Секция «Экология человека и его здоровье»
Исследовательская работа «Качество питьевой воды в деревне Мамоново Пронского района»
Выполнила: , ученица 9 класса
МОУ «Новомичуринская СОШ № 2» МОУ «Мамоновская ООШ»
Оглавление.
- Введение
- Методика исследования
- Результаты исследования
- Выводы
- Заключение
- Список литературы
- Приложения.
Введение.
Цель: определить качество питьевой воды в деревне Мамоново.
Задачи: - дать оценку органолептических свойств питьевой воды;
- изучить микробиоту питьевой воды;
- дать оценку содержания общих показателей воды (химический состав воды);
- дать рекомендации по использованию воды.
Перед тем, как заняться исследованием качества питьевой воды в моей родной деревне Мамоново, я ознакомилась с литературными источниками по данному вопросу, где подробно указаны предельно допустимые нормы (ПДН) по химическому, механическому и микробиологическому загрязнению питьевой воды. На интернет-сайте «Качество питьевой воды в России» я нашла таблицы стандартов - требования СанПиНа для питьевой воды. Там же представлены методики определения тех или иных показателей качества воды. Мне стало интересно – насколько же отличается наша водопроводная вода от стандартной? Актуальность данной проблемы для жителей деревни очевидна: водопроводная вода для нас – это единственный источник питьевой воды в деревне. Вблизи нет других источников воды, а родники находятся довольно далеко, да и вода в них не намного лучше водопроводной.
Место проведения исследования – деревня Мамоново Пронского района. Воду брала из крана в школе на первом этаже. Сроки проведения исследования - с 15 сентября 2015г. по 15 сентября 2016 г.
Физико-географическое положение.
Деревня Мамоново расположена на юге Пронского района Рязанской области. Это географический центр Восточно-Европейской равнины, в основании которой лежит Русская платформа. Кристаллический фундамент платформы перекрыт мощным осадочным чехлом, выходящим на поверхность в виде меловых песчаников и песков, карбонатных пород – известняков, доломитов и мергелей.
Деревня раскинулась на вершине широкого холма с пологими склонами. Местность в окрестностях – холмистая равнина. Да и самой деревне также есть места с понижениями рельефа. Есть искусственный пруд - перегороженный овраг с впадающими в него ручейками. Абсолютная высота 200-207 метров. Природная зона – лесостепь. Встречаются как лесные, так и степные виды. Поля вокруг деревни заброшены, выпас скота минимальный.
Вода подаётся в деревню из двух артезианских скважин: старой (глубина 60 метров) и новой (глубина 107 метров). Хлорирование не производится.
Методика исследования.
Исследование питьевой воды в нашей деревне заняло у меня целый год. Один раз в месяц я брала пробы воды и определяла органолептические и микробиологические показатели. Из химических показателей в условиях нашей школы можно определить рН и выпарить осадок с последующим взвешиванием. Для количественного и качественного анализа состава примесей в воде нужны специальные реактивы и аппаратура, которых у нас нет.
Органолептические показатели.
Все 12 проб воды я исследовала на органолептические показатели. В течение года они не почти не менялись, за исключением мутности и интенсивности окраски. На вкус наша вода похожа на прудовую, с очень сильным прудовым запахом и неприятным вкусом с привкусом металла. Напиться ей невозможно. Мы стараемся пить только кипячёную воду. При намыливании рук под водой вода образует с мылом хлопьевидный осадок бежевого цвета, который смывается вместе с грязью. При высыхании воды на посуде и раковине остаётся налёт беловатого цвета с разводами. Поэтому посуду после мытья надо вытирать полотенцем. При отстаивании воды ржавчина осаждается на дне и стенках посуды, а в чайниках образуется очень твёрдый каменный осадок, который невозможно отчистить без химикатов.
Таблица 1
запах | прудовой | при кипячении ослабевает и немного меняется |
привкус | металлический, противный | портит вкус варёных продуктов, особенно картошки |
цветность | жёлтый | интенсивность меняется в разных пробах |
мутность | полупрозрачная, иногда сплошная | мутность меняется в разных пробах, со временем оседает |
осадок | жёлтый, рыхлый | присутствует во всех пробах |
Микробиологические показатели.
Все 12 проб воды содержали песчинки, одноклеточные водоросли и обрывки талломов многоклеточных водорослей. В наш световой микроскоп были отчётливо видны такие водоросли, как анкистродесмус (Ankistrodesmys falcatus) – его больше всех, хлорелла (Clorella) из Хлорококковых и диатомовые (Diatomea) – пиннулярия (Pinnularia), и также кусочки многоклеточных водорослей. Определить эти водоросли удалось с помощью книги «Водоросли» под редакцией Германова. К сожалению, сфотографировать их мне не удалось, поэтому я сделала несколько рисунков (см. Приложение). Водоросли поступают в водопроводную сеть из артезианских вод. Количество водорослей менялось от пробы к пробе, но удивило меня то, что больше всего их было в пробах февраля и марта – так много анкистродесмуса, что свободного пространства почти не было! Наименьшее количество водорослей было в пробах сентября-ноября. Колебание численности водорослей отражено на графике (см. Приложение).
Видя такое обилие водорослей в питьевой воде, я предположила, что там могут находиться и другие обитатели, например, бактерии.
Чтобы выявить их присутствие, надо сделать бактериальный посев с последующим определением колоний микроорганизмов. Но где и как произвести посев – ведь в школе нет термостата. И тут мне помогли в районной ветстанции: они дали чашки Петри с питательным субстратом агар-агаром, предоставили в распоряжение термостат. Каждый месяц я делала бакпосев: в 5 чашек Петри вносила по 1 мл воды в каждую и помещала на сутки в термостат при температуре 30о С. Ни в одной чашке не выросло ни одной колонии! Это означает, что в нашей воде бактерий нет. Это очень хорошо. Но почему водорослей много, а бактерий нет совсем? Оказывается, это я узнала из литературы, водоросли выделяют в воду вокруг себя антибиотики и ингибиторы, подавляющие рост и развитие бактерий. Вот пример межвидовой борьбы за жизненное пространство.
Общие физико-химические показатели.
В условиях нашей школы мне доступно определение рН (водородного показателя) и выпаривание воды с последующим взвешиванием сухого остатка. Ни лакмусовая бумажка, ни универсальный индикатор не меняли своего цвета. А вот выпаривание 1 литра воды и взвешивание сухого осадка показывали небольшое колебание массы осадка от пробы к пробе. Это колебание было около 4 мг (см. Приложение). На моё счастье, в школе оказался протокол исследования качества нашей воды, которое проводила экоаналитическая лаборатория «Мещёрский научно-технический центр» по заказу директора школы. (см. Приложение). Из протокола видно, что наша вода имеет превышение ПДН (предельно допустимых норм) по следующим показателям: прозрачность 7см, Са (кальций), НСО+ (гидрокарбонат-ион), СО2 (углекислый газ), Fе (железо общее и растворённое). По требованиям СанПиН эти примеси вообще не должны присутствовать в питьевой воде. Большие превышения наблюдаются по нефтепродуктам – в 4 раза.
Вода наша жёсткая, что и не удивительно, ведь в ней присутствуют катионы кальция, магния и железа, которые образуют соли жёсткости с анионами гидрокарбоната, сульфата, хлора, нитрата. При кипячении эти соли жёсткости выпадают в плотный осадок. Норма солей жёсткости в питьевой воде не должна превышать 1-4 мг/л, что благотворно для обмена веществ у человека. В сутки человек должен получать 1-2 г минеральных солей в гидратированном состоянии. Больше – вредно. А у нас общая жёсткость воды 6,2-7. Откуда так много солей жёсткости? Ответ ясен: в нашей местности слишком мощные пласты известняков, они содержат кальций и магний, да ещё растворенный углекислый газ. Вода при прохождении через эти пласты взаимодействует с минералами и обогащается солями. Вот и условия для образования жёсткой воды.
Содержание железа в воде – отдельный вопрос. По стандартам СанПиН растворённого железа не должно быть вообще (у нас – 0,03), а железо общее не должно превышать 0,3мг/л, а у нас 6,9 – 8,6. Это огромная цифра. Откуда же столько железа? Дело в том, что железные водопроводные трубы очень старые, им больше 40 лет. А в трубах неизбежно образуется бактериальная плёнка, состоящая из железобактерий галионелл (Galionella). Они поступают из артезианских вод. Для жизни им достаточно температуры +6-7 градусов. Железобактерии извлекают из воды железо и окисляют его до гидроксида железа (III). Вода окрашивается в желтый цвет, приобретает металлический привкус и запах.
Результаты исследования.
Органолептически наша вода неприятная на вкус, запах и прозрачность. Микробиологическое исследование выявило наличие в воде водорослей и отсутствие опасных бактерий, небольшое наличие песка. Химический состав сильно отличается от гигиенических требований к качеству воды СанПиН. Проще говоря, наша вода непригодна для питья из-под крана. Да и просто кипячение не спасёт положения.
Выводы.
Задачи, поставленные в начале исследования, выполнены. Даны рекомендации по улучшению воды. Наглядно результаты исследования представлены в приложении в виде рисунков, графиков, протокола.
Заключение.
Перспективы улучшения качества воды у нас в деревне отсутствуют. Поэтому необходимо соблюдать рекомендации по использованию воды: нужна обязательная очистка фильтром, чтобы избавиться от песчинок, водорослей и ржавчины. Кипячение позволяет избавиться от солей жёсткости и несколько смягчить воду. А вот растворимую фракцию отфильтровать до конца невозможно. Прудовой запах также не исчезает в процессе очистки воды. Лучше всего для питья покупать бутилированную воду, а для стирки и мытья посуды вполне можно использовать и нашу после предварительной очистки.
Хотелось бы отметить тех людей, кто помогал мне в проведении исследования. Это моя учительница химии , а также главный ветеринарный врач Пронского района Виктор Александрович Жариков, предоставивший лабораторию для микробиологического исследования. Местный житель рассказал о скважинах и трубах нашего водопровода.
Список литературы.
- Водоросли. М., МГУ 2000.
- Экосистема. М., 2001.
- Журнал «Химия в школе» №2 2006, стр. 18.
- Питьевая вода. Контроль качества. СанПиН. 2.1.4. 1074-01.
- , Экология. М., 2003.
В работе имеются приложения в виде рисунков, графиков колебания численности водорослей и сухого остатка, протокол исследования воды.
