Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Другое / Научные работы / Исследовательская работа "Питьевая вода п. Толмачева"

Исследовательская работа "Питьевая вода п. Толмачева"



57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)


  • Другое

Поделитесь материалом с коллегами:

Министерство общего и профессионального образования РФ

МОУ «Толмачевская средняя общеобразовательная школа»

Лужского муниципального района

Ленинградской области








ПИТЬЕВАЯ ВОДА

п. Толмачева









Выполнила:

ученица 10 класса Толмачевской СОШ,

Светцова Анастасия

Руководитель:

учитель химии и биологии

Шевцова Юлия Игоревна














п. Толмачево

2011 г



Оглавление:



Введение


     Вода является одним из тех компонентов, без которых жизнь практически невозможна. Везде, где есть мы, должна быть вода — первостепенный элемент нашего жизнеобеспечения, здоровья и комфорта. Особенно много воды нужно владельцам собственных домов. Хотя водой покрыто около трех четвертей поверхности Земли, обеспечение пресной водой достойного качества становится серьезной проблемой.

     Совсем в недалеком прошлом нам трудно было предположить, что питьевая вода станет дефицитом, а ту жидкость, которую централизованно подают по трубам в жилые дома, часто трудно назвать питьевой водой.

     Пригодность источника для хозяйственно—питьевого водоснабжения устанавливается на основе оценки санитарного состояния места размещения водозаборных сооружений и прилегающей территории—для подземных вод, оценки санитарного состояния места забора воды и самого водоема выше и ниже водозабора—для открытых водоемов и оценки качества воды водоисточника.

Тема питьевой воды во все времена будет актуальной, ведь «люди живут благодаря «мокрым» технологиям – каждому человеку в день необходимо потреблять 2 – 2, 5 л воды» [3].

Основная масса воды сосредоточена в океанах и морях и составляет 98% всей воды Земли, на долю же пресных вод приходится всего лишь 2% [2].

Вода жизненно необходима – она нужна везде – в быту, сельском хозяйстве и промышленности. Вода необходима организму в большей степени, чем все остальное, за исключением кислорода. Упитанный человек может прожить без пищи 3-4 недели, а без воды – лишь несколько дней. Потеря 20% воды приводит к смерти. Количество воды, требуемое для поддержания водного баланса, зависит от возраста, физической активности, окружающей температуры и влажности [7].

Вода – важнейшая составляющая среды нашего обитания [8].

Качество воды очень важно для здоровья. Известно, что многие вредные вещества могут накапливаться в организме. Даже если вода содержит вредные вещества в очень малых концентрациях, то, откладываясь в костях, в жировых тканях день за днём, их количество постепенно достигнет такого предела, когда они начнут проявлять свои токсические свойства. Поэтому даже самое малое количество загрязняющих веществ, содержащихся в питьевой воде, рано или поздно отразиться на состоянии здоровья человека [5].

В нашей школе работает проект «Экологические инициативы». Участники проекта уделяют много внимания исследованию питьевой воды. Эта тема меня очень заинтересовала, и мне стало интересно, какого качества питьевая вода, которую мы потребляем каждый день, оказывает ли состав воды влияние на здоровье населения.

МЕСТО И СРОКИ ПРОВЕДЕНИЯ: поселок Толмачево, п. Кузовницы 2010, 2011 годы.

Для сравнения были взяты результаты исследования с 2008 года.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ: питьевая вода поселка Толмачево и ряда родников.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЙ: влияние химических веществ, входящих в состав питьевой воды, на здоровье человека.

НОВИЗНА: впервые в поселке Толмачево исследовалось качество питьевой воды, его влияние на здоровье населения.

АКТУАЛЬНОСТЬ: ухудшение качества воды водоисточников привело к тому, что во многих регионах питьевая вода не отвечает гигиеническим требованиям, а это ведет к ухудшению здоровья населения. Поэтому проблема обеспечения населения поселка Толмачево питьевой водой нормативного качества стала одной из самых острых и актуальных проблем местного населения.

БЛАГОДАРНОСТЬ: мне хочется выразить особую благодарность за предоставленные данные Кожокарь Татьяну Юрьевну, выпускницу Толмачевской школы.

Проанализировав исследования питьевой воды школьников с 2008 года, я выяснила, что вода в п. Толмачево очень мягкая, а так же узнала о возможном влиянии на здоровье населения употребление мягкой воды.

Затем я провела собственное исследование и выдвинула гипотезу.


Гипотеза:


Если качество питьевой воды удовлетворительное, то это будет благоприятно сказываться на здоровье потребителей.



Цель:


Поиск источников качественной питьевой воды, не оказывающей негативного влияния на здоровье населения.


Задачи:


  1. Выявить источники водоснабжения поселка Толмачево.

  2. Исследовать химические показатели различных источников.

  3. Проанализировать возможное влияние на здоровье исследуемых показателей питьевой воды.


















Глава I. Литературный обзор


Проанализировав исследования предыдущих авторов о составе питьевой водопроводной воды п. Толмачево (Кожокарь Татьяна 2010 г), а так же наиболее используемых родников, мы выяснили, что вода в основном очень мягкая, а некоторые природные источники содержат железо и низкую кислотность. Поэтому мы постарались узнать в литературных и интернет - источниках, как это может повлиять на здоровье.

1.1. Роль железа в питьевой воде

 Железо (лат. Ferrum) - химический элемент VIII группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 26, атомная масса 55,847. Блестящий серебристо-белый пластичный металл, плотностью 7,874 г/см3, tплав. = 1535 oС.

1.1.1.Физиологическое значение. Железо относится к числу эссенциальных (жизненно важных) для человека микроэлементов, участвуя в процессах кроветворения, внутриклеточного обмена и регулирования окислительно-восстановительных процессов. 
   Организм взрослого человека содержит 4-5 г железа, которое входит в состав важнейшего дыхательного пигмента гемоглобина (55-70% от общего содержания), вырабатываемого костным мозгом и ответственного за перенос кислорода от легких к тканям, белка миоглобина (10-25%), необходимого для накопления кислорода в мышечной ткани, а также в состав различных дыхательных ферментов (около 1% общего содержания), например, цитохромов, катализирующих процесс дыхания в клетках и тканях. Кроме того, 20-25% железа храниться в организме как резерв, сосредоточенный в печени и селезенки в виде ферритина - железо-белкового комплекса, служащего "сырьем" для получения всех вышеперечисленным многообразных соединений железа. В плазме крови содержится не более 0,1% от общего содержания железа[12]. 
   Выделяется железо из организма в основном через стенки толстого кишечника и незначительно через почки. За сутки выводится примерно 6-10 мг железа. Отсюда и суточная потребность человека в железе (речь, конечно, идет об усредненных цифрах. У женщин, например, потребность в железе выше, чем у мужчин - 15-18 мг). Однако, учитывая низкую усвояемость железа, с пищевым рационом человек должен получать в норме 60-100 мг железа в сутки[11]. 
   В целом, обмен железа в организме зависит от функционирования печени. При нарушениях в ее работе, а также при бедном железом рационе (например, при искусственном вскармливании детей, особенно чрезвычайно бедными железом коровьим и козьим молоком) возможно развитие железодефицитной анемии или, по-простому говоря, "малокровия". Это заболевание характеризуется бледностью кожи и слизистых, одутловатостью лица и сопровождается общей слабостью, быстрой физической и психической утомляемостью, отдышкой, головокружениями, шумом в ушах. 
   При нарушении клеточного метаболизма может развиваться и обратное явление - избыточное накопление железа в организме. При этом содержание железа в печени может достигать 20-30 г, а также наблюдаться повышенная его концентрация в поджелудочной железе, почках, миокарде, иногда в щитовидной железе, мышцах и эпителии языка[12].

Во многих регионах РФ, в том числе в Москве и Подмосковье, содержание железа в воде для большинства источников водоснабжения превышает допустимое рекомендациями СанПиН 2.1.4.1074-01[4]. Ограничение на содержание железа в питьевой воде введено в СанПиН по органолептическим признакам имеет ПДК равным 0,3 мг/л. Избыточное количество железа в воде при ее употреблении просто в быту приводит к неблагоприятному воздействию на кожу, влияет на морфологический состав крови, может быть причиной возникновения аллергических реакций[13].

1.1.2. Влияние на качество воды.   Содержащая железо вода (особенно подземная) сперва прозрачна и чиста на вид. Однако даже при непродолжительном контакте с кислородом воздуха железо окисляется, придавая воде желтовато-бурую окраску. Уже при концентрациях железа выше 0,3 мг/л такая вода способна вызвать появление ржавых потеков на сантехнике и пятен на белье при стирке. При содержании железа выше 1 мг/л вода становится мутной, окрашивается в желто-бурый цвет, у нее ощущается характерный металлический привкус. Все это делает такую воду практически неприемлемой как для технического, так и для питьевого применения. По органолептическим признакам предел содержания железа в воде практически повсеместно установлен на уровне 0,3 мг/л (а по нормам ЕС даже 0,2 мг/л). Здесь необходимо подчеркнуть, что это ограничение именно по органолептическим соображениям. По показаниям вредности для здоровья такой параметр не установлен[12].

1.1.3.Влияние питьевой воды, содержащее железо, на организм человека. Вредно ли воздействие железа при его поступлении в организм с пищей и водой на организм человека? Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой величины по показания здоровья, так как нет достаточных данных о негативном воздействии железа на организм человека. При уровне установленного ВОЗ переносимого суточного потребления (ПСП) железа, равном 0,8 мг/кг массы тела человека, безопасное для здоровья суммарное содержание железа в воде составляет 2 мг/л. Это означает, что употребляя ежедневно на протяжении всей жизни такую воду, можно не опасаться за последствия для здоровья[13].

 В российской прессе регулярно проскакивают упоминания о вредном воздействии железа на организм, причем в концентрациях уже выше 0,3 мг/л. В качестве последствий упоминаются неприятности со здоровьем, начиная от аллергических реакций что, кстати, вполне не исключено - аллергия может быть на что угодно, до "увеличения риска инфарктов и негативного влияния на репродуктивную функцию организма... сухости и зуда» [12].Безусловно, в больших количествах железо, как и любое другое химическое вещество, способно вызвать в организме человека нарушения и даже патологии. При продолжительном употреблении человеком воды с повышенным содержанием в ней железа учащаются заболевания печени, значительно увеличивается риск инфарктов, а также могут наблюдаться аллергические реакции[12].

Учитывая, однако, что железо очень трудно усваиваемый элемент, особенно в неорганической форме (в которой оно в основном и содержится в воде), представляется, что "перебрать" его достаточно трудно. Так что, гораздо более близкой к истине нам кажется точка зрения ВОЗ.

1.1.4. Артезианские воды, забираемые с большой глубины (так, что между ними и инфильтрационными водами находится хотя бы один водонепроницаемый слой), наиболее пригодны для использования в качестве питьевой воды. Они лучше других вод очищены природными фильтрами от антропогенных загрязнений и защищены от проникновения болезнетворных микроорганизмов. В то же время именно в таких глубинных скважинных водах концентрация железа порой бывает наиболее высокой. В подземных водах с малыми значениями pH и с низким содержанием растворенного кислорода может наблюдаться концентрация железа до нескольких десятков миллиграммов в 1 л. В районах же залегания сульфатных руд и зонах молодого вулканизма концентрации железа могут достигать сотен миллиграммов на литр.
     В артезианских скважинных водах железо преимущественно присутствует в двухвалентном состоянии, обычно в виде растворенного бикарбоната – Fe(HCO3)2. Встречаются также карбонатная (FeCO3), сульфатная (FeSO4) и сульфидная (FeS) формы растворенных соединений двухвалентного железа. В трехвалентном состоянии растворенное железо встречается крайне редко в виде сульфатов (Fe2(SO4)3) или растворимых органических комплексов[14].

1.1.5.Методы обезжелезивания воды.  Необходимая степень обезжелезивания воды определяется конечными целями, для которых эта вода будет использоваться. И хотя на сегодняшний день не существует единого универсального метода комплексного удаления всех существующих форм железа из воды, но используя ту или иную схему очистки, все равно можно добиться желаемого результата в каждом конкретном случае.
     Окисление двухвалентного железа (Fe
2+) кислородом, содержащимся в воде, происходит медленно. Его скорость зависит от величины рН среды и достигает приемлемой для практических целей при значении рН > 8. 
     Для примера, в замкнутой системе (без доступа воздуха) двухвалентное железо (Fe2+) полностью окисляется около 24 часов, а в открытой системе в течение 4 – 6 часов[14].
Поэтому для интенсификации процесса окисления железа прибегают к подщелачиванию воды, ее перемешиванию, аэрации, обработке хлором или каким-либо другим окислителем. Данную стадию можно назвать – стадией предварительной подготовки воды для обезжелезивания.
     Таким образом, в целом, традиционные методы предварительной подготовки воды для обезжелезивания основываются:

  • на окислении двухвалентного железа кислородом воздуха (аэрация);

  • на химическом воздействии на двухвалентное железо или его соединений сильных окислителей (активный хлор, перманганат калия, перекись водорода, озон и т.д.).

     Эти методы позволяют предварительно подготовить воду для перевода железа из двухвалентного в трехвалентное состояние с образованием нерастворимого гидрооксида железа (III). 
          Однако выбор стадий очистки обезжелезивания воды на этом не оканчивается, поскольку после выбора способа предварительной подготовки воды для обезжелезивания необходимо выбрать способ ускорения реакции окисления, а также метод удержания нерастворимого гидрооксида железа (III), который, впоследствии, может удаляться отстаиванием и (или) фильтрацией с добавлением коагулянтов (флокулянтов), если это потребуется[14].
     В настоящее время наиболее широко применяемым для промышленного водоснабжения отдельных предприятий, отдельных коттеджей или коттеджных поселков является метод каталитического обезжелезивания. Метод основан на ускорении процесса реакции окисления  из двухвалентного состояния железа в трехвалентное в слое зернистого материала – катализатора обезжелезивания. 
     При этом реакция окисления железа происходит внутри напорного резервуара на скорых насыпных фильтрах, в которых засыпным слоем служит специальная фильтрующая среда с каталитическими свойствами. В первую очередь каталитические и фильтрующие свойства этих материалов определяются их высокой пористостью, обеспечивающей среду, как для протекания реакции окисления двухвалентного железа, так и обуславливающей способностью к удержанию окисленного трехвалентного железа внутри насыпного слоя.

 Выбор катализатора обуславливается только качеством исходной воды и необходимой скоростью объемной фильтрации. При этом необходимо учитывать вроде бы незначительные факторы: значение рН исходной воды, совместимость каталитического слоя с дозируемыми реагентами и пр.
Необходимо учесть и тот фактор, что практически всегда обезжелезивание происходит одновременно с удалением из воды марганца, который окисляется значительно труднее, чем железо, и при более высоких значениях pH. То есть, при высоком содержании марганца в исходной воде лучше всего осуществить пропорциональное дозирование щелочного раствора для увеличения рН[13].

1.2. Наличие pH в питьевой воде и его значение

Вода хозяйственно-питьевого назначения должна иметь величину рН = 6,5-8,5. В большинстве случаев характеристики воды природных источников не выходят за пределы нормы. 
Понятие водородного показателя (pH) в 1909 году ввел известный датский физиохимик и биохимик, член Датского королевского общества наук и его президент Сёрен-Петер-Лауриц СЁРЕНСЕН (1868 - 1939). Он определяет концентрацию свободных ионов водорода и представляет собой логарифм концентрации ионов водорода с обратным знаком — pH=-log(H+)[12].
Величина pH определяет количественное соотношение ионов H+ и гидроксила OH- в воде при ее диссоциации (от лат. dissociatio - разделение, разъединение) - обратимого распада частицы вещества (молекулы, радикала или иона). Идеально чистая, дистиллированная вода имеет показатель pH=7 и ионы уравновешивают друг друга. При пониженном содержании свободных ионов водорода pH>7 вода будет иметь щелочной тип, а в случае повышенного содержания pH<7 вода будет кислотной. Растворение в воде различных химических веществ нарушает баланс ионов и, соответственно, снижает или повышает значение pH.

1.2.1.Величина рН. Реакция воды:

< 3 сильнокислые воды

3 – 5 кислые воды 
5 - 6.5 слабокислые воды 
6.5 - 7.5 нейтральная вода 
7.5 - 8.5 слабощелочная вода

Кислые воды вызывают свертывание белков, уплотняют эпидермис, оказывает «дубящее» действие на кожу. Щелочные воды способствуют набуханию кожных коллоидов, разрыхлению кожного покрова, отторжению поверхностного эпителия, повышению эластичных свойств кожи. Низкий уровень pH означает высокую коррозийность воды, а при значениях pH>11 вода становиться мылкой, приобретает неприятный запах и вызывает раздражение слизистой оболочки глаз и кожного покрова. 

На всех уровнях очистки воды важен тщательный контроль уровня водородного показателя. Отклонение этого показателя в ту или иную сторону существенно сказывается на вкусе, запахе и внешнем виде воды. Соответственно, это влияет и на эффективность очистки воды в целом[12].

Уровень pH может варьироваться в определенных пределах, но эти пределы не должны превышать уровень, при котором нарушаются потребительские качества воды. В различных средах вода имеет различные уровни pH: 

речная вода 6,5 – 8,5; 
атмосферные осадки 4,6 – 6,1; 
болотная вода 5,5 – 6,0; 
морская вода 7,9 – 8,3.

Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) не дает рекомендаций по медицинским показателям уровня pH. Наиболее оптимальный уровень pH для питьевой и бытовой воды должен находиться в пределах от 6 до 9. Нужных параметров воды, можно добиться с помощью очистки воды [14].

Нормальный диапазон для питьевой воды рН в грунтовых водах составляет от 6 до 8,5.

Низкий рН. Вода с низким рН кислая. Это "мягкая" вода и может вызывать коррозию. Низкий рН питьевой воды может вызвать выщелачивание металлов из труб и арматуры, повреждая их и придавая металлический или кислый вкус. Низкий рН питьевой воды может также указывать на наличие токсичных металлов.

При высоком рН. РН питьевой воде выше 8,5 – вода жесткая. При высоком рН питьевой воды может привести к щелочным вкусом[14].


1.2.2.Величина pH воды - один из важнейших показателей качества вод. Величина концентрации ионов водорода имеет большое значение для химических и биологических процессов, происходящих в природных водах. От величины pH зависит развитие и жизнедеятельность водных растений, устойчивость различных форм миграции элементов, агрессивное действие воды на металлы и бетон. Величина pH воды также влияет на процессы превращения различных форм биогенных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ. 
В водоеме можно выделить несколько этапов процесса его закисления. На первом этапе рН практически не меняется (ионы бикарбоната успевают полностью нейтрализовать ионы Н+). Так продолжается до тех пор, пока общая щелочность в водоеме не упадет примерно в 10 раз до величины менее 0,1 моль/дм3 [15].
На втором этапе закисления водоема рН воды обычно не поднимается выше 5,5 в течение всего года. О таких водоемах говорят как об умеренно кислых. На этом этапе закисления происходят значительные изменения в видовом составе живых организмов. 
На третьем этапе закисления водоема рН стабилизируется на значениях рН<5 (обычно рН 4,5), даже если атмосферные осадки имеют более высокие значения рН. Это связано с присутствием гумусовых веществ и соединений алюминия в водоеме и почвенном слое. 
1.3. Влияние неорганических и органических веществ, бактерий и вирусов на организм человека

Опасные для здоровья человека химические вещества чаще всего вызывают рак либо воздействуют на печень и почки и как следствие – на кровь, поскольку почки и печень — “очистные органы человеческого организма” (таблица 1.3. в приложении 1.3)[13, 15].

Некоторые соединения, например, медь и селен в малых концентрациях необходимы организму в качестве микроэлементов, в большой концентрации – яды.

Многие вещества как сера, хлор, железо, не рассмотрены в таблице, поскольку вред, наносимый ими, намного меньше по сравнению с воздействием мышьяка, ртути, свинца и других приведенных выше веществ.

При избытке хлора или сернистых соединений водопроводная вода имеет неприятный запах из-за наличия хлорноватой и сернистой кислот. Такая вода для питья не годится, ее следует очищать с помощью фильтра или покупать бутилированную питьевую воду в магазине.

1.4. Жесткость воды

Хорошей воды становится все меньше и меньше. Наиболее распространенными характеристиками воды являются такие понятия, как жесткость и мягкость.

1.4.1.Что такое жесткая и мягкая вода, чем они отличаются?

"Жесткая" вода - одна из самых распространенных проблем, причем как в загородных домах с автономным водоснабжением, так и в городских квартирах с централизованным водопроводом. Степень жесткости зависит от наличия в воде солей кальция и магния (соли жесткости) и измеряется в миллиграмм-эквиваленте на литр (мг-экв/л). По американской классификации (для питьевой воды) при содержании солей жесткости менее 2 мг-экв/л вода считается "мягкой", от 2 до 4 мг-экв/л - нормальной (повторяем, для пищевых целей!), от 4 до 6 мг-экв/л - жесткой, а свыше 6 мг-экв/лт - очень жесткой (подробнее см. "Жесткая вода")[15].

Для многих применений жесткость воды не играет существенной роли (например, для тушения пожаров, полива огорода, уборки улиц и тротуаров). Но в ряде случаев жесткость может создать проблемы. При принятии ванны, мытье посуды, стирке, мытье машины жесткая вода гораздо менее эффективна, чем мягкая. И вот почему:
- При использовании мягкой воды расходуется в 2 раза меньше моющих средств;
- Жесткая вода, взаимодействуя с мылом, образует "мыльные шлаки", которые не смываются водой и оставляют малосимпатичные разводы на посуде и поверхности сантехники;
- "Мыльные шлаки" также не смываются с поверхности человеческой кожи, забивая поры и покрывая каждый волос на теле, что может стать причиной появления сыпи, раздражения, зуда.
- При нагревании воды, содержащиеся в ней соли жесткости кристаллизуются, выпадая в виде накипи. Накипь является причиной 90% отказов водонагревательного оборудования. Поэтому к воде, подвергаемой нагреву в котлах, бойлерах и т.п., предъявляются на порядок более строгие требования по жесткости;
- Во многих промышленных процессах соли жесткости могут вступить в химическую реакцию, образовав нежелательные промежуточные продукты.

Жесткая вода имеет много минеральных солей, от которых на стенках посуды образуется накипь — каменная соль. В такой воде плохо заваривается чай, плохо растворяется мыло, почти не развариваются продукты. Жесткая вода содержит больше кальция, нежели приведено выше, но эта жесткость может быть временной, уходящей после кипячения в течение часа. Бытует мнение, что жесткая вода - это плохо. С одной стороны, это так: сильная накипь, наличие привкуса, требуется повышенный расход моющих средств. Присутствие в воде большого количества солей кальция и магния делают ее непригодной для технических целей, главным образом из-за толстого слоя накипи на стенках котлов, труб, кастрюль, чайников. При накипи нужен больший прогрев, а значит и больший расход топлива. Трубы могут вздуваться, растрескиваться. В такой воде трудно стирать, мыло не дает пены.

Однако чем жестче вода, тем она полезнее для организма! Известно, что с уменьшением содержания кальция возрастает опасность сердечно-сосудистых заболеваний[11].
Как говорится в рекламе – “кальций укрепляет стенки сосудов “. Кроме того, кальций, проникая в организм через кожу (в бане и при умывании) уплотняет клеточную оболочку, что способствует снижению кровяного давления, и, наоборот, его недостаток приводит к растворению межклеточных спаек и повышению давления. Известна также положительная роль кальция в процессе свертывания крови.
Мягкая вода, содержащая больше магния, отлично мылится и хороша для мытья, но не очень хороша как для организма, так и для систем водоснабжения.
Так, мягкая вода отрицательно влияет на баланс минеральных веществ в организме человека и может вызвать отложение солей в организме, как, кстати, и излишне жёсткая вода.
Повышенное количество магния в организме приводит к угнетению нервной системы (магниевому наркозу). Например, иногда в бане, где «хорошая», мягкая вода, кружится голова, наступает слабость и сонливость. Высока также вероятность поражения нервных двигательных окончаний, а при более высоких концентрациях - центральной нервной системы. Эти отрицательные факторы магния в значительной мере нейтрализуются ионами кальция. Влияние магния на металл труб и котлов проявляется в том, что они просто быстро ржавеют. Хуже всего, конечно, что мягкая вода не только вызывает коррозию труб, но и усиливает токсичность тяжёлых металлов, содержащихся в воде, например цинка.

1.4.2. Жесткая вода. Жесткость воды определяется различным содержанием в ее составе растворенных солей кальция и магния. Довольно приемлемым для человека принят состав воды, в котором кальция должно быть не менее 30мг/л, а магния - не менее 10мг/л.
Этот состав оптимален и для оборудования систем водоснабжения. И вот почему.
Жесткая вода содержит больше кальция, нежели приведено выше, но эта жесткость может быть временной, уходящей после кипячения в течение часа. Бытует мнение, что жесткая вода - это плохо. С одной стороны, это так: сильная накипь, наличие привкуса, требуется повышенный расход моющих средств. Присутствие в воде большого количества солей кальция и магния делают ее непригодной для технических целей, главным образом из-за толстого слоя накипи на стенках котлов, труб, кастрюль, чайников. При накипи нужен больший прогрев, а значит и больший расход топлива. Трубы могут вздуваться, растрескиваться. В такой воде трудно стирать, мыло не дает пены. В некоторых деревнях до сих пор еще для умягчения воду пропускают через золу, получая так называемый щелок. Даже водорастворимые краски (типа водоэмульсионных) могут осыпаться, если их разводили жесткой водой[11].
1.4.3. Мягкая вода. Мягкая вода, содержащая больше магния, отлично мылится и хороша для мытья, но не очень хороша как для организма, так и для систем водоснабжения.
Так, мягкая вода отрицательно влияет на баланс минеральных веществ в организме человека и может вызвать отложение солей в организме, как, кстати, и излишне жёсткая вода.
Повышенное количество магния в организме приводит к угнетению нервной системы (магниевому наркозу). Например, иногда в бане, где «хорошая», мягкая вода, кружится голова, наступает слабость и сонливость. Высока также вероятность поражения нервных двигательных окончаний, а при более высоких концентрациях - центральной нервной системы. Эти отрицательные факторы магния в значительной мере нейтрализуются ионами кальция. Влияние магния на металл труб и котлов проявляется в том, что они просто быстро ржавеют. Хуже всего, конечно, что мягкая вода не только вызывает коррозию труб, но и усиливает токсичность тяжёлых металлов, содержащихся в воде, например цинка.
1.4.4. После умывания мягкой водой остается ощущение "мылкости". С чем это связано и не вредно ли это?

С этим явлением хорошо знакомы жители северных районов, где вода традиционно более мягкая. Действительно, при умывании мягкой водой остается субъективное впечатление "несмываемости" мыла, кожа остается скользкой, как бы намыленной. Связанно это явление с тем, что после удаления из воды солей жесткости уже не образуются "мыльные шлаки", которые уничтожают тончайшую жировую пленку, покрывающую поверхность здоровой кожи и защищающую ее от вредных внешних воздействий. Именно эта пленка и дает ощущение скользкости. И это не только не вредно, но наоборот крайне полезно. Ведь недаром косметологи рекомендуют умываться и мыть волосы дождевой или талой (а значит очень мягкой) водой. К сожалению, мы больше привыкли мыты тело и волосы "до скрипа" в жесткой воде, а затем пытаться восстановить нарушенную защитную пленку с помощью кремов и лосьонов[10].

1.4.5. Как влияет на чистоту воды и ее химический состав замораживание?

Сначала маленький экскурс в теорию. Лед имеет кристаллическую структуру, построенную из молекул воды. Инородным примесям, в том числе растворенным в воде в виде солей, при замерзании воды в этой кристаллической решетке места нет. Поэтому, по мере своего формирования, кристаллическая решетка как бы "вытесняет" примеси. Если этот процесс происходит в емкости, например в формочке для изготовления льда, то в результате все примеси концентрируются в одном месте (например, в середине, если объем воды охлаждался равномерно со всех сторон или на дне емкости, если охлаждение шло с поверхности), а вокруг их обволакивает прозрачный лед из чистой воды.

Если Вам приходилось рассматривать получившиеся кубики льда, то Вы видели внутри кубика мутное "облако" - это и есть примеси. Природа образования этого "облака" довольно проста. В месте концентрации солей вода не может полностью замерзнуть, образовав прозрачную кристаллическую структуру (это свойство солей используют при посыпании улиц в гололед). Причем, чем более загрязненная вода, тем эта мутная составляющая больше. Чем чище - тем больше прозрачная оболочка. Так, обратноосмотическая вода, полученная на мембранных установках, дает практически идеально прозрачный лед. Поэтому во всем мире такие системы устанавливают перед ледогенераторами.

Благодаря вышеописанному явлению, у жителей крайнего Севера теоретически есть метод очистки путем вымораживания воды. Можно либо сколоть внешнюю прозрачную оболочку и затем ее растопить, либо подтапливать всю глыбу, но не до конца. Как только лед растает до мутной серединки - его нужно выкидывать (если же растопить весь лед, то получится точно такая же вода, как и исходная - химический ее состав не изменится).

Таким способом можно получить практически идеально чистую воду. Кстати, экологи считают самой безопасной для человека именно талую воду древних ледников[11].


1.5.Нормы качества питьевой воды


По нормам качества, определяющим наличие и допустимые концентрации примесей, воды различают: питьевую, природные воды (водоемов хозяйственно-питьевого, культурного-бытового и рыбохозяйственного назначения) и сточные воды (нормативно-очищенные, стоки неизвестного происхождения, ливневые) [4].

Нормативы качества воды различных источников – предельно-допустимые концентрации (ПДК), ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) и ориентировочно-безопасные уровни воздействия (ОБУВ) – содержания в нормативно-технической литературе, составляющей водно-санитарное законодательство. К ним, в частности, относятся Государственные стандарты – ГОСТ 2874, ГОСТ 24902, ГОСТ 17.1.3.03, различные перечни, нормы, ОБУВ, санитарные правила и нормы поверхностных вод от загрязнений сточными водами СНиП № 4630. Вода питьевая должна соответствовать бактериологическим и органолептическим показателям, а также не превышать предельно допустимые концентрации токсичных химических веществ [4].

Среди нормативов качества воды устанавливаются лимитирующие показатели вредности – органолептические, санитарно-токсикологические или общесанитарные. Лимитирующий показатель вредности объединяет группу нормативов для веществ, вредное воздействие которых на организм человека и окружающую среду наиболее выражено именно в данном отношении. Так, к органолептическим лимитирующим показателям относятся нормативы для тех веществ, которые вызывают неудовлетворительную органолептическую оценку (по вкусу, запаху, цвету, пенистости) при концентрациях, находящихся в пределах допустимых значений. Лимитирующие общесанитарные показатели устанавливаются в виде нормативов для относительно малотоксичных и нетоксичных соединений – например, уксусной кислоты, ацетона и т.п. Для остальных (основной массы) вредных веществ установлены как лимитирующие санитарно-токсикологические показатели вредности [4].


1.5.Раздел о здоровье


Гипертоническая болезнь (эссенциальная артериальная гипертония, первичная артериальная гипертония) относится к числу наиболее распространенных заболеваний сердечно-сосудистой системы и составляет 96 – 99% всех случаев артериальной гипертонии [WHO, 1984]. Согласно мнению отечественных ученых [Г. Ф. Ланг, А. Л. Мясников, Е. М. Тареев], гипертоническая болезнь представляет собой самостоятельную нозологическую форму, строго отграниченную от вторичных (симптоматических) гипертоний [1].

История вопроса. Понятие «артериальная гипертония» как повышение артериального давления (АД) возникло еще в прошлом веке. ДО появления приборов для измерения АД о его изменениях судили по косвенным признакам (гипертрофия левого желудочка, акцент II тона над аортой, напряженный пульс). Вслед за Рива-Роччи (1896), предложившим измерять АД в плечевой артерии с помощью манжетки и ртутного манометра, русским ученым Н. А. Коротковым впервые был предложен аускультативный способ измерения систолического и диастолического АД, который вскоре стал общепринятым и непревзойденным по точности среди неинвазивных методов [1].

В течение многих лет доминировало представление о гипертонии только как о проявлении заболевания почек [Volhard F., Fahr Th., 1914]. В дальнейшем развитие артериальной гипертонии стали связывать с артериолосклерозом почек, с эндокринными нарушениями, в частности с нарушениями функции гипофиза и надпочечников [1].

Поворотным этапом в развитии представлений о гипертонии являлась идея о существовании самостоятельной, первичной гипертонии, не связанной с патологическим процессом в том или ином органе. Это было сделано на основе исключения в огромном большинстве случаев какого-либо заболевания (почечного, эндокринного и др.), способного привести к повышению АД. Большая заслуга в развитии этих представлений принадлежит одному из создателей советской кардиологической школы выдающемуся ленинградскому клиницисту Г. Ф. Лангу, который в 1992 г. выдвинул гипотезу о существовании особой нозологической формы, названной им гипертонической болезнью, с присущей ей этиологией и патогенезом, принципиально отличным от других форм артериальной гипертонии. Г. Ф. Ланг в 1948 г. сформировал оригинальную концепцию о сущности гипертонической болезни, в основе которой лежат нарушения («невроз») высших корковых и гипоталамических центров, регулирующих АД. В последующие годы эта концепция получила дальнейшее развитие в трудах А. Л. Мясникова и его школы, благодаря которым гипертоническая болезнь рассматривалась как «вызванная первичными нарушениями корковой и подкорковой регуляции вазомоторной системы в результате расстройства высшей нервной деятельности с последующим вовлечением в патогенетический механизм гуморальных факторов». В качестве этиологического фактора выдвигалась роль перенапряжения сферы высшей нервной деятельности в связи с влиянием психоэмоциональных воздействий [1].

Указанная концепция и по сей день является ведущей в представлениях отечественных ученых о природе и месте гипертонической болезни в проблемах артериальной гипертонии [1].

В западно-европейских странах и в особенности в США широкое распространение получил термин «эссенциальная гипертензия» («эссенциальная гипертония») или «первичная артериальная гипертензия», который обозначает форму артериальной гипертонии неизвестной природы, хотя и имеющей непосредственное отношение к гипертонической болезни в принятом в отечественной медицине понимании. Согласно решению специального комитета ВОЗ (1978), термины «эссенциальная гипертензия» и «гипертоническая болезнь» принято считать идентичными, и они характеризуют основную массу больных с повышением АД, у которых не удается выявить наличие патологического процесса в каком-либо органе как потенциально устранимую причину гипертонии [1].

Выяснение ключевой роли кальция в механизме мышечного сокращения, четкое антигипертензивное действие кальциевых блокаторов способствовали значительному увеличению интереса клиницистов и эпидемиологов к изучению роли кальция в патогенезе артериальной гипертензии. A. Aro (1987), анализируя результаты выполненных до 1987 г. популяционных исследований, указывает, что в большинстве из них выявлена обратная корреляция между количеством принимаемого с пищей кальция и уровнем АД (систолического, диастолического и среднего). С. К. Чурина (1988) связывает широкую распространенность артериальной гипертензии в Северо-Западном регионе нашей страны и в Скандинавских странах с низкой жесткостью и минерализацией воды. По данным D. McCarron и соавт. (1984), среди лиц, употребляющих менее 300 мг кальция в день, риск развития артериальной гипертензии составляет 11 – 14%, в то время как среди людей, принимающих с пищей 1200 мг кальция в день, – только3 – 4% [9].


Глава II. Материалы и методы

2.1. Материалы и оборудование


Материалом исследования является питьевая вода поселка Толмачево: водопроводная, родниковая, колодезная. Водопроводную воду мы отбирали из под крана в квартирах и в школе.

Объекты исследования:

  • Недалеко от Толмачево (в г. Луга) на реке Наплотинка имеются источники родниковой воды. Они пользуется большой популярностью не только среди местного населения, но и жителей Санкт-Петербурга. Узнав об этом, мы решили исследовать родниковую воду по химическим показателям, чтобы выяснить, какого она качества.

  • В д. Кузовницы (Толмачевское городское поселение), есть «святой источник» и несколько колонок. Жители и дачники (у Толмачевцев там тоже есть дачи) используют эту воду для питья.

  • В Толмачево на левом берегу реки Луги, много частных домов и дач. У многих вырыты свои колодцы, а так же там есть родники (на улице Соснова родник, который был основным источником питьевой воды, пока жители не вырыли своих колодцев).

  • Так же на левом берегу реки есть поселок Железо. Мы взяли пробы из единственного там колодца, используемого для питья.

Все химические исследования воды мы проводили при помощи тест комплектов научно – производственного объединения ЗАО «Крисмас +», пользуясь руководством Муравьева А. Г. [5,6].

Этими тест комплектами мы пользуемся уже много лет. При сравнении результатов, полученных в школьной лаборатории с результатами других лабораторий (ОАО «Химик» г. Луга; СЭС г. Луги; ОАО «Толмачевский завод ЖБ и МК; ОАО «Лужский водоканал») мы получали схожие результаты (таблица 3.2.1. и приложение 2.1.: таблицы 2.1., 2.2. и гистограммы 2.1., 2.2.), поэтому мы доверяем данным тест комплектам.


2.2. Основные методы исследования


Подробную информацию о методах исследования и основных показателях воды можно изучить в приложении 2.2.1., 2.2.2.

  1. Запах – органолептическим методом.

  2. Водородный показатель (pH) – визуально-колориметрическим, мг/л.

  3. Аммоний – визуально-колориметрическим, мг/л.

  4. Карбонаты – титриметрическим, мг/л.

  5. Гидрокарбонаты – титриметрическим, мг/л.

  6. Сульфаты – турбидиметрическим, мг/л.

  7. Хлориды – титриметрическим, мг/л.

  8. Нитраты – визуально-колориметрическим, мг/л.

  9. Железо общее – визуально-колориметрическим, мг/л.

  10. Общая жесткость – титриметрическим, мг-экв/л.


2.3.Отбор воды для анализа

Для "среднего" химического анализа (по 20-25 параметрам) нужно не менее 2-х литров воды. В качестве емкостей мы используем стеклянную или, что даже более удобно, пластиковую тару. Посуда чистая и без запахов.

Порядок набора воды:
1. Дать воде стечь 5-10 минут. Делается это для того, чтобы слить из трубопровода застоявшуюся воду.
2. Сполоснуть изнутри емкости той водой, которая будет сдаваться на анализ.
3. Набирать воду небольшой спокойной струей, можно по стенке бутылки. Цель - минимальное "бурление" воды при ее наборе, т.к. в противном случае она насыщается кислородом и в ней возможны химические реакции, искажающие исходную картину.
4. Воду в тару (независимо от ее емкости - 1,5 л, 2л, 5л и т.д.) набирать под самое горлышко или крышку "с переливом", чтобы не допустить образования воздушной пробки. Цель та же, что и в п.3.
5. Поместить набранные емкости с водой в непрозрачный пакет или сумку и чем скорее вода попадет в лабораторию, тем лучше.



Глава III. Результаты исследования

3.1.Источники водоснабжения поселка Толмачево

hello_html_m288c27a5.jpg

3.1.1. Питьевое водоснабжение поселка

В поселке имеются 4 артезианские скважины, которые используют для питьевого водоснабжения поселка и 3 скважины использует завод ЖБиМК (рис. 3.1.1.1).


Артезианская скважина №1 (А/с №1). Расположена на улице Боровой – рядом с А/с № 2. Ее глубина составляет 300 метров. Она была введена в эксплуатацию в 2007 году (рис. 3.1.1.2 – Фото автора). Эту скважину наиболее активно использует население. Данная скважина питает весь поселок, а так же 7 колонок на улицах: Лужская, Первомайская, Лесная, Пролетарская.hello_html_322fe6b4.jpg

Адреса домов:

Новый переулок- 7; 5

Ул. Молодежная- 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8.

Ул. Толмачева - 6;14;25;25а; 27; 29; 31; 33; 35.

Пер. Толмачева- 1; 1а; 3; 4.

Ул. Советская- 2; 4.

Ул. Железнодорожная- 1.







На территории поселка так же имеются еще 3 скважины, очень редко используемые населением (являются резервными).

Артезианская скважина №2 (А/с №2). Расположена на улице Боровой. Ее глубина составляет 330 метров (рис. 3.1.3). Она была введена в эксплуатацию в 1979 году. В данный момент находится в резерве.

Артезианская скважина №3 (А/с № 3). Расположена на улице Свободы. Глубина 81 метр, введена в эксплуатацию в 1955 году. Питает зацерковную часть поселка, в которой расположены 18 колонок (ВРК).

Артезианская скважина №4 (А/с №4). Питает д/ дом и два дома по улице Парковой (дома № 6 и № 8). Глубина 55 метров, введена в эксплуатацию в 1970 году. В данный момент находится в резерве, т.к. в конце 80-х гг. сделана закольцовка с А/с Свобода на улицу Парковая и Мичурина.



Так как соблюдение санитарных правил очень важно для источников питьевого водоснабжения (приложение 3.1.1), мы исследовали санитарно-защитную зону у скважины №1 и сделали ее схему (приложение 3.1.2), все соответствует существующим требованиям.


3.1.2. Питьевое водоснабжение

ОАО «Толмачевский завод ЖБ и МК»


Питьевое снабжение завода осуществляется из подземных источников. На территории предприятия находится 3 артезианские скважины. Одна из этих скважин снабжает водой некоторые жилые дома п. Толмачево.

Эксплуатируемые водоносные горизонты: девонский и ордовикский.

Скважина № 1 и 2 (З/С) – глубина 288 м., девонский горизонт.

Скважина № 3 (З/С) – глубина 341 м., ордовикский горизонт.

Скважины оборудованы насосами ЭЦВ-10-63-110. Оборудование скважин находится в кирпичных павильонах. Вокруг артезианских скважин имеется санитарно-защитная зона. Производительность эксплуатируемых скважин 1200 м3/сутки.

Система водоснабжения предусматривает подачу воды на технологические и хозяйственно-бытовые нужды предприятия, а также на горячее водоснабжение. На территории предприятия в санитарно-защитной зоне арт. скважины № 3 имеется водонапорная башня высотой 40 м. с объемом бака 300 м3 для регулирования давления в сети и запаса воды в часы максимального водозабора. Протяженность сетей водопровода по территории предприятия 1,5 км. Диаметр трубопровода от 25 до 200 мм. Материал труб – сталь, чугун, ПХВ.


Мы построили гистограмму, на которой можно увидеть глубину всех скважин поселка.


hello_html_6c49ed19.gif

Рис. 3.1.2. Глубина артезианских скважин п. Толмачево

Видно, что самыми глубокими являются А/с №2 и З/с №3, а самыми неглубокими – А/с №3 и А/с №4.


3.2. Химический анализ воды

3.2.1. Химический анализ водопроводной воды, полученный в школьной и заводской лаборатории

В феврале 2011 года мы взяли пробы питьевой воды из квартир, получающих воду из артезианской скважины № 1 и из заводской скважины № 1. В школьной лаборатории был проведен анализ исследуемой воды (рис. 3.2.1 – Автор фото: Шевцова Ю. И.). Каждый показатель мы определяли по 3 раза. Чтобы убедиться, что проведенные химические анализы выполнены правильно, мы отдали на исследования поселковую воду из А/С №1, в лабораторию завода «ЖБиМК» (ОАО «Толмачевский завод железобетонных и металлоконструкций»). Нам представили результаты исследования воды: скважины №1 (А/С №1) и одной из заводских скважин (З/С №1). Сравнение результатов представлено в таблице 3.2.1.


Таблица 3.2.1.

Сравнительная характеристика анализа химического состава воды

Лаборатория завода

«ЖБ и МК»

А/с № 1

З/с № 1

А/с № 1

З/с № 1

рН, (6,5 – 8)

7,0

7,5

7,0

7,5

Аммоний, мг/л (2,5)

0,0

0,0

0,0

0,0

Хлориды, мг/л (350)

30,0

10,0

38,0

15,0

Сульфаты, мг/л (500)

0,0

110,0

0,0

120,0

Карбонаты, мг/л (350)

20,0

190,0

20,0

190,0

Общее железо, мг/л (0,3)

0,0

0,1

0,0

0,2

Общая жесткость, мг – экв/л (до 7)

0,5

5,1

0,4

5,0


При сравнении поселковой скважины (А/С № 1) с заводской скважиной (З/С № 1) видно, что количество хлорид-ионов выше в поселковой скважине. Количество сульфат – ионов, карбонат – ионов, рН и общая жесткость выше в заводской скважине. Все показатели в пределах нормы.

Сравнив результаты, полученные в заводской и школьной лабораториях, мы убедились, что они почти совпадают. Значит, выбранные нами методики подходят для данного эксперимента, и сам анализ был выполнен правильно.

3.2.2. Сравнение химических показателей питьевой водопроводной воды из А/с №1в летний период


Мы сравнили результаты исследования воды летом в июне 2009, 2010 и 2011 годов, чтобы узнать, как меняются показатели. Пробы воды брались из квартир, получающих воду из артезианской скважины № 1. В школьной лаборатории был проведен анализ исследуемой воды. Каждый показатель определялся по 3 раза. Сравнение результатов представлено в таблице 3.2.2 и на гистограмме 3.2.2. сравнение по показателю «Общая жесткость».

Таблица 3.2.2.

Сравнительная характеристика анализа химического состава питьевой воды в летние периоды

Характеристики/

(ПДК)

Лето 2009

Лето 2010

Лето 2011

pH, (6,5 – 8)

7,0

7,0

8,2

Аммоний, мг/л (2,5)

0,0

0,0

0,0

Хлориды, мг/л (350)

90,0

124,6

111,25

Сульфаты, мг/л (500)

47,0

72,0

0,0

Общее железо, мг/л (0,3)

0,0

0,0

0,5

Карбонаты, мг/л (1000)

0,0

60,0

0,0

Гидрокарбонаты мг/л (1000)

0,0

152,5

122

Нитраты, мг/л (45)

20,0

10,0

0

Общая жесткость, мг – экв/л (до 7)

0,0

3,0

2

Гистограмма 3.2.2.



      1. Химические показатели родниковой и колодезной воды


Для того чтобы найти наиболее приемлемый для здоровья населения источник питьевой воды мы в июне 2011 года в школьной лаборатории провели анализ воды ряда наиболее популярных родников, а так же некоторых колодцев и колонок. Результаты в таблицах 3.2.3.1. – 3.2.3.3.

Таблица 3.2.3.1.

Результаты анализа воды родников


Характеристики/

(ПДК)

1

д. Кузов

ницы № 1

2

д. Кузов

ницы № 2

3

п. Толмачево

левый берег,

ул. Соснова

4

У реки Напло

тинки № 1

5

У реки Напло

тинки № 2

Цветность,0 / 20

0

0

0

0

0

Запах, баллы /2

0

0

0

0

0

Мутность

0

0

0

0

0

Пенистость

0

0

0

0

0

pH, (6,5 – 8)

7,6

7,0

7,5

5,8

5,7

Аммоний, мг/л (2,5)

0

0

0

0,2

2

Хлориды, мг/л (350)

17,75

17,75

40,05

62,3

66,75

Сульфаты, мг/л (500)

0

0

0

59

59

Общее железо, мг/л (0,3)

0,1

0,1

0,1

0

0

Карбонаты, мг/л (1000)

9

0

9

0

0

Гидрокарбонаты мг/л (1000)

94,5

155,5

61

0

0

Нитраты, мг/л (45)

0

1

3

9

16

Общая жесткость, мг – экв/л (до 7)

5

4,5


4,5



2



2,5

Таблица 3.2.3.2.

Результаты анализа воды колонок


Характеристики/

(ПДК)

1

д. Кузовницы


2

д. Кузовницы

Цветность, 0 / 20

0

0

Запах, баллы/2

0

0

Мутность

0

0

Пенистость

0

0

pH, (6,5 – 8)

7,5

7,4

Аммоний, мг/л (2,5)

0,2

0

Хлориды, мг/л (350)

17,75

19,52

Сульфаты, мг/л (500)

0

0

Общее железо, мг/л (0,3)

0,1

0,1

Карбонаты, мг/л (1000)

9

0

Гидрокарбонаты мг/л (1000)

216,5

259,2

Нитраты, мг/л (45)

20

5

Общая жесткость, мг – экв/л (до 7)

4,5

5,5


Таблица 3.2.3.3.

Результаты анализа воды колодцев

Характеристики/

(ПДК)

1

п. Железо

2

п. Толмачево,

ул. Прохорова

Цветность0 / 20

0

0

Запах, баллы/2

0

0

Мутность

0

0

Пенистость

0

0

pH, (6,5 – 8)

5,8

6

Аммоний, мг/л (2,5)

0

0

Хлориды, мг/л (350)

89

115,7

Сульфаты, мг/л (500)

0

0

Общее железо, мг/л (0,3)

0,15

0,4

Карбонаты, мг/л (1000)

0

0

Гидрокарбонаты мг/л (1000)

152,5

152,5

Нитраты, мг/л (45)

15

10

Общая жесткость, мг – экв/л (до 7)

2

2,5



3.3. Заболеваемость гипертонией в поселке Толмачево

Проведя химический анализ питьевой воды, и выяснив, что у нас в поселке очень мягкая вода, мы решили узнать, как это может отразиться на здоровье потребителей. Изучив соответствующую литературу (глава 1), стало ясно, что жесткость воды может повлиять на развитие гипертонии.

Поговорив с местным врачом Петровой Надеждой Михайловной, мы узнали, что у нас в поселке примерно ¼ населения больны гипертонией! Все эти жители употребляют питьевую воду из артезианской скважины №1, имеющей низкую жесткость воды. Наши результаты на рисунках 3.3.1., 3.3.2.


hello_html_2bd06ab1.gif

Рисунок 3.3.1. Процентное содержание больных гипертонией п. Толмачево

hello_html_m4588e07c.gif









Рисунок 3.3.2. Заболеваемость гипертонией в поселке Толмачево пенсионного возраста

3.4. Обсуждение результатов


Сравнение поселковой скважины (А/С № 1) с заводской (З/С № 1).

Заводская скважина отличается от поселковой: во-первых, жесткость в ней средняя; во – вторых, есть сульфаты, хлоридов и гидрокарбонатов меньше. Значит, жесткость обусловлена только присутствием в воде сульфат – ионов, которая может быть обусловлена растворением некоторых минералов – природных сульфатов (гипс), а также переносом с дождями содержащихся в воздухе сульфатов. Последние образуются при реакциях окисления в атмосфере оксида серы (IV) до оксида серы (VI), образования серной кислоты и ее нейтрализации (полной или частичной). Все показатели не превышают пределов ПДК для питьевой воды. По показателю «Общая Жесткость» вода в заводской скважине наиболее предпочтительна для потребителей.


Сравнение химического состава водопроводной воды летом 2009, 2010, 2011 гг.

Летом 2011 года показатель рН повысился с 7,0 до 8,2. То есть вода стала из нейтральной – слабощелочной. «Сульфаты», «Нитраты» и «Общее железо» были не обнаружены совсем. В 2011 году результат по показателю «Общее железо» составил 0,5, что превышает ПДК = 0,3.

В 2010 году обнаруживались «Карбонаты» (60 мг/л), в другие годы – 0,0.

В 2009 году не обнаруживались «Гидрокарбонаты», а затем их количество стало 152 и 122 соответственно. А показатель «Общая жесткость» был равен 0,0.

Результаты по показателю «Общая Жесткость» меняются, но все они говорят о очень мягкой воде.

Мы видим, что состав воды немного меняется с годами.

Изучив литературные и интернет источники (глава 1) становится ясно, что на здоровье человека изменения рН и «Общее Железо» ни как не отразиться. Опасение вызывает только показатель «Общая Жесткость».

Сравнение химического состава питьевой воды разных источников

Проведя исследования различных источников, мы убедились, что вода соответствует нормам для питьевой воды почти по всем исследуемым показателям.

Не соответствует нормам:

  • Родники на реке Наплотинке и колодец в п. Железо имеют показатель рН ниже нормы.

  • Колодец на ул. Прохорова и водопроводная вода в п. Толмачево (школа) имеет превышенный норму показатель «Общее Железо».

  • Во втором источнике на реке Наплотинке высокий показатель катионов аммония, но ПДК не превышает (таблица 3.2.3.1).

Аммонийные соединения в значительных количествах присутствуют в нечистотах (фекалиях). Не утилизированные должным образом нечистоты могут проникать в грунтовые воды. Опасное загрязнение грунтовых вод хозяйственно – фекальными и бытовыми сточными водами происходит при разгерметизации системы канализации. По этим причинам повышенное содержание аммонийного азота в поверхностных водах обычно является признаком хозяйственно – фекальных загрязнений.

Поэтому использовать воду для питья из второго источника на реке Наплотинке мы бы не рекомендовали.

ПКК по показателю «Общее Железо» установлен по органолептическим ограничениям. Не установлено пока его вредного влияния на организм.

Проанализировав все полученные результаты, получается, что источники питьевой воды, которыми пользуются жители п. Толмачево:

  • водопроводная вода,

  • родники и колодцы на левом берегу (ул. Соснова, ул. Прохорова),

  • родники на реке Наплотинке (самые популярные у нас)

содержат в своем составе достаточно мало солей, вода такая очень мягкая. Изучив литературу[1,9] мы поняли, что малое количество солей в питьевой воде может привести к различным заболеваниям. Особую озабоченность вызывает, то, что постоянное употребление мягкой питьевой воды может вызвать развитие гипертонии, а как мы выяснили, у нас в поселке это итак достаточно распространенное заболевание.

Источники питьевой воды в д. Кузовницы имеют среднюю жесткость воды, что более благоприятно для потребителей и все остальные исследуемые показатели в норме.

Но д. Кузовницы расположена далеко от п. Толмачева (около 40 км), поэтому пользоваться ей могут только местные жители и дачники (среди которых есть и жители п. Толмачева).

Поэтому мы будем продолжать искать наиболее благоприятный для здоровья источник питьевой воды.



Выводы:


  1. Вода в поселок поступает из артезианских скважин. Такая вода считается чистой по многим показателям. В данное время большинство домов снабжается водой из артезианской скважины № 1 (А/с №1), глубина которой 300 м. Питьевое водоснабжение ОАО «Толмачевский завод ЖБ и МК» осуществляется из артезианской скважины № 1 (З/с № 1), глубина которой 288 м. Санитарные зоны у этих скважин отвечают всем требованиям. Часть населения пользуется водой из колонок, колодцев и родников.

  2. Химический анализ водопроводной воды п. Толмачево показал, что вода очень мягкая, из солей содержит гидрокарбонаты и хлориды. Летом 2011 года было выявлено превышение по показателю «Общее Железо».

Проанализировав состав родниковой и колодезной воды видно, что она соответствует нормам для питьевой воды почти по всем исследуемым показателям. Не совсем соответствуют норме

  • родники на реке Наплотинке: у них показатель рН слегка понижен, и во втором роднике содержание катиона аммония высокое, хотя не превышает ПДК;

  • колодец в п. Железо имеет показатель рН ниже нормы;

  • колодец на ул. Прохорова имеет превышенный норму показатель «Общее Железо».

Все изученные источники имеют низкий показатель «Общая Жесткость», вода очень мягкая. В деревне Кузовницы этот показатель выше и соответствует средней жесткости воды.

  1. Выяснилось, что постоянное употребление мягкой воды может привести к развитию гипертонии. Примерно 26,6% населения поселка болеют гипертонией, все они употребляют мягкую питьевую воду. Конечно, заболеваемость не только связанна с составом воды, но употребление мягкой воды может усугубить развитие сердечно – сосудистых заболеваний.

  2. Следовательно, наиболее благоприятно для здоровья потребителей – употребления питьевой воды колодцев и родника в д. Кузовницы. Но это достаточно далеко от п. Толмачево и воспользоваться этой возможностью могут только те жители, у которых там дачи.

Подтверждение гипотезы:


Мы можем сказать, что наша гипотеза подтверждается. Водопроводная вода в поселке Толмачево очень мягкая и это может отразиться на здоровье жителей – потребителей этой воды. Мягкая вода может вызвать гипертонию, а в нашей стране сердечно-сосудистые заболевания и так стоят на первом месте по смертности.


Перспективы:


  1. В дальнейшем мы проведем анализ водопроводной воды по сезонам, и проанализируем результаты.

  2. Проведем анализ родниковой воды других источников, которыми пользуется население, и ознакомим жителей поселка с полученными результатами.

  3. Продолжим поиск наиболее благоприятного для здоровья потребителей источника питьевой воды.

Список литературы:


  1. Алмазов В. А., Шляхто Е. В., Соколова Л. А. Пограничная артериальная гипертензия – Санкт-Петербург: «Гиппократ», 1992.

  2. Есипов А. Б., Есипова Н. В. Мир воды – Санкт-Петербург: «Крисмас, 2005.

  3. Кузнецов В. Н. Экология России – Хрестоматия. АО «МДС», 1996.

  4. Мазаев В. Т., Шлепнина Т. Г., Сысина А. Н., Недачин А. Е., Кудрявцева Б. М., Гасилина М. М., Веселов А. П. Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.4.1110 – 02. Москва: «Издание официальное. Минздрав России», 2002.

  5. Муравьев А. Г. Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами – Санкт-Петербург: «Издание третье. Крисмас+», 2004.

  6. Муравьев А. Г., Пугал Н. А., Лаврова В. Н.. Экологический практикум – Санкт-Петербург: «Крисмас +», 2003.

  7. Петленко В. П., Давиденко Д. Н. Этюды валеологии: здоровье как человеческая ценность – Санкт-Петербург, 1999.

  8. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания. Книга вторая. Загрязнение воды и воздуха – М: «Мир», 1995.

  9. Под ред. Чазова Е. Н. Болезни сердца и сосудов. Руководство для врачей. Том 3 – Москва: «Медицина», 1992.

  10. www.protera.by/infocenter/publications/9.html

  11. www.water.ru/bz/digest/water_in_your_home_1.shtml

  12. www.water.ru/bz/param/ferrum.shtml

  13. wwtec.ru/index.php?id=241

  14. www.healthydrinkingwaterblog.com/whats-in-our-drinking-water/drinking-water-ph-what-is-good-26/

  15. www.aquaexpert.ru/enc/termin/phwater/

  16. www.o8ode.ru/article/dwater/












ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение 1. 3.

Влияние неорганических и органических веществ, бактерий и вирусов на организм человека


Название вещества, бактерии или вируса

Органы и системы человека, на которые влияют эти соединения

Неорганические вещества


Бериллий

Желудочно-кишечный тракт

Кадмий

Почки

Медь

Почки, печень

Мышьяк

Кожа, кровь; канцероген

Нитраты и нитриты

Мутации

Ртуть

Почки

Свинец

Почки, замедление развития

Селен

Кровь

Таллий

Желудочно-кишечный тракт, кровь, почки, печень

Цианид

Нервная система

Органические вещества


Бензол

Канцероген

Пестициды (ДДТ, анахлор, гептахлор)

Канцерогены

Соединения хлора (винилхлорид,  дихлорэтан)

Кровь, почки, печень

Фенол

Печень, почки, обмен веществ

Толуол

Нервная система, почки, печень

Бактерии и вирусы


Кишечная палочка

Желудочно-кишечный тракт

Энтеровирусы

Желудочно-кишечный тракт

Вирус гепатита

Печень


Приложение 2.1.

Таблица 2.1.






Гистограмма 2.1. – сравнение химического состава родниковой воды, проведенных в разных лабораторияхhello_html_m59b0d5ce.gif



Таблица 2.2.

Сравнение химических показателей питьевой воды, проведенных в разных лабораториях

Характеристики/ПДК

Школьная лаборатория

Заводская лаборатория

Лаборатория водоканала

рН, баллы (6,5 – 8)

7,0

7,0

8,0

Аммоний, мг/л (2,5)

0,0

0,0

0,1

Хлориды, мг/л (350)

103,0

30

87,3

Сульфаты, мг/л (500)

64,0

50

0,1

Общее железо, мг/л (0,3)

0,0

0

0,1

Нитраты, мг/л (45)

10

0

0,0

Общая жесткость, мг – экв/л (до 10)

3,0

0,4

1,5

hello_html_3b7dcdb.gif



Гистограмма 2.2. – Сравнение химического показателя «общая жесткость» питьевой воды, проведенное в разных лабораториях


Приложение 2.2.1

Химические показатели воды

Органолептические показатели

Запах воды обусловлен наличием в ней летучих пахнущих веществ, которые попадают в воду естественным путем либо со сточными водами. Практически все органические вещества (в особенности жидкие) имеют запах и передают его воде [6].

Запах по характеру подразделяют на две группы (таблица 2.2.1.), описывая его субъективно по своим ощущениям:

  1. Естественного происхождения (от живущих и отмеривших организмов, от влияния почв, водной растительности и т.п.)

  2. Искусственного происхождения. Такие запахи обычно значительно изменяются при обработке воды [6].

Таблица 2.2.1.

Характер запахов

- землистый

- гнилостный

- плесневый

- торфяной

- травянистый и др.

- нефтепродуктов

(бензиновый и др.)

- хлорный

- уксусный

- феноловый и др.


Интенсивность запаха оценивают по 5-бальной шкале (ГОСТ 3351). Для питьевой воды допускается запах не более 2 баллов [6].


Водный показатель (рН)

Он представляет собой отрицательный логарифм концентрации водородных ионов в растворе:

рН= - lg+)

В питьевой воде допускается рН 6,0-9,0. Величина рН природной воды определяется, как правило, соотношением концентрации гидрокарбонат-анионов и свободного СО2 [6].

Минеральный состав

Карбонаты и гидрокарбонаты представляют собой компоненты, определяющие природную щелочность воды. Их содержание в воде обусловлено процессами растворения атмосферного CO2, взаимодействия воды с находящимися в прилегающих грунтах известняками и, конечно, протекающими в воде жизненными процессами дыхания всех водных организмов [5].


Сульфаты – распространенные компоненты природных вод. Их присутствие в воде обусловлено растворением некоторых минералов – природных сульфатов (гипс), а также переносом с дождями содержащихся в воздухе сульфатов. Последние образуются при реакциях окисления в атмосфере оксида серы (IV) до оксида серы (VI), образования серной кислоты и ее нейтрализации (полной или частичной):

2SO2+O2=2SO3,

SO3+H2O=H2SO4

Сульфаты в питьевой воде не оказывают токсического эффекта для человека, однако ухудшают вкус воды: ощущение вкуса сульфатов возникает при их концентрации 250-400 мг/л. Сульфаты могут вызывать отложение осадков в трубопроводах при смешивании двух вод с разным минеральным составом, например, сульфатных и кальциевых (в осадок выпадает CaSO4) [6].

Хлориды присутствуют практически во всех пресных поверхностных и грунтовых водах, а также в питьевой воде, в виде солей металлов. Если в воде присутствует хлорид натрия, то она имеет соленый вкус уже при концентрациях свыше 250 мг/л; в случае хлоридов кальция и магния, соленость воды возникает при концентрациях свыше 1000 мг/л. Именно по органолептическому показателю вкуса установлен ПДК для питьевой воды по хлоридам (350 мг/л) – лимитирующий показатель вредности – органолептический[5].

Высокие концентрации хлоридов в питьевой воде не оказывают токсических эффектов на людей, хотя соленые воды очень коррозионно активны по отношению к металлам, пагубно влияют на рост растений, вызывают засоление почв [5].


Биогенные элементы

Нитраты являются солями азотной кислоты и обычно присутствуют в воде. Нитрат-анион содержит атом азота в максимальной степени окисления «+5». Нитратобразующие (нитрафиксирующие) бактерии превращают нитриты в нитраты в аэробных условиях. Повышенное содержание нитратов в воде может служить индикатором загрязнения водоема в результате распространения фекальных либо химических загрязнений (сельскохозяйственных, промышленных). Питьевая вода и продукты питания, содержащие повышенное количество нитратов, могут вызвать заболевания, и в первую очередь у младенцев (так называемая метгемоглобинемия). Вследствие этого расстройства ухудшается транспортировка кислорода с клетками крови и возникает синдром «голубого младенца» (гипоксия). ПДК нитратов в воде водоемов и питьевой воде составляет 45 мг/л (или 10 мг/л по азоту), лимитирующий показатель вредности – санитарно-токсикологический [5].

Аммоний. Его соединения содержат атом азота и минимальной степени окисления «-3».

Катионы аммония являются продуктом микробиологического разложения белков животного и растительного происхождения. Образовавшийся таким образом аммоний вновь вовлекается в процесс синтеза белков, участвуя тем самым в биологическом круговороте веществ. По этой причине аммоний и его соединения в небольших концентрациях обычно присутствуют в природных водах. Существует два основных источника загрязнения окружающей среды аммонийными соединениями. Аммонийные соединения в больших количествах входят в состав минеральных и органических удобрений, избыточное и неправильное применение которых приводит к соответствующему загрязнению водоемов. Кроме того, аммонийные соединения в значительных количествах присутствуют в нечистотах (фекалиях). Не утилизированные должным образом нечистоты могут проникать в грунтовые воды или смываться с поверхностными стоками в водоемы. Стоки с пастбищ и мест скопления скота, сточные воды от животноводческих ферм, а также бытовые и хозяйственно – фекальные стоки всегда содержат большие количества аммонийных соединений. Опасное загрязнение грунтовых вод хозяйственно – фекальными и бытовыми сточными водами происходит при разгерметизации системы канализации. По этим причинам повышенное содержание аммонийного азота в поверхностных водах обычно является признаком хозяйственно – фекальных загрязнений.

ПДК аммиака и ионов аммония в воде водоемов составляет 2,6 мг/л (или 2,0 мг/л по аммонийному азоту). Лимитирующий показатель вредности – общесанитарный [4].





Металлы

Железо общее. Железо – один из самых распространенных элементов в природе. В малых концентрациях железо всегда встречается практически во всех природных водах (до 1 мг/л при ПДК на сумму железа 0,3 мг/л) и особенно – в сточных водах. В последние железо может попадать из отходов (сточных вод), травильных и гальванических цехов, участков подготовки металлических поверхностей, стоков при крашении тканей и др [5].

ПДК общего железа в воде водоемов составляет 0,3 мг/л, лимитирующий показатель вредности – органолептический [5].


Приложение 2.2.

Литературные источники приложения 2.2. – [5], [6].

Запах – органолептическим методом.

Интенсивность запаха определили по пятибалльной шкале.

Характер проявления запаха

Оценка интенсивности запаха

Нет

Запах ощущается

0

Очень слабая

Запах сразу не ощущается, но обнаруживается при тщательном исследовании (при нагревании воды)

1

Слабая

Запах замечается, если обратить на это внимание

2

Заметная

Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде

3

Отчетливая

Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья

4

Очень сильная

Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению.

5


Водородный показатель (pH) – визуально – колориметрическим, мг/л.

Для определения pН использовалась визуальное колориметрирование, при котором определение проводят с использованием портативных тест-комплектов, основанных на реакции универсального индикатора с водопроводными ионами, сопровождающейся изменением окраски раствора. Точность измерения водородного показателя с помощью визуально-колориметрических тест-комплектов – около 0,5 единиц pН.

Аммоний – визуально – колориметрическим, мг/л.

Метод определения массовой концентрации катиона аммония основан на его реакции с реактивом Несслера с образованием окрашенного в щелочной среде в желтый цвет соединения:

2K2HgJ4+NH3+3KOH=Hg2OJNH2+7KJ+2H2O

Желтый

Мешающее влияние железа устраняют добавлением к пробе сегнетовой соли: KCOO(CHOH)COONa.

Карбонаты и гидрокарбонаты – титриметрическим, мг/л.

Определение карбонат – и гидрокарбонат-анионов основано на их реакции с водородными ионами в присутствии фенолфталеина (при определении карбонат-анионов) или метилового оранжевого (при определении гидрокарбонат-анионов) в качестве индикаторов. Используя эти два индикатора, удается наблюдать две точки эквивалентности: в первой точке (pH 8,0-8,2) в присутствии фенолфталеина полностью завершается титрование карбонат-анионов, а во второй (pH 4,1-4,5) – гидрокарбонат-анионов. По результатам титрования можно определить концентрации в анализируемом растворе основных ионных форм, обуславливающих потребление кислоты (гидроксо-, карбонат- и гидрокарбонат-анионов), а также величины свободной и общей щелочности воды, т.к. они находятся в стехиометрической зависимости от содержания гидроксил-, карбонат- и гидрокарбонат-анионов. Для титрования обычно используют титрованные растворы соляной кислоты с точностью известным значением концентрации – 0,05 г-экв/л.

Определение карбонат-анионов основано на реакции:

CO32- + H+ = HCO3-

Присутствие карбонат-анионов в концентрациях, определяемых аналитически, возможно лишь в водах, pH которых более 8,0-8,2. В случае присутствия в анализируемой воде гидроксо-анионов при определении карбонатов протекает так же реакция нейтрализации:

OH- + H+ =H2O

Определение гидрокарбонат-анионов основано на реакции:

HCO3- + H+ = CO2 + H2O

Таким образом, при титровании по фенолфталеину в реакции с кислотой участвуют анионы OH- и CO32-, а при титровании по метиловому оранжевому – OH-, CO32- и HCO3-.

В результате титрования карбоната и гидрокарбоната, которое может выполняться как параллельно в разных пробах, так и последовательно в одной и той же пробе, для расчета значений концентрации необходимо определить общее количество кислоты (V0) в миллилитрах, израсходованной на титрование карбоната (Vк) и гидрокарбоната (Vгк). Следует иметь в виду, что при определении потребления кислоты на титрование по метилоранжу (Vмо) происходит последовательное титрование и карбонатов, и гидрокарбонатов. По этой причине получаемый объем кислоты Vмо содержит соответствующую долю, обусловленную присутствием в исходной пробе карбонатов, перешедших после реакции с катионом водорода в гидрокарбонаты, и не характеризует полностью концентрацию гидрокарбонатов в исходной пробе. Следовательно, при расчете концентрации основных ионных форм, обуславливающих потребление кислоты, необходимо учесть относительное потребление кислоты при титровании по фенолфталеину (Vф) и метилоранжу (Vмо). Рассмотрим несколько возможных вариантов, сопоставляя величины Vф и Vмо.

    1. Vф =0. Карбонаты, а так же гидроксо-анионы в пробе отсутствуют, и потребление кислоты при титровании по метилоранжу может быть обусловлено только присутствием гидрокарбонатов.

    2. Vф ≠0, причем 2 Vф< Vмо. В исходнойпробе присутствуют гидроксо-анионы,но присутствуют и гидрокарбонаты, и карбонаты, причем доля последних эквивалентно оценивается как Vк =2Vф, а гидрокарбонатов– какVгк= Vмо-2Vф.

    3. 2Vф = Vмо. Гидрокарбонаты в исходнойпробе отсутствуют, и потребление кислоты обусловлено содержанием практически только карбонатов, которые количественно переходят в гидрокарбонаты. Именно этим объясняется удвоенное, по сравнению с Vф, потребление кислотыVмо.

    4. 2Vф > Vмо. В данном случае в исходной пробе гидрокарбонаты отсутствуют, но присутствуют не только карбонаты, но и другие потребляющие кислоту анионы, а именно – гидроксо-анионы. При этом содержание последних эквивалентно составляет VOH = 2Vф - Vмо. Содержание карбонатов можно рассчитать, составив и решив систему уравнений:

Vк +VOH=Vмо

VOH=2Vф -Vмо


    1. Vф = Vмо. В исходной пробе отсутствуют и карбонаты, и гидрокарбонаты, и потреблениекислоты обусловлено присутствием сильных щелочей, содержащих гидроксо-анионы.

Массовые концентрации анионов рассчитываются на основании уравнений реакций потребления кислоты карбонатами (Cк) и гидрокарбонатами (Cгк) в мг/л по формулам:

,

,

Где: Vк иVгк – объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование карбоната и гидрокарбоната соответственно, мл;

H – точная концентрация титрованного раствора соляной кислоты (нормальность), г-экв/л;

Vа – объем пробы воды, взятой для анализа, мл;

60 и 61 – эквивалентная масса карбонат – и гидрокарбонат-аниона соответственно, в соответствующих реакциях;

1000 – коэффициент пересчета единиц измерений.

Результаты титрования по фенолфталеину и метилоранжу позволяет рассчитать показатель щелочности воды, который численно равен количеству эквивалентов кислоты, израсходованной на титрование пробы объемом 1 л. При этом потребление кислоты при титровании по фенолфталеину характеризует свободную щелочность, а по метилоранжу – общую щелочность, которая измеряется в мг-экв/л.

В зависимости от соотношения между количествами кислоты, израсходованными на титрование по фенолфталеину (Vф) и метилоранжу (Vмо) необходимо выбрать подходящий вариант для вычисления ионных форм, обусловливающих потребление кислоты при титровании.


Определение ионных форм, обуславливающих потребление кислоты на титрование

Vф и Vмо

Вклад ионных форм в потребление

VOH (OH)

Vк (CO32-)

Vгк (HCO3)

Vф =0

0

0

V0

2 Vф< Vмо

0

2 Vф

Vмо - 2Vф

2Vф = Vмо

0

Vмо

0

2Vф > Vмо

2 Vф -Vмо

2 (Vмо - Vф)

0

Vф = Vмо

Vмо

0

0


Так же необходимо рассчитать массовую концентрацию карбонат-аниона (Cк) в мг/л по формуле:

Cк =Vк *300.

Рассчитайте массовую концентрацию гидрокарбонат-аниона (Cгк) в мг/л по формуле:

Cгк =Vгк * 305.

Определите карбонатную жесткостьк) в мг-экв/л по формуле:

Жк = Cк * 0,0333 + Cгк * 0,0164.

Значение свободной щелочностисв) в мг-экв/л рассчитайте по формуле:

Щсв =Vф * 5.

Значение общей щелочностиО) в мг-экв/л рассчитайте по уравнению:

ЩО =Vмо * 5.

Величина карбонатной жесткости для поверхностных природных вод принимается равной величине общей щелочности (мг-экв/л).


Сульфаты – турбодимитрическим, мг/л.

Метод определения массовой концентрации сульфат-аниона основан на реакции сульфат-анионов с катионами бария с образованием нерастворимой суспензии сульфата бария по реакции:

Ba2 + SO42- = BaSO4

Наиболее простой вариант турбидиметрического метода основан на измерении высоты столба суспензии по его прозрачности, и применим при концентрации сульфат-анионов не менее 30 мг/л.

Хлориды – титриметрическим, мг/л.

Метод определения массовой концентрации хлорид-аниона описан в ГОСТ 1030 и ИСО 9297. Он основан на титровании хлорид-анионов раствором нитрата серебра, в результате чего образуется суспензия практически нерастворимого хлорида серебра. Уравнение химической реакции записывается следующим образом:

Ag+ + Cl- = AgCl


В качестве индикатора используется хромат калия, который реагирует с избытком нитрата серебра с образованием хорошо заметного оранжево-бурого осадка хромата серебра по уравнению:

Ag+ + CrO4 = Ag2CrO4

Данный метод получил название метода аргентометрического титрования. Титрование можно выполнять в пределах pH 5,0-8,0.

Массовую концентрацию хлорида-аниона (Cхл) в мг/л вычисляют по уравнению:

,

Где: Vхл – объем раствора нитрата серебра, израсходованный на титрование, мл;

H – концентрация титрованного раствора нитрата серебра с учетом поправочного коэффициента, г-экв/л;

Va – объем воды, взятой на анализ, мл;

35,5 – эквивалентная масса хлора;

1000 – коэффициент пересчета единиц измерений из г/л в мг/л.

Рассчитайте массовую концентрацию хлорид-аниона (Cхл, мг/л) по формуле:

Cхл =Vхл * 178


Нитраты – визуально – колориметрическим, мг/л.

Метод определения нитратов (соответствует приведенному в ГОСТ 1030 и ИСО 7890-3) основан на способности салициловой (орто-гидроксибензойной) кислоты в присутствии концентрированной серной кислоты вступать в реакции нитрования с образованием нитросалициловой кислоты, которая в щелочной среде образует окрашенную в желтый цвет соль.






NO3- +




Определению мешает хлорид-анион при массовой концентрации более 500 мг/л и соединения железа при массовой концентрации более 0,5 мг/л. ОТ влияния соединений железа освобождаются, добавляя сегнетову соль; при концентрации хлоридов более 500 мг/л анализируемую воду разбавляют и определение повторяют.

Железо общее - визуально – колориметрическим, мг/л.

Предлагаемый метод определения железа (соответствует ГОСТ 1030 и ГОСТ 4011) основан на способности катиона железа (II) в интервале pH 3-9 образовывать с орто-фенантролином комплексное оранжево-красное соединение.

При наличии в воде железа (III), оно восстанавливается до железа (II) соляным гидроксиламином в нейтральной или слабокислой среде по реакции:

Fe3+ + 2NH2OH * HCl = Fe2+ +N2 + 2H2O + 2HCl+ 2H+

Таким образом определяется суммарное содержание железа (II) и железа (III). Анализ проводится в ацетатном буферном растворе при pH 4,5-4,7.

Общая жесткость – титриметрическим, ммоль/л.

Метод определения общей жесткости как суммарной массовой концентрации катионов кальция и магния основан на реакции солей кальция и магния с реактивом – трилоном Б (двунатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислотой):


Са2+ + Na2H2R Na2CaR + 2H+,


Mg2+ + Na2H2R Na2MgR + 2H+.

Где R – радикал этилендиаминтетрауксусной кислоты –

(-OCCH2)2NCH2CH2N(CH2CO-)2

Анализ проводится в аммиачном буферном растворе при pH 10,0-10,5 титриметрическим методом в присутствии индикатора хром темно-синего кислого.

Общую жесткость (Сож) в мг-экв/л вычисляют по формуле:

,

Где: Vтр – объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование, мг;

H – концентрация титрованного раствора трилона Б с учетом поправочного коэффициента, г-экв/л;

Vа – объем воды, взятой на анализ, мл;

1000 – коэффициент пересчета единиц измерения из г-экв/л в мг-экв/л.

Рассчитайте величину общей жесткости (Cож) в мг-экв/л по формуле:

Cож = Vож *5


Приложение 3.1.1.1.

Санитарные правила и нормы

СанПиН 2.1.4.1110 – 02

Утверждаю

Главный государственный

Санитарный врач Российской

Федерации – Первый заместитель

Министра здравоохранения

Российской Федерации


Г.Г.Онищенко


26 февраля 2002 г.

Дата введения:1 июня 2002 г.


2.1.4.ПИТЬЕВАЯ ВОДА И ВОДОСНАБЖЕНИЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

Зоны санитарной охраны источников

Водоснабжения и водопроводов

Питьевого назначения


Санитарные правила и нормы

СанПиН 2.1.4.1110 – 02

______________________________________________________


Общие положения


Санитарные правила и нормы (СанПиН) «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения в водопроводов питьевого назначения» разработаны на основе Федерального закона «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30 марта 1999, № 52-ФЗ (Собрание законодательства Российской Федерации, 1999, № 14, ст.1650), Постановления Правительства Российской Федерации от 24 июля 2000 г. № 554, утвердившего «Положение о государственной санитарно-эпидемиологической службе Российской Федерации» и «Положение о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании» (Собрание законодательства Российской Федерации, 2000, № 31, ст.3295).

Настоящие санитарные правила и нормы определяют санитарно-эпидемиологические требования к организации и эксплуатации зон санитарной охраны (ЗСО) источников водоснабжения в водопроводов питьевого назначения

Соблюдение санитарных правил является обязательным для граждан, индивидуальных предпринимателей и юридических лиц.

Зоны санитарной охраны организуют на всех водопроводах, вне зависимости от ведомственной принадлежности, подающих воду, как из поверхностных, так и из подземных источников.

Основной целью создания и обеспечения режима в ЗСО является санитарная охрана от загрязнения источников водоснабжения и водопроводных сооружений, а также территорий, на которых они расположены.

Зоны санитарной охраны организуются в составе трех поясов: первый пояс (строгого режима) включает территорию расположения водозаборов, площадок всех водопроводных сооружений и водопроводящего канала. Его назначение – защита места водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного загрязнения и повреждения. Второй и третий пояс (пояса ограничений) включают территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников водоснабжения.

Санитарная охрана водопроводов обеспечивается санитарно-защитной полосой.

В каждом из трех поясов, а также в пределах санитарно-защитной полосы, соответственно их назначению, устанавливается специальный режим и определяется комплекс мероприятий, направленных на предупреждение ухудшения качества воды.

Организации ЗСО должна предшествовать разработке ее проекта, в который включается:

    • определение границ зоны и составляющих ее поясов;

    • план мероприятий по улучшению санитарного состояния территории ЗСО и предупреждению загрязнения источника;

    • правила и режим хозяйственного использования территорий трех поясов ЗСО.

При разработке проекта ЗСО для крупных водопроводов предварительно создается положение о ЗСО, содержащее гигиенические основы их организации для данного водопровода.

Определение границ ЗСО и разработка комплекса необходимых организационных, те6хнических, гигиенических и противоэпидемиологических мероприятий находятся в зависимости от вида источников водоснабжения (подземных или поверхностных), проектируемых или используемых для питьевого водоснабжения, то степени их естественной защищенности и возможного микробного или химического загрязнения.

На водопроводах с подрусловым водозабором ЗСО следует организовывать, как для поверхностного источника водоснабжения.

На водопроводах с искусственным пополнением подземных вод ЗСО организуется как для поверхностного источника (относительно водозабора для инфильтрации бассейнов), так и для подземного источника (для защиты инфильтрационных бассейнов и эксплуатационных скважин).

Принципиальное решение о возможности организации ЗСО принимается на стадии проекта районной планировки или генерального плана, когда выбирается источник водоснабжения. В генеральных планах застройки населенных мест зоны санитарной охраны источников водоснабжения указываются на схеме планировочных ограничений.

При выборе источника хозяйственно-питьевого водоснабжения для отдельного объекта возможность организации ЗСО должна определяться на стадии выбора площадки для строительства водозабора.

На санитарно-эпидемиологическое заключение выбора в центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора заказник представляет материалы, характеризующие источник водоснабжения, в т.ч. ориентировочные границы ЗСО и возможные источники загрязнения.

Акт о выборе площадки (трассы) подписывается при наличии положительного санитарно-эпидемиологического заключения центра государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

Проект ЗСО должен быть составной частью проекта хозяйственно-питьевого водоснабжения и разрабатывается одновременно с последним. Для действующих водопроводов, не имеющих установленных зон санитарной охраны ЗСО, разрабатывается специально.

В состав проекта ЗСО должны входить текстовая часть, картографический материал, перечень предусмотренных мероприятий, согласованный с землепользователями, сроками их исполнения и исполнителями.

Текстовая часть должна содержать:

    • характеристику санитарного состояния источников водоснабжения;

    • анализы качества воды в объеме, предусмотренном действующими санитарными нормами и правилами;

    • гидрологические данные (основные параметры и их динамика во времени) – при поверхностном источнике водоснабжения или гидрогеологические данные – при подземном источнике;

    • данные, характеризующие взаимовлияние подземного источника и поверхностного водоема при наличии гидравлической связи между ними;

    • данные о перспективах строительства в районе расположения источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, в т.ч. жилых, промышленных и сельскохозяйственных объектов;

    • определение границ первого, второго и третьего поясов ЗСО с соответствующим обоснованием и перечень мероприятий с указанием сроков выполнения и ответственных организаций индивидуальных предпринимателей, с определением источников финансирования;

    • правила и режим хозяйственного использования территорий, входящий в зону санитарной охраны всех поясов.

Картографический материал должен быть представлен в следующем объеме:

    • ситуационный план с проектируемыми границами второго и третьего поясов ЗСО и нанесением мест водозаборов и площадок водопроводных сооружений, источника водоснабжения и бассейна его питания (с притоками) в масштабе – при поверхностном источнике водоснабжения – 1: 50 000 – 1: 100 000, при подземном – 1: 100 000 – 1:25 000;

    • гидрологические профили по характерным направлениям в пределах области питания водозабора - при подземном источнике водоснабжения;

    • план первого пояса ЗСО в масштабе 1: 500 – 1: 1 000;

    • план второго и третьего поясов ЗСО в масштабе 1:10 000 – 1: 25 000 – при подземном водоисточнике в масштабе 1:25 000 – 1: 50 000 – при поверхностном водоисточнике с нанесением всех расположенных на данной территории объектов.

Проект ЗСО с планом мероприятий должен иметь заключение центра государственного санитарно-эпидемиологического надзора и иных заинтересованных организаций, после чего утверждается в установленном порядке.

Установленные границы ЗСО и составляющих ее поясов могут быть пересмотрены в случае возникших или предстоящих изменений эксплуатации источников водоснабжения (в т.ч. производительности водозаборов подземных вод) или местных санитарных условий по заключению организаций, указанных в п.1.13 настоящих СанПиН. Проектирование и утверждение новых границ ЗСО должны производиться в том же порядке, что и первоначальные.

Санитарные мероприятия должны выполняться:

  • в пределах первого пояса ЗСО – органами коммунального хозяйства или другими владельцами водопроводов.

  • В пределах второго и третьего поясов ЗСО – владельцами объектов, оказывающих (или могущих оказать) отрицательное влияние на качество воды источников водоснабжения.

Государственный санитарно-эпидемиологический надзор на территории ЗСО осуществляется органами и учреждениями государственной санитарно-эпидемиологической службы Российской Федерации путем разработки и контроля за проведением гигиенических и противоэпидемиологических мероприятий, согласования водоохранных мероприятий и контроля качества воды источника.

Отсутствие утвержденного проекта ЗСО не является основанием для освобождения владельцев водопровода, владельцев объектов, расположенных в границах ЗСО, организаций, индивидуальных предпринимателей, а также граждан от выполнения требований, предъявляемых настоящими санитарными правилами и нормами [4].



ПРИЛОЖЕНИЕ 3.1.1.2.

Зона санитарной охраны А/С №1












39



57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)


Автор
Дата добавления 08.05.2016
Раздел Другое
Подраздел Научные работы
Просмотров135
Номер материала ДБ-072324
Получить свидетельство о публикации

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх