живыми существами. Она оказывает огромное влияние на здоровье человека. Для того чтобы хорошо себя чувствовать, человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду. 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.

В последнее время мы все чаще стали задумываться, какую воду пьем? Из водопроводного крана или бутилированную, из многочисленных родников или колодезную.

Несмотря на то, что водопроводная вода соответствует принятым санитарным нормам, она остается далеко не чистой. Не каждый, согласитесь, добровольно рискнет глотнуть прямо из-под крана даже холодной воды. В окружающих города водоемах, откуда идет водоснабжение, в среднем, обнаруживают 2000 патогенных веществ и микроорганизмов. Часть из них (крайне малая) обеззараживается на очистных станциях, путем хлорирования. Хлор же сам по себе является крайне опасным и ядовитым элементом! Хлорированная вода из крана опасна для здоровья. Хотя хлор и уничтожает много опасных микробов, однако, он является одной из причин возникновения атеросклероза.

Дистиллированная вода также вредна для здоровья. В результате специальных методов очистки из нее удаляется все — не только вредные бактерии, но и полезные микроэлементы — и она становится практически пустой. Если же ее пить длительное время, то произойдет резкая потеря минеральных солей организмом, что приведет, например, к сбоям в работе сердечнососудистой и костной систем, станет причиной преждевременного старения организма.

Использование родниковой воды – тоже не панацея. Качество ее практически не подлежит контролю и особенно ухудшается в весенний период таяния снегов. По оценкам Всемирной Организации Здравоохранения частота заболеваний, переносимых водой является самой высокой.

В последнее время, как для питья, так и для приготовления пищи все чаще стала использоваться питьевая бутилированная вода, которая, как считается, не подвергается обработкам  и очистке, сохраняя свои натуральные природные свойства. [1].

Таким образом, у многих возникает проблема, какую воду все же лучше употреблять, что мы и решили проверить.

Объект исследования: питьевая вода.

Предмет исследования: качество питьевой воды.

Цель исследования: проанализировать образцы питьевой воды с помощью AFS-лаборатории и химического анализа.

Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:

1.  Исследовать по литературным источникам санитарные нормы для питьевой воды.

2.  Провести анализ воды (органолептический, химический, с помощью AFS-лаборатории).

3.  Информировать о результатах исследования заинтересованную аудиторию.

Гипотеза: все заявленные образцы воды соответствуют требованиям ГОСТа, предъявляемым к питьевой воде, и являются безопасными при их длительном употреблении.

Методы исследования:

·  Анкетирование;

·  органолептическое определение запаха воды;

определение водородного показателя воды и электропроводности химическое определение сульфат-ионов и ионов железа в воде.

Базой исследования является МАОУ Гимназия г. Чайковский, учителя химии, биологии, физики и школьный лаборант, учащиеся школы.

Практическая значимость данной работы заключается в том, что материалы работы могут быть использованы на уроках химии, физики и биологии при изучении соответствующих тем. Так же заинтересованные люди могут получить информацию о качестве питьевой воды.

Данная работа носит как теоретический, так и прикладной характер, так как изучались научные данные о требованиях, предъявляемых к питьевой воде; экспериментальным путём они были проверены для представленных образцов.

Глава 1. Обзор литературных источников

1.1. Гигиенические требования и контроль над качеством питьевой воды ГОСТ 2874-82

Настоящий стандарт распространяется на питьевую воду, подаваемую централизованными системами хозяйственно-питьевого водоснабжения, и устанавливает гигиенические требования и контроль над качеством питьевой воды.

1. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

1.2. Качество воды определяют ее составом и свойствами при поступлении в водопроводную сеть; в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети.

1.3. Микробиологические показатели воды

1.3.1. Безопасность воды в эпидемическом отношении определяют общим числом микроорганизмов и числом бактерий группы кишечных палочек.

1.4. Токсикологические показатели воды

1.4.1. Токсикологические показатели качества воды характеризуют безвредность ее химического.

1.4.2. Концентрация химических веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов, указанных в табл. 1.

Таблица 1.

Наименование химического вещества	Норматив	Метод испытания
Алюминий остаточный (Аl), мг/дм3, не более	0,5	По ГОСТ
Бериллий (Be), мг/дм3, не более	0,0002	По ГОСТ
Молибден (Мо), мг/дм3, не более	0,25	По ГОСТ
Мышьяк (As), мг/дм3, не более	0,05	По ГОСТ 4152-89
Нитраты (NO3), мг/дм3, не более	45,0	По ГОСТ
Полиакриламид остаточный, мг/дм3, не более	2,0	По ГОСТ
Свинец (Рb), мг/дм3, не более	0,03	По ГОСТ
Селен (Se), мг/дм3, не более	0,01	По ГОСТ
Стронций (Sr), мг/дм3, не более	7,0	По ГОСТ

1.5.2. Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов, указанных в табл. 2.

Таблица 2.

Наименование показателя	Норматив	Метод испытания
Водородный показатель, рН	6,0-9,0	Измеряется при рН-метре любой модели со стеклянным электродом с погрешностью измерений, не превышающей 0,1 рН
Железо (Fe), мг/дм3, не более	0,3	По ГОСТ 4011-72
Жесткость общая, моль/м3, не более	7,0	По ГОСТ 4151-72
Марганец (Мn), мг/дм3, не более	0,1	По ГОСТ 4974-72
Медь (Сu2+), мг/дм3, не более	1,0	По ГОСТ 4388-72
Сульфаты (SO4--), мг/дм3, не более	500	По ГОСТ 4389-72
Хлориды (Сl-), мг/дм3, не более	350	По ГОСТ 4245-72

1.5.3. Органолептические свойства воды должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 3.

Таблица 3

Наименование показателя	Норматив	Метод испытания
Запах при 20°С и при нагревании до 60°С, баллы, не более	2	По ГОСТ 3351-74
Вкус и привкус при 20°С, баллы, не более	2	По ГОСТ 3351-74

1.5.4. Вода не должна содержать различимые невооруженным глазом водные организмы и не должна иметь на поверхности пленку [2].

1.2. Водородный показатель (рН) воды

Водородный показатель характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде. Для удобства отображения был введен специальный показатель, названный рН и представляющий собой логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком, т. е. pH = -log[H+], то есть его величина определяется количественным соотношением в воде ионов Н+ и ОН-, образующихся при диссоциации воды. При растворении в воде различных химических веществ этот баланс может быть нарушен, что приводит к изменению уровня рН.

Очень часто показатель рН путают с такими параметрами, как кислотность и щелочность воды. Важно понимать разницу между ними. Главное заключается в том, что рН - это показатель интенсивности, но не количества. То есть, рН отражает степень кислотности или щелочности среды, в то время как кислотность и щелочность характеризуют количественное содержание в воде веществ, способных нейтрализовывать соответственно щелочи и кислоты.

В зависимости от уровня рН воды можно условно разделить на несколько групп:

Характеристика воды	Величина рН
сильнокислые воды	< 3
кислые воды	3 - 5
слабокислые воды
нейтральные воды	7
слабощелочные воды
щелочные воды
сильнощелочные воды	> 9.5

pH воды - один из важнейших рабочих показателей качества воды, во многом определяющих характер химических и биологических процессов, происходящих в воде. В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и т. д.

Контроль над уровнем рН особенно важен на всех стадиях водоочистки, так как его "уход" в ту или иную сторону может не только существенно сказаться на запахе, привкусе и внешнем виде воды, но и повлиять на эффективность водоочистных мероприятий.

Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он непосредственно не влияет на потребительские качества воды. Именно поэтому для питьевой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9 [9].

1.3. Электрическая проводимость

Электрическая проводимость — это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток, а также физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению.

Измеряется в µS/см (микросименс/см) и равняется 10−6 S/см (сименс/см).

Дистиллированная вода обладает нулевой электропроводностью, то есть не проводит электрический ток. Но чем больше в воде примесей (чем больше она загрязнена), тем выше значение ее значение [8].

В России нет норм электропроводности для питьевой воды, но для стран ЕЭС (Европейского экономического союза), этот показатель установлен. То есть электропроводность питьевой воды для стран ЕЭС должна составлять не более 2500 µS/см.

Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от степени минерализации (концентрации растворенных минеральных солей). Природные воды представляют собой растворы смесей сильных и слабых электролитов. Минеральную часть воды составляют преимущественно ионы натрия (Na+), калия (K+), кальция (Ca2+), хлора (Cl–), сульфата (SO42–), гидрокарбоната (HCO3–). Этими ионами и обуславливается в основном электропроводность природных вод.

Погрешности же измерения возникают из-за неодинаковой удельной электропроводимости растворов различных солей. Однако, современный уровень техники позволяет минимизировать эти погрешности [9].

1.4. Общая минерализация

Общая минерализация - суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ или общее солесодержание, так как растворенные в воде вещества, как правило, находятся именно в виде солей. К числу наиболее распространенных относятся неорганические соли и небольшое количество органических веществ, растворимых в воде. 

Минерализацию подсчитывают в миллиграммах на куб. дм (мг/дм3), а при больших концентрациях — в граммах на литр (г/л).

В зависимости от минерализации воду можно разделить на категории: 

Категория вод	Минерализация, мг/дм3
Рассолы	> 35000
Воды повышенной солености	10
Соленые	3
Солоноватые	1
Воды с относительно повышенной минерализацией
Пресные
Ультрапресные	< 200

Хорошим считается вкус воды при общем солесодержании до 600 мг/л. По органолептическим показаниям Всемирной Организации Здравоохранения рекомендован верхний предел минерализации в 1000 мг/дм3 (т. е до нижней границы солоноватых вод).

Вода с повышенной минерализацией хуже утоляет жажду, а также она может приводить к расстройству многих метаболических и биохимических процессов и развитию различных нарушений, приводит к развитию и прогрессированию мочекаменной и желчнокаменной болезней.