Экологический мониторинг водной среды

Проблема питьевой воды в настоящее время стала настолько актуальной, что Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды. Необходимость использования воды для обеспечения жизнедеятельности человека обусловлена ролью, которую она играет в круговороте природы, в том числе удовлетворение физиологических, гигиенических, эстетических и других потребностей человека. Решение проблемы удовлетворения потребностей человека в воде для различных целей тесно связано с обеспечением её необходимого качества. Развитие промышленности, транспорта, перенаселение ряда регионов планеты привели к значительному загрязнению гидросферы.

Важнейшим показателем качества воды является её чистота. Существуют определённые гигиенические нормативы - предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воде водоемов. Соблюдение этих ПДК обеспечивает безопасность воды для здоровья населения и благоприятные условия санитарно-бытового водопользования. В настоящее время установлено более 1тыс. ПДК вредных веществ в воде водоёмов. Состав и свойства воды должны соответствовать нормативам для питья и купания в створе, расположенным на водостоках на расстоянии 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоёмах - на расстоянии 1км по обе стороны от пункта водопользования. Один из поразительных фактов курса школьной биологии - то, что тело человека состоит на 65% из воды. Обычной воды! Эта вода должна обновляться каждые 5-10 дней! Она регулирует температуру тела, разлагает вредные вещества и выводит токсины из организма. Именно вода радикально влияет на состояние организма человека. От качества питьевой воды зависит наше здоровье. Пить воду из-под крана - это не лучшее решение для человека, заботящегося о своём здоровье. Энергия нашего организма не должна расходоваться на то, чтобы очищать его от вредных веществ, содержащихся в некачественной воде, она должна быть направлена на более важные жизненные функции. Что такое качественная питьевая вода? Хорошая вода не должна содержать никаких инородных веществ, химикатов, бактерий и прочих примесей.

Вода называется питьевой, если она отвечает всем принятым государственным стандартам питьевой воды, если она упакована в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами, и, если она предназначена для употребления в пищу. По данным ВОЗ, около 80% всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворённым качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. В мире 2 млрд. человек имеют хронические заболевания в связи с использованием загрязнённой воды. По оценке экспертов ООН, до 80% химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в водоисточники. Ежегодно в мире сбрасывается более 420 км3 сточных вод, которые делают непригодным около 7тыс. км3 воды. Серьёзную опасность для здоровья населения представляет химический состав воды. В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несёт большое количество различных элементов и соединений, соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород.

От состояния питьевой воды зависит здоровье человека. Нас заинтересовал вопрос, а какое качество воды в наших населённых пунктах? Это послужило основанием нашего исследования.

Содержание взвешенных частиц.

Этот показатель качества питьевой воды определяется фильтрованием определённого объёма воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы. Для анализа берут 500-1000 мл воды. Фильтр перед работой взвешивают. После фильтрования осадок с фильтром высушивают до постоянной массы при 1050С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Весы должны обладать высокой чувствительностью, лучше использовать аналитические весы. Содержание взвешенных веществ в мг/л в испытуемой воде определяют по формуле: (m1-m2)*1000/V, где m1 - масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц, г; m2 -масса бумажного фильтра до опыта, г; v -объём воды для анализа, л. ПДК=10 мг/л.

Цвет. При загрязнении водоёма стоками промышленных предприятий вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 см, для водоёмов культурно-бытового назначения -10 см. Диагностика цвета - один из показателей состояния водоёма. Для определения цветности воды нужны стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набирают воду и на белом фоне бумаги определяют цвет воды (голубой, зелёный, серый, жёлтый, коричневый) - показатель определённого вида загрязнения.

Прозрачность. Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов, содержания химических соединений. Для определения прозрачности воды используют мерный цилиндр с плоским дном, в который наливают воду. Под цилиндр подкладывают на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв - 0,5 мм, и сливают воду до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. Измеряют высоту столба оставшейся воды линейкой и выражают степень прозрачности в сантиметрах. При прозрачности воды менее 3 см водопотребление ограничивается. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.

Запах. Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в неё естественным путём и со сточными водами. Запах воды водоемов, обнаруживаемый непосредственно в воде или (водоёмов хозяйственно - питьевого назначения) после её хлорирования, не должен превышать 2 баллов. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запахов воды при 20 и 600 С.

Запахи искусственного происхождения (от промышленных выбросов, для питьевой воды - от обработки воды реагентами на водопроводных сооружениях и т. п. ) называются по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т. п.

Интенсивность запаха также оценивается при 20 и 600С по 5-бальной системе согласно таблице.

Запах воды следует определять в помещении, в котором воздух не имеет постороннего запаха. Желательно, чтобы характер и интенсивность запаха отмечали несколько исследователей.

Определение качества воды методами химического анализа

Водородный показатель (рН) Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (рН около 7). Значение рН воды водоёмов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6,5-8,5. Оценивать значение рН можно разными способами.

1. Приближённое значение рН определяется следующим образом. В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды,0,1 мл универсального индикатора, перемешивают и по окраске раствора определяют рН: Розово - оранжевая - рН около 5;Светло жёлтая-6;Зеленовато-голубая-8;

2. Можно определить рН с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая её окраску со шкалой.

3. Наиболее точно значение рН можно определить на рН - метре или по шкале набора Алямовского.

Жёсткость воды.

Жесткость воды можно определить двумя способами.

1. К 100 мл воды добавит раствор карбоната натрия (соды). Если вода жесткая, то выпадет осадок карбоната кальция или магния.

2. Добавить к воде мыло и наблюдать образование пены. В мягкой воде мыло легко растворяется с образованием мутного раствора со слоем пены на поверхности. При добавлении мыла к жесткой воде ионы кальция и магния реагируют с мылом, образуя нерастворимые соединения, которые выпадают в виде хлопьев или клейкого налета.

Определение содержания хлоридов

Хлориды попадают в водоемы со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод, а также при хлорировании водопроводов. Содержание хлоридов - важный показатель при оценке санитарного состояния водоема. Концентрация хлоридов в источниках водоснабжения не должна превышать 350 мг/ л.

В пробирку налить 5мл исследуемой воды и добавит три капли 10%-ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определить по характеру осадка или помутнения

2. 3. 1 Органолептические показатели воды

Содержание взвешенных частиц отмечено в пробе 4 и 5. В пробах 1,2,3-нет. Показателей загрязнений стоками сельскохозяйственного предприятия не обнаружено во всех пробах.

Степень прозрачности вод высокая в пробе № 1, 2, 4, меньше в № 5(вода из пруда) и хуже всего в пробе № 3(колодезная вода). Это свидетельствует о загрязнённости колодца и неиспользования данного водоисточника. Запах отсутствует в воде Ключиковского водопровода. Слабый запах при обычных условиях ощущается в воде Земледельческого водопровода. При нагревании воды до 600 запах усилился. Запах данной пробы возможен из-за того, что в селе Земледелец проложены в сентябре 2009 года новые трубы водопровода. Неопределённый запах с примесью песочного мы обнаружили в воде родника, слабый и ощутимый запах воды из пруда. При нагревании запах воды из этих водоисточников уменьшается и исчезает.

Выводы: Избавиться от запаха воды и загрязнений можно кипячением воды. Запахи искусственного происхождения (от сельскохозяйственных выбросов) отсутствует. Хлорный запах из водопроводов поселений Ключики и Земледелец отсутствует, так как вода хорошо отстоялась и остаточный хлор улетучился.

Показатели качества воды, проведённые методами химического анализа

Исследование проведено в течение суток с момента отбора пробы.

Водородный показатель рН определяем с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая её окраску со шкалой индикаторов. Жёсткость воды определили двумя способами по добавлению соды и мыла. Наличие хлорид - ионов определяем раствором нитрата серебра и определяем их концентрацию.

Сравнение показателей качества воды с показателями СЭС Сузунского района

Питьевая вода в сёлах Ключики и Земледелец поступает населению по водопроводам. Водоисточники находятся в ведении Муниципального унитарного предприятия <<Ключиковское ЖКХ>>. Ежемесячно работники ЖКХ направляют пробы из различных скважин водоисточников для проведения испытаний в обособленное структурное подразделение в Сузунском районе филиала ФГУЗ <<Центр гигиены и эпидемиологии в Новосибирской области в Искитимском районе>> Санитарно-гигиенические исследования воды проводят по органолептическим и микробиологическим показателям. Изучены протоколы санитарно-микробиологических исследований воды № 244 от 04. 07. 09 , №284-285 от 08. 08. 09, №296-297 от 15. 04. 09, №323-324 от 31. 10. 09. Протоколы подписаны врачом - бактериологом А. В. Зеленцовой. Все пробы воды соответствуют СанПину 2. 1. 4. 1074 - 01 по исследуемым показателям. Исследования, проведённые нами, в основном совпадают с проведёнными исследованиями СЭС с небольшими погрешностями. Погрешности в исследованиях имеются в связи с тем, что мы проводили исследования качественные, но не проводили количественных.

Результаты опроса жителей сёл Ключиковского сельсовета Сузунского района об источниках водопользования

Для удовлетворения физиологических, гигиенических, хозяйственных нужд населения мы провели опрос среди жителей нашего сельсовета об источниках водопользования. Всего было опрошено 148 человек и руководители ЗАО имени Кирова в лице председателя В. А. Малышева и зоотехника В. К. Муль. ЗАО имени Кирова - это сельскохозяйственное предприятие на территории Ключиковского сельсовета.

источник потребления в качестве питьевой воды для гигиенических целей для хозяйственных нужд водопровод

147 колодец

ЗАО им. Кирова

22 летом

ЗАО им. Кирова родник

Вывод: Анализ опроса жителей и руководителей ЗАО имени Кирова потребления воды для удовлетворения нужд населения и предприятия показал, что в качестве питьевой воды используется водопроводная вода, в летний и осенний период родниковую воду используют рыбаки, а также работники мехтока и водители ЗАО имени Кирова.

Для гигиенических целей население использует также водопроводную воду, летом в пруду купаются дети (15% из числа опрошенных). Колодезной водой пользуется иногда одна семья для хозяйственных нужд. Но в случае аварии на водопроводе интерес к колодезной воде повышается. Значит, колодец, как водоисточник, нужен населению.

Заключение

Питьевая вода из водопроводов населённых пунктов Ключики и Земледелец Сузунского рвйона Новосибирской области удовлетворяет нормам СанПина. Родниковую воду можно использовать в качестве питьевой воды. Вода из колодца и пруда может использоваться для хозяйственного и культурно-бытового назначения.

Для потребителей можно предложить методы очистки воды в быту.

1. Отстаивание водопроводной воды.

Самый простой и доступный для всех метод - отстаивание водопроводной воды. При этом в течение определённого времени улетучивается остаточный свободный хлор (Cl2), который применяют в системах водозабора для обеззараживания воды. Кроме того, под действием гравитационных сил происходит осаждение относительно крупных суспензионных и коллоидных частиц, находящихся во взвешенном состоянии. В некоторых случаях осадок желтеет. Это свидетельствует о выпадении гидроксида железа(III) Fe(OH)3. Он появляется в результате окисления соединений двухвалентного железа, придающих воде голубоватый оттенок, кислородом воздуха до трёхвалентного состояния. Соли трёхвалентного железа легко гидролизуются (присоединяют ионы ОН-), коагулируют(слипаются в более крупные частицы) и оседают на дно.

2. Кипячение водопроводной воды.

Следующий по простоте и доступности - метод кипячения. Основное предназначение процесса кипячения - обеззараживание воды. В результате термического воздействия гибнут вирусы и бактерии. Но в процессе кипячения происходит также дегазация воды - удаление всех растворённых в неё газов, в том числе и полезных (кислорода, углекислого газа), которые улучшают органолептические свойства воды. Поэтому кипяченая вода безвкусна и малополезна для кишечной флоры. Кроме того, при кипячении может уменьшаться растворимость некоторых солей, например сульфата кальция, что отчасти приводит к смягчению воды.

3. Вымораживание водопроводной воды.

Гораздо реже для небольших объёмов используют метод вымораживания воды, основанный на разности температур замерзания чистой воды и рассолов (раствора с минеральными солями). Сначала замерзает чистая вода, а в оставшемся объёме концентрируются соли. Существует мнение, что такая вода (вода из вымерзшей фракции) обладает целебными свойствами за счёт особой структуры водных кластеров - групп взаимно ориентированных молекул воды. Считается, что вода с измельчёнными кластерами обладает более высокими реактивными и растворительными свойствами, лучше проникает через биологические мембраны, быстрее выводится из организма экскреторными органами.

4. Использование бытовых специальных фильтров для очистки воды. Фильтры уменьшают её жёсткость и содержание свободного хлора.