Робота МАН

Дослідження якості питної води громадських колодязів міста Авдіївка

Вступ

Розділ 1. Огляд літератури

1.1. Характеристика питної води колодязів

1.2. Джерела та характер забруднення

1.3. Вплив якості на здоров’я людини

Розділ 2. Матеріали і методи дослідження

2.1. Відбір проб води

2.2. Основні показники якості

2.3. Методика визначення біохімічних показників

2.3.1. Визначення біологічних чинників якості

2.3.2. Визначення органолептичних, фізико-хімічних показників

2.3.3. Визначення санітарно-токсикологічних показників

Розділ 3. Експериментальна частина

3.1. Результати біохімічного аналізу проб води колодязів

3.2. Сезонна динаміка підземної води колодязів

3.3. Розробка рекомендацій щодо поліпшення якості води

Висновки

ВСТУП

Вода виконує основну роль у фізіологічних процесах, що відбуваються в людському організмі. Якість питної води безпосередньо впливає на наше здоров’я, тож дуже важливо перед вибором джерела постачання зважити всі «за» і «проти». Вода не повинна викликати ніяких патологічних змін з боку організму, бути причиною розповсюдження заразних захворювань, а також викликати неприємні відчуття своїм виглядом, смаком і запахом. Головне призначення колодязя – забезпечувати людину чистою питною водою, необхідною в щоденному побуті. Багато населення використовує колодязну воду, бо вона не має запаху, м’яка, приємна на смак. Романтику колодязя з чистою прохолодною водою неможливо замінити навіть найсучаснішим водопроводом. Саме одним з джерел, що буде детально розглядатися у цій роботі, буде питна вода колодязів міста Авдіївка. В місті знаходиться багато колодязів, з яких майже щодня бере воду місцеве населення.

Якість води в колодязі в значній мірі залежить від глибини, з якою вона береться. У дрібні колодязі можуть проникати забруднення з поверхні землі, наприклад, з дощової і талої водою. Тоді у воді спостерігається підвищений рівень солей, високий вміст органічних сполук, сполуки заліза і марганцю, що перевищують норму. Вода в дрібному колодязі, особливо на не оснащеній каналізацією території, може бути забруднена нітратами і бактеріями. Склад води залежить від виду порід, з якими вона контактує. Найчастіше вона забруднена сполуками кальцію, магнію, заліза та марганцю.

Будь-яку питну воду, що використовується в будинку необхідно очищати, щонайменше з двох причин – з міркувань турботи про власне здоров’я та для поліпшення її смаку і запаху. Наприклад, надлишок у воді марганцю викликає відкладення його сполук в печінці, підшлунковій залозі, нирках і кишечнику, що сприяє розвитку хвороби Паркінсона. Висока концентрація нітратів у питній воді сприяє виникненню новоутворень шлунка. Поліпшення смаку і запаху головним чином відноситься до водопровідної води, яка в результаті дезінфекції іноді може містити значні кількості хлору та його сполук, що погіршують якість води. Але не варто забувати, що вода колодязя також здатна нести у своєму складі хімічні сполуки або властивості породи, через яку проходила. Обсяг і склад води у колодязі не постійний і змінюється, як мінімум чотири рази на рік, залежно від пори року. Якість води в колодязі дуже далеко від ідеалу, вона може бути дуже небезпечна для здоров'я. Вода може бути забруднена пестицидами, сполуками азоту або сірки, що містяться в атмосферних опадах, заражена хвороботворними бактеріями. Навіть кип'ятіння такої води може не вирішити проблему забруднення.

Для визначення якості було поставлене завдання зробити аналіз біохімічних показників, що найбільше впливають на неї. До цих показників відноситься визначення органолептичних, біологічних чинників якості, нітратів та сполук хімічних елементів. В залежності від результатів біохімічних аналізів проб питної води колодязів, не відсутньою буде розробка загальних або окремих для деяких показників рекомендацій щодо поліпшення якості.

Виходячи з вище зазначеного, метою роботи було дослідження якості питної води громадських колодязів міста Авдіївка. Актуальність роботи полягає в комплексному підході виявлення забруднення децентралізованого постачання міста Авдіївка та забезпечення відповідності питної води санітарним нормам. Для досягнення мети були поставлені та виконані такі задачі:

1.              Дослідження характеристики питної води колодязів.

2.              Визначення основних факторів, що впливають на якість води.

3.              Біохімічний аналіз питної води колодязів.

4.              Органолептичні та хімічні дослідження питної води колодязів.

5.              Проаналізувати сезонну динаміку води колодязів.

6.              Розробка рекомендацій щодо поліпшення води у колодязях.

Робота складається із вступу, огляду літератури, описання матеріалів та методів дослідження, 2 розділів експериментальної частини, розробок рекомендацій, висновків. Список літератури складає 24 джерела. Роботу викладено на 22 сторінках друкованого тексту.

РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1.        Характеристика питної води колодязів

У сучасному світі високих технологій прості колодязі, може бути і виглядають як пережитки минулого, але у багатьох колодязна вода асоціюється з «живою» водою з казок, яка передавала частину сили Рідної землі тому, хто її пив. Свіжа і чиста вода, що пройшла через товстий шар екологічно чистих природних фільтруючих матеріалів стає чистою, не втрачаючи при цьому багатого набору мінеральних солей , які відсутні у воді, що надходить до нас через водопровідні крани.

Часто доводиться стикатися з думкою , що джерельна вода в колодязі – це найчистіша вода. Чистота ключовою колодязної води асоціюється з чистою джерельною водою. Якщо джерельна вода тече в чистій землі, то і в колодязі вона буде чистою. Колодязь або свердловина в цьому випадку є пасткою для джерела. У колодязі джерельна вода не піддається хімічному очищенню, там немає хлору і штучних домішок, які присутні у водопровідній воді.

Колодязі вважаються дуже «чутливими» з точки зору їх забруднення. Буквально все, що потрапляє в ґрунт поблизу місця розташування колодязя, відразу ж осідає у воді, а це не тільки пестициди від обробки довколишніх полів, а й нітрати, важкі метали, нітрити та інші хімічно небезпечні для здоров'я людини елементи. Близькість полів, ферм, стоків каналізації, ритуальних місць, промислових підприємств безпосередньо впливають на склад поверхневих вод. У період випадання сезонних опадів ситуація посилюється, оскільки вода вбирає в себе всі ці складові, а малий фільтруючий шар землі (глибина колодязя в середньому 10-15 метрів) не встигає затримувати ці домішки.

Вода в глибоких колодязях захищена від забруднювачів з поверхні завдяки так званому непроникному шару, і на склад такої води впливають тільки породи, якими оточений цей горизонт. Великий вплив на хімічний склад ґрунтової води надають породи, через які вона проходить. Так, вапняні породи перетворюють ґрунтову воду в вапняну, доломітові - в магнієву, а кам'яна сіль і гіпс – у мінеральну з великим вмістом сірчанокислих і хлористих солей.

Колодязна вода повинна бути прозорою і чистою, без смаку і запаху. Очистити її від дрібних часток піску, гравію, глини, що потрапили з водоносних шарів, можна за допомогою фільтрації або просто дати їй відстоятися в посуді 5-6 годин. Оптимальна температура води з колодязя – 8-12 ° С. Більш низька температура шкідлива , для здоров'я людей і тварин, так як може призвести до простудних захворювань.

Вода може бути жорсткою або м'якою. Жорстка вода складається з великої кількості мінеральних солей. За нормами допустима жорсткість питної води становить 6-20 градусів. Вода вважається м'якою, якщо її жорсткість не перевищує 10 градусів. Така вода містить в собі невелику кількість вуглекислого газу та солі, містить багато повітря і приємна на смак.

1.2.        Гігієнічна характеристика показників якості води

 Органолептичні властивості води поділяються на 2 підгрупи: 

1) фізико-органолептичні – сукупність органолептичних ознак, що сприймаються органами чуття і оцінюються за інтенсивністю сприйняття та

2) хіміко-органолептичні – вміст певних хімічних речовин, здатних подразнювати рецептори відповідних аналізаторів і викликати ті чи інші відчуття.

Запах — це здатність наявних у воді хімічних речовин випаровуватись і, створюючи відчутний тиск пари над поверхнею води, подразнювати рецептори слизових оболонок носа і синусних пазух, чим спричиняти відповідне відчуття. Розрізняють: природні (ароматичний, болотяний, гнильний, рибний, трав’яний і т. ін.), специфічні (аптечний) і невизначені запахи.

Смак і присмак — здатність наявних у воді хімічних речовин після взаємодії зі слиною подразнювати смакові сосочки, розташовані на поверхні язика, і зумовлювати відповідне відчуття. Розрізняють солоний, гіркий, кислий і солодкий смаки. Решта — присмаки: лужний, болотний, металічний, нафтопродуктів і т. ін.

Природні запах, смак і присмак свідчать про наявність у воді певних органічних і неорганічних речовин, що утворилися внаслідок життєдіяльності водних організмів (водоростей, актиноміцетів, грибків і т. ін.) та біохімічних процесів перетворення органічних сполук (гумінових речовин), які потрапили у воду з ґрунту.

Кольоровість — природна властивість води, зумовлена гуміновими речовинами, які вимиваються з ґрунту під час формування поверхневих та підземних водойм і надають воді  жовто-коричневого забарвлення. Кольоровість вимірюють у градусах за допомогою спектрофотометрів та фотоколориметрів шляхом порівняння із забарвленням розчинів хромово-кобальтової чи платиново-кобальтової шкали, які імітують кольоровість природної води.

Каламутність — природна властивість води, зумовлена вмістом завислих речовин органічного і неорганічного походження (глини, мулу, органічних колоїдів, планктону і т. ін.). Каламутність вимірюють нефелометрами, спектрофотометрами та фотоколориметрами за імітуючою каоліновою шкалою, яка являє собою набір суспензій білої глини каоліну у дистильованій воді. Каламутність води вимірюють в мг/л шляхом порівняння її оптичної щільності зі щільністю стандартних суспензій каоліну, згідно ДСанПіН 383 – в нефелометричних одиницях каламутності (НОК).

Сухий залишок (мінералізація загальна) — це кількість розчинених речовин, переважно (90 %) мінеральних солей, в 1 л води. Воду з сухим залишком до 1000 мг/л називають прісною, від 1000 до 3000 мг/л – солонуватою, понад 3000 мг/л ­– солоною. Оптимальною вважається мінералізація на рівні 300—500 мг/л. Вода із сухим залишком 100—300 мг/л вважається задовільно мінералізованою, 500—1000 мг/л — підвищено, але допустимо мінералізованою.

Водневий показник (pН) — природна властивість води, зумовлена наявністю вільних іонів водню. Вода більшості поверхневих водойм має рН у межах від 6,5 до 8,5. рН підземних вод коливається в діапазоні від 6 до 9. Кислими (з рН до 7) є болотяні води, багаті на гумінові речовини. Лужними (з рН понад 7) — підземні води, які містять багато гідрокарбонатів.

Жорсткість загальна — природна властивість води, зумовлена наявністю так званих солей жорсткості, а саме: кальцію і магнію (сульфатів, хлоридів, карбонатів, гідрокарбонатів та ін.). Розрізняють загальну, усунену, постійну й карбонатну жорсткість. Усунена, або гідрокарбонатна, жорсткість зумовлена бікарбонатами Ca²⁺ і Mg²⁺, які під час кип’ятіння води перетворюються на нерозчинні карбонати та випадають у осад за такими рівняннями:

Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃ + H₂O + CO₂.

Mg(HCO₃)₂ = MgCO₃ + H₂O + CO₂.

Постійною називають жорсткість, яка залишається після 1 години кип’ятіння води і зумовлена наявністю хлоридів і сульфатів Ca2+ і Mg2+, які не випадають в осад.

Хлориди та сульфати широко розповсюджені у природі, складають більшу частину сухого залишку прісних вод. Надходять у воду водойм внаслідок як природних процесів вимивання з грунту,  так і забруднення водойми різноманітними стічними водами. Природний вміст у воді поверхневих водойм незначний і коливається в межах декількох десятків мг/л. Вода, що фільтрується через солончаковий ґрунт, може містити сотні й навіть тисячі мг хлоридів у 1 л.

Залізо в підземних водах у вигляді гідрокарбонату двовалентного Fe (II). Після піднімання підземної води на поверхню залізо (II) окислюється киснем атмосферного повітря до Fe (IIІ) з утворенням гідрооксиду заліза (III) за реакцією:   4Fe(OH)₂ + 2H₂O + O₂ = 4Fe(OH)₃.

Гідроксид заліза (III) погано розчиняється і утворює у воді коричневі пластівці, що зумовлює її кольоровість і каламутність. При значному вмісті заліза у воді внаслідок зазначених перетворень вона буде набувати жовто-коричневого забарвлення, ставати каламутною та набувати в’язкого металевого присмаку.

Санітарно-мікробіологічні показники епідемічної безпечності води. Критерієм безпечності води в епідемічному плані є відсутність патогенних мікроорганізмів – збудників інфекційних хвороб.

Санітарно-показовими є бактерії групи кишкової палички (БГКП), які містяться у випорожненнях людини і тварин. До БГКП належать бактерії родів Echerihia, Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter та інші представники родини Enterobacteriaceae

Наявність і кількість БГКП у воді свідчить про фекальне походження забруднення і про можливу контамінацію води патогенними мікроорганізмами кишкової групи. Кількісно цей показник характеризується індексом БГКП  (КУО) (кількість колоноутворюючих одиниць - бактерій групи кишкових паличок в 1 дм3 води) і титром БГКП (найменша кількість досліджуваної води в мл).

Азот амонійних солей, нітритів і нітратів. Джерелом азоту у природних водах є розкладені білкові залишки, трупи тварин, сеча, фекалії. В чистих природних водах поверхневих і підземних водойм вміст азоту амонійних солей перебуває в межах 0,01-0,1 мг/л. Як проміжний продукт подальшого хімічного окислення амонійних солей нітрити містяться у природній воді у дуже незначних кількостях – 0,001-0,002 мг/л. Якщо їх концентрація перевищує 0,005 мг/л, то це є важливою ознакою забруднення джерела. Нітрати є кінцевим продуктом окислення амонійних солей. Наявність їх у воді за відсутності аміаку і нітритів свідчить про порівняно давне надходження у воду азотовмісних речовин, які встигли мінералізуватися. У чистій природній воді вміст азоту нітратів не перевищує 1-2 мг/л. У ґрунтових водах може спостерігатися більш високий вміст нітратів внаслідок їх міграції з ґрунту у разі його органічного забруднення, або інтенсивного використання азотних добрив.

1.3.        Вплив якості на здоров’я людини

В останні десятиліття все більший інтерес набуває питання про значення для здоров'я людини мікроелементного складу питної води та інших хімічних компонентів питної води в їх взаємозв'язку з виникненням різних захворювань. Проведені дослідження показали вплив багатьох компонентів питної води на розвиток серцево-судинних захворювань, хвороб органів травлення, видільної системи і т.д.

Людина на 60-70 % складається з води, проте з віком її кількість в організмі людини зменшується. У здоровому організмі дорослої людини спостерігається стан водного рівноваги або водного балансу. Це означає, що кількість води , спожите людиною, дорівнює кількості води, що виводиться з організму. Водний обмін є важливою складовою частиною загального обміну речовин живих організмів, у тому числі і людини.

За оцінками Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), 80 % захворювань у світі спричинені низькою якістю води. Наявність у питній воді таких шкідливих речовин, як хлор і хлорорганічні сполуки, залізо, жорсткість, нафтопродукти, може призвести до алергічних захворювань, хвороб крові, онкології, сечокам'яної хвороби, порушень водно-сольового обміну. Не байдуже для здоров’я підвищений і, навпаки, знижений вміст у питній воді іонів кальцію, магнію, а також наступних металів: калію, міді, цинку, марганцю, хрому, ванадію та інших.