Воздействие качества воды на здоровье человека

Вода – это самое распространённое неорганическое соединение на планете Земля. Большая часть воды сосредоточена в морях и океанах. На пресные воды приходится всего 2%. Проблема качественной питьевой воды очень актуальна в настоящее время во всем мире. Уже сейчас около трети Земли испытывает недостаток в чистой пресной воде. Каково же состояние питьевой воды в нашем посёлке, городе, районе? Ни для кого не секрет, что от качества воды зависит наше здоровье. Возросший дефицит воды связан также с загрязнением водоёмов промышленными и бытовыми стоками. Основная причина загрязнения водных бассейнов – сброс в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными предприятиями, коммунальным и сельским хозяйствами. Подсчитано, например, что если город потребляет в день 600 тыс. м3 воды, то он дает около 500 тыс. м3 сточных вод. Большая часть воды, особенно в развивающихся странах не подвергается очистке в производстве. В связи с этим ООН объявила 22 марта Всемирным днем воды, в котором участвуют ученые, исследователи, политические деятели разных стран с целью улучшить проблему очистки сточных вод.

Очень важно воду, какого качества, мы не только получаем, но и возвращаем обратно в природу. Мы считаем, что в современных условиях более актуальна и трудно разрешаема вторая проблема.

Всемирная Организация Здравоохранения объявила текущее десятилетие – 2005-2015гг. десятилетием питьевой воды. Согласно Всеобщей декларации прав человека-право на чистую воду, ее охрану и информацию о качестве воды - защищающие основные права, его здоровье и жизнь. Право на воду – это одно из основных прав человека, и каждый, независимо от толщины кошелька, должен иметь доступ к чистой воде.

Мы все живем в большой стране, которая является нашей Родиной – Россией. Но у каждого из нас есть своя малая Родина, там где человек родился, где он живет. Для нас такой малой Родиной является Раменский район, поселок Дубовая роща. Мы, живущие на этой земле, должны любить и уважать окружающий нас прекрасный мир, чтобы сберечь и донести всю его красоту для наших потомков.

Вода удивительна не только многообразием изотопных форм молекулы и не только надеждами, которые связаны с ней как с неиссякаемым источником энергии будущего, но и своими самыми обычными свойствами.

Физические свойства. Чистая вода прозрачна, не имеет запаха и вкуса. Наибольшую плотность она имеет при 4°С (1 г/см3). Плотность льда меньше плотности жидкой воды, поэтому лед всплывает на поверхность. Вода замерзает при 0°С и кипит при 100°С при давлении 101 325 Па. Она плохо проводит теплоту и очень плохо проводит электричество. Вода — хороший растворитель.

Молекула воды имеет угловую форму: атомы водорода по отношению к кислороду образуют угол, равный 104,5°. Поэтому молекула воды — диполь: та часть молекулы, где находится водород, заряжена положительно, а часть, где находится кислород, — отрицательно. Благодаря полярности молекул воды электролиты в ней диссоциируют на ионы.

В жидкой воде наряду с обычными молекулами Н2О содержатся ассоциированные молекулы, т. е. соединенные в более сложные агрегаты (Н2О)х, благодаря образованию водородных связей. Наличием водородных связей между молекулами воды объясняются аномалии ее физических свойств; максимальная плотность при 4°С, высокая температура кипения, аномально высокая теплоемкость [4,18 кДж/(г-К)]. С повышением температуры водородные связи разрываются, полный разрыв их наступает при переходе воды в пар.

Химические свойства. Молекулы воды отличаются большой устойчивостью к нагреванию. Однако при температурах выше 1000 0С водяной пар начинает разлагаться на водород и кислород:

Вода - весьма реакционно-способное вещество. Оксиды многих металлов и неметаллов соединяются с водой, образуя основания и кислоты; некоторые соли образуют с водой кристаллогидраты; наиболее активные металлы взаимодействуют с водой с выделением водорода. Вода обладает также каталитической способностью.

В природной воде, как было отмечено выше, всегда растворены различные газообразные, твердые и жидкие вещества, создающие по минеральному составу большое разнообразие природных растворов. По содержанию растворенных веществ в 1 л воды различают пресные (менее 1 г), минерализованные (1 - 50 г) и соленые (более 50 г) воды.

Чистая вода является смесью легкой воды Н2О и очень малых количеств окисей Д2О и Т2О – тяжелой и сверхтяжелой воды. Жидкая вода является идеальным типом текучего тела и в то же время это жидкость, еще сохранившая некоторые свойства кристаллического льда, из которого она произошла.

В природной воде могут растворяться газы как атмосферного, так и подземного происхождения. Растворимость газов в воде зависит от ряда факторов: температуры, давления, минерализации и присутствия в водном растворе других газов.

Многие соединения в контакте с водой принимают коллоидную форму, поэтому вода, которая сама по себе не имеет никакой питательной ценности, является главной составной частью тканей живых веществ.

При комнатной температуре вода становится причиной образования ржавчины на железе, однако при высоких температурах она сама разлагается под действием железа.

Химический состав природных вод по преобладающему ионному составу делится на три класса: хлоридный, сульфатный и гидрокарбонатный. Каждый класс подразделяется, в свою очередь, на три группы: кальциевую, магниевую и натриевую, т. е. классификация проводится по катионам. Одной из основных характеристик воды является концентрация ионов водорода, обозначаемая как pH (морская вода имеет щелочную реакцию, и ее средняя рН=8).

Уникальные свойства воды и их значение

Свойства воды Их значение

1. Только вода в нормальных земных условиях находится в трех агрегатных Условие, обеспечивающее круговорот воды в природе и ее запасы в ледниках состояниях

2. При переходе из одного агрегатного состояния в другое либо требуется Регулирование теплового режима окружающей среды затрата тепла (испарение, таяние), либо тепло выделяется ( конденсация, замерзание )

3. При охлаждении ниже +4°С плотность воды уменьшается, объем Плотность льда меньше плотности воды, лед остается на поверхности, увеличивается, причем в момент замерзания происходит резкое увеличение предостерегая водоем от промерзания объема на 10% от объема жидкости

4. Высокая теплоемкость. В значительно большей степени, чем другие Вода играет на планете роль главного аккумулятора и распределителя вещества, вода способна поглощать тепло. У всех тел теплоемкость при тепла. Тепловые океанические течения благоприятно влияют на климат росте температуры увеличивается. У воды с повышением температуры от 0 доогромных территорий. Даже небольшие водоемы оказывают смягчающее влияние

27°С она падает, затем начинает расти. Интервал между 30°С и 40°С – на микроклимат.

вторая точка плавления ( изменение структуры ) воды Температура, близкая к 37°С, не случайно выбрана у теплокровных как пороговая

5. Вода – сильнейший инертный растворитель. Это свойство связано с Вода – растворить и переносчик всех веществ, участвующих в двухполюсной структурой молекулы воды (диполь). Под воздействием диполейжизнедеятельности, и в первую очередь питательных веществ. Именно воды связи между атомами и молекулами на поверхности погруженных в нее благодаря воде в организме происходят сложные химические реакции. Она веществ ослабевают в 80 раз обеспечивает выделение из организма продуктов обмена, защищая его от их вредного накопления.

Водный обмен – важнейшая функция организма, обеспечивающая принцип постоянства внутренней среды организма

6. Большое поверхностное натяжение и смачивающая способность Поднимается по капиллярам, пронизывающим почву и другие породы, движется вверх в растениях, доставляя растворы питательных веществ. С этим свойством связано также движение крови и тканевых жидкостей в организме человека и животных

7. Чем большее давление испытывает вода, тем выше температура ее Океаническая вода не замерзает при температуре -3°С на глубине 4 тыс. м замерзания

Биологическое значение воды.

Вода доставляет в клетки организма питательные вещества и уносит отходы жизнедеятельности. Кроме того, вода участвует в процессах терморегуляции и дыхания. Человек чрезвычайно остро ощущает изменение содержания воды в своем организме и может прожить без нее всего несколько суток. При потере воды в количестве менее 2% веса тела появляется чувство жажды, при утрате 6-8% наступает полуобморочное состояние, при 10% - галлюцинации, нарушение глотания. Потеря 10-20% воды опасна для жизни. Для нормальной работы всех систем человеку необходимо как минимум 1,5 литра воды в день.

Избыточное же потребление воды приводит к перегрузке сердечно-сосудистой системы, вызывает изнуряющее потоотделение, сопровождающееся потерей солей, ослабляет организм.

Таким образом, вода необходима для жизнедеятельности; количество ее, выделяемое жизненными процессами, должно вновь пополняться. Поэтому первостепенным вопросом нашего питания является постоянное возмещение воды путем введения в организм в свободном виде и как составную часть пищи. Но вода несет в себе и опасность. Оказывается, есть заболевания, связанные с микроэлементным составом воды. Кроме того, вода может выступать как передатчик инфекционных заболеваний.

Вода – это, на первый бесхитростный взгляд, простое химическое соединение водорода и кислорода. Но на самом деле, вода – основа жизни. Вода известна как хороший растворитель - она растворяет многие вещества. Кроме того, вода является той физико-химической средой, благодаря которой может осуществляться большинство реакций обмена веществ, обеспечивающих непрерывный процесс разрушения и восстановления а Земле живых тканей.

Таким образом, вода является основной биологической жидкостью. Она не только инертная среда, она может также вступать в соединение с другими компонентами живой материи. Необходимо особо подчеркнуть это ее значение в биологическом круговороте. Одновременно вода играет роль в регулировании температуры организма и необходима для орошения его тканей.

Взрослый человек должен выпивать около 2,5 л воды в сутки. За 60 лет своей жизни он выпивает целую цистерну пресной воды (50 т). Пить очень пресные воды вредно, ибо это вызывает выщелачивание кальция из организма, особенно детского.

Жажда является естественной потребностью, ее вызывает повышение осмотического давления внутри организма. Это так называемая " тканевая жажда ", которую невозможно утолить, смазывая слизистую оболочку рта, эту потребность можно удовлетворить только введением жидкости в организм. В течение суток в пищеварительный канал поступает 9 -10 л жидкости, которая впитывается слизистой оболочкой. Из этого количества жидкости извне поступает только 2,5 л, а остальное количество распределяется следующим образом: 1,5 л слюны, столько же желудочного сока, 3 л кишечного сока, 0,7 л сока поджелудочной железы и 0,5 л желчи. В среднем в сутки из организма человека выделяется 2 - 2,5 л воды. Чтобы поддержать водный баланс в организме необходимо вводить в него такое же количество воды.

Отсюда, очевидно, то огромное значение, которое имеет вода для всех живых существ.

1. 2Вода по стандарту.

Вода для питьевого и хозяйственного водоснабжения.

Вода для питьевого и хозяйственного водоснабжения должна быть пресной, т. е. содержать менее 1г/л растворённых солей, она должна быть безвредна для здоровья человека, иметь хорошие органолептические показатели и пригодна для хозяйственно – бытовых процессов.

Вода должна соответствовать ГОСТ 2874-73 (вода питьевая)

Общие требования к питьевой воде:

1. Вода должна быть прозрачной, бесцветной, без привкуса и запаха, иметь освежающую температуру и не содержать видимых примесей.

2. Вода должна иметь безвредный химический состав, т. е. не содержать (вторичных, канцерогенных, радиоактивных) вредных веществ в концентрациях, опасных для здоровья, а также веществ, ограничивающих потребление воды в быту.

3. Вода должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении, т. е. не содержать патогенных бактерий, вирусов, простейших и яиц гельминтов.

Требования и нормативы к питьевой воде

Показатели Требования и нормативы

Плавающие На поверхности водоёма не должны обнаруживаться плавающие плёнки, пятна минеральных масел и скопления других примеси примесей.

(вещества)

Запахи, привкусы Вода не должна приобретать запахи и привкусы более 2 баллов, обнаруживаемые непосредственно или при последующем хлорировании.

Окраска Не должна обнаруживаться в столбике высотой 20см

Реакция рН Не должна выходить за пределы рН 6,5-8,5.

Минеральный состав Не должен превышать по сухому остатку 1000 мг/л

Биохимическая потребность в кислороде Полная потребность воды при 20°С не более 3 мл/л

Бактериальный состав Вода не должна содержать возбудителей кишечных заболеваний. Число бактерий группы кишечных палочек не более

10000 в 1л воды.

Токсичные химические вещества Не должны содержаться в воде в концентрациях, превышающих нормативы.

Требования к качеству воды, предъявляемые в нашей стране, в сравнении с мировыми стандартами

Показатели Стандарты

Россия Международный

Запах и привкус при 20°С Не >2 баллов Не вызывающий возражений

Цветность по шкале 20° 5- 50°

Мутность по шкале Не>1,5мг/л 2,0 мг/л

Общая жёсткость Не >7 ммоль/л 2- 1 0 ммоль/л

Сухой остаток 1000мг/л 300- 1500ммоль/л

Хлориды (СГ) 350 мг/л 200- бООмг/л

Сульфаты (8О42") 500 мг/л 200- 400мг/л

Железо 0,3 мг/л 0,1- 1мг/л

Медь 1 мг/л 0,05- 1,5мг/л

Цинк 5,0 мг/л 5- 15мг/л

Свинец 0,03 мг/л 0,1 мг/л

Мышьяк 0,05мг/л 0,05мг/л

Фтор 0,7- 1,5 мг/л 0,8- 1,7мг/л

Нитраты (по азоту) 10 мг/л Не нормируется

Ртуть 0,005мг/л 0,001 мг/л

Стронций, 2,0 мг/л 2,0 мг/л

Цианиды 0,1 мг/л 0,05мг/л

Общее число бактерий Не>100в 1л Не нормируется

Количество Е. со11 Не >3 в 1л 10- 30 в 1л рН 6,0- 9,0 7,0- 9,2

Примечания:

1. Если по местным условиям осуществляется фторирование воды, содержание в ней фтора (фторидов) должно быть в пределах 70-80% от приведенных норм.

2. При применении серебра (Ag+) для консервирования воды содержание иона не должно быть более 0,05 мг/л.

3. При обнаружении в воде нескольких токсических веществ сумма концентраций, выраженная в долях от максимально допустимых концентраций каждого вещества в отдельности, не должна быть более 1.

Расчет ведется по формуле

Где с1, с2, , сn – обнаружение концентрации, мг/л; С1, С2,, Сn - установленные нормы, мг/л.

4. При использовании подземных вод без установок по обезжелезиванию воды, по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы содержание железа в воде, поступающей в водопроводную сеть, допускается до 1,0 мг/л.

1. 3 Воздействие качества воды на здоровье человека

Качество воды определяется с помощью показателей качества, которые подразделяются: на физические, химические и санитарно-бактериологические. Допускаемая стандартами вода – это жидкость, которую разрешено использовать для потребления в качестве воды для питья, что на данном этапе не опасно для жизни.

К физическим показателям относятся: температура, запах, привкус, цветность, мутность, электропроводность.

К химическим показателям относятся: водопроводный показатель (рH), общая минерализация (сухой остаток), жёсткость, кислотность, щёлочность, окисляемость, микроэлементы, ионный состав, радиоактивные вещества.

К санитарно-бактериологическим показателям относятся: микробиологические и паразитологические.

1. Отрицательно влияет на функции системы пищеварения. Минерализация до 3 г/л отрицательно

Вода с повышенным содержанием хлоридов и сульфитоввлияет на течение беременности на плод и новорожденного, увеличивает гинекологические заболевания.

2. Маломинерализованные воды (с содержанием солей 50 Ухудшают водно-солевой обмен, функции желудка. Плохо утоляют жажду.

3. Дефицит фтора оказывает отрицательное влияние на состояние зубов, развивается кариес.

Фтор, йод. Установлено, что добавление 1мг фторидов на литр воды резко сокращает заболеваемость кариесом зубов Причем и в случаях повышенного содержания зубы поражаются флюорозом.

Дефицит йода вызывает такое заболевание, как эндемический зоб.

4. Большинство ученых считают, что чем больше в воде солеи и примесей, тем меньше случаев

Жесткость воды – вопрос дискуссионный. инфаркта и приступов гипертонии. И наоборот, чем мягче питьевая вода, тем выше процент сердечников среди населения. Повышенная жесткость воды негативно сказывается на здоровье человека при умывании. Соли взаимодействуют с моющими веществами и образуют нерастворимые шлаки. Эти шлаки высыхают и остаются в виде микроскопической корки на кожном и волосяном покрове человека. Разрушается естественная жировая пленка кожного и волосяного покрова человека, забиваются поры, появляется сухость, шелушение, перхоть.

5. Присутствие металлов в концентрациях, превышающих Токсический эффект развивается постепенно, по мере накопления металлов в организме:

ПДК свинец вызывает заболевания нервной и кроветворной систем организма;

кадмий, хром - заболевания почек;

ртуть - центральной нервной системы, выделительной и кроветворной систем;

цинк - двигательного аппарата (мышц), расстройство деятельности желудка;

кальций - способствует камнеобразованию в почках и мочевом пузыре стронций - стабильный стронций часто встречается в природных водах, причем его концентрации колеблются в широких пределах (от 0,1 до 45 мг/л). При высоких концентрациях стронция в первую очередь нарушаются минеральный обмен в организме и ферментативные процессы в костной ткани.

железо – существует два мнения о влиянии железа, содержащегося в воде, на организм человека.

Повышенное содержание солей железа в воде придает ей неприятный болотистый вкус и не угрожает нашему здоровью.

При продолжительном введении в организм железа избыток его накапливается в печени в коллоидной форме оксида железа, получившей название гемосидерина, который вредно действует на клетки печени, вызывая их разрушение. Кроме этого избыток железа негативно влияет на почки, биологические фильтры организма человека.

6 Вызывает заболевание крови, особенно у детей (детский цианоз), связанное с появлением в

. Повышение концентрации нитратов крови формы гемоглобина (метгемоглобина), не способного к переносу кислорода.

Жесткость воды – вопрос дискуссионный.

Какие же вещества обусловливают жесткость воды? Это карбонаты — соли кальция и магния: CaCO3 и CaCO3 гидрокарбонаты Ca(HCO3)2 и Mg(HCO3)2, сульфаты CaSO4 и MgSO4, хлориды CaCl2 и MgCl2. Набор веществ, содержащихся в воде, может быть самым различным, что обусловлено геологическими особенностями той местности, где расположен водоем.

В жесткой воде хуже развариваются продукты, в результате этого снижается усвояемость белков. Это связано с тем, что соли жесткости вступают в реакцию с животными белками.

Повышенная жесткость воды негативно сказывается на здоровье человека при умывании. Соли жесткости взаимодействуют с моющими веществами и образуют нерастворимые шлаки. Эти шлаки высыхают и остаются в виде микроскопической корки на кожном и волосяном покрове человека. Разрушается естественная жировая пленка кожного и волосяного покрова человека, забиваются поры, появляется сухость, шелушение, перхоть. Признак повышенной жесткости воды – скрип чисто вымытой кожи и волос. Чувство повышенной мылкости, признак того, что защитная пленка на коже невредима, и жесткость воды небольшая.

При большой жесткости необходимо пользоваться лосьонами, увлажняющими кремами, чтобы создать искусственную защитную пленку для кожи и волос. Поэтому косметологи советуют умываться дождевой или талой водой. С точки зрения применения воды для питьевых нужд, ее приемлемость по степени жесткости может существенно варьироваться в зависимости от местных условий. Порог вкуса для иона кальция лежит (в пересчете на мг-эквивалент) в диапазоне 2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния и того ниже. В некоторых случаях для потребителей приемлема вода с жесткостью выше 10 мг-экв/л. Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения.

Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой величины жесткости по показаниям влияния на здоровье. В материалах ВОЗ говорится о том, что хотя ряд исследований и выявил статистически обратную зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеющиеся данные не достаточны для вывода о причинном характере этой связи. Аналогичным образом, однозначно не доказано, что мягкая вода оказывает отрицательный эффект на баланс минеральных веществ в организме человека. Чем больше в воде солеи и примесей, тем меньше случаев инфаркта и приступов гипертонии. И наоборот, чем мягче питьевая вода, тем выше процент сердечников среди населения. Такого же мнения придерживаются и английские ученые. По данным исследований доктора Томаса Грау-форда из Лондона, в Глазго, где очень мягкая вода, самая высокая смертность на Британских островах от сердечно-сосудистых заболеваний. В Лондоне же картина совершенно другая: случаев инфаркта со смертельным исходом здесь на 37% меньше, чем в Глазго.

Роль железа в организме человека.

Распределение железа в организме. В организме железо распределяется следующим образом:

• Железо гемоглобина 1,5 - 3,0 г (1500-3000 мг)

• Резервное железо (депо) 0,5 - 1,5 г (500-1500 мг)

• Железо миоглобина, ферментов 0,5 г (500 мг)

• Транспортное железо 0,003 - 0,004 г (3-4 мг)

Сывороточное железо (транспортное, железо плазмы, циркулирующее) составляет в среднем 10-27 мкмоль/л, а общее его количество в организме около 3-4 мг. Представляет собой пластический субстрат, непрерывно поступающий в костный мозг для синтеза гемоглобина, в ткани для клеточного дыхания, в органы депо для пополнения запасов. По уровню СЖ можно судить о дефиците или насыщенности организма железом, о функциональной способности кроветворения, о состоянии депо железа.

Резервное железо. В нормальных условиях запасы железа составляют в среднем 1г (1000 мг) и представляют собой соединения железа с белками, которые откладываются в основном в печени, селезенке и костном мозге:

1. Ферритин - комплекс из трехвалентного железа и протеина апоферритина.

2. Гемосидерин - также комплекс железа и апоферритина, но с большим содержанием железа и меньшим белка, в результате чего соединение становится нерастворимым.

Функциональное назначение резервного железа заключается в поддержании на постоянном уровне концентрации сывороточного железа. При необходимости оно в виде ферритина быстро высвобождается из депо, связывается с трансферрином и поступает в костный мозг.

Трансферрин: относится к b-глобулинам сыворотки и единственный обладает способностью транспортировать железо. Благодаря трансферрину железо непрерывно высвобождается из органов-депо и снова депонируется в них. Количественные вариации трансферрина в нормальных условиях зависят от степени насыщения организма железом, главным образом от насыщения депо. Они совершенно независимы от колебаний других белковых фракций сыворотки. При насыщении трансферрина железом менее чем на 15% образование эритроцитов в костном мозге снижается. Образующиеся в таких условиях красные кровяные клетки имеют небольшие размеры (микроцитоз) и меньшее содержание пигмента (гипохромия).

Содержание железа в организме человека (масса тела 70 кг. ) составляет по некоторым данным-3,5 г. Распределение железа в организме человека (в процентах от общей массы железа) показано в таблице 1.

Возраст человека Костный мозг, плазма ферментыМышца Печень, селезенка Эритроциты (кровь)

Новорожденные дети раннего возраста 1 7-9 10-12 80

Дети среднего и старшего возраста, взрослые 1 20-22 10-15 65-70

Небольшая часть железа расходуется на рост покровных тканей организма кожи и ногтей. Железо входит в состав пигмента, окрашивающего волосы (рыжие волосы содержат в 5 раз больше железа, чем любые другие). Из желудка железо проникает сквозь мембрану в клетку слизистой оболочки кишечника. Здесь его поджидает белок апоферритин, относящейся к группе гамма - глобулинов. Он образует с железом комплексное водорастворимое соединение - ферритин. В ходе этой реакции железо во второй раз изменяет свою валентность в составе ферритина оно уже снова трехвалентное. Апоферритин выполняет двойную роль. Во-первых, он служит "проводником" железа сквозь клетку слизистой оболочки, а во- вторых, регулирует поступление железа из кишечника. Как только весь имеющейся в клетке апоферритин "насытится" железом и превратится в ферритин, всасывание железа сквозь мембрану блокируется. Такой механизм, работающей по принципу обратной связи, защищает организм от ненужного избытка железа.

Следующая преграда на пути железа - мембрана, которая отделяет клетку слизистой оболочки от кровеносного русла. Железо минует эту преграду и, попадая в плазму крови, в третий раз меняется валентность, отщепляясь от ферритина, оно вновь превращается в двухвалентное. Сменяется и его "проводник" с кровью железо разносит железо по организму другой белок - трансферрин. Наконец, прежде чем отложиться в той или иной ткани, железо снова соединяется с белком, образуя ферритин (в составе которого железо трехвалентно), удобный для хранения запасов железа.

Итак, железо, поступив в организм, минует пищевод и попадает в желудок, где под действием соляной кислоты и желудочного сока восстанавливается из трехвалентного в двухвалентное. Далее, в кишечнике часть железа, содержащегося в пище, в среднем около 10% (остальная часть выводится из организма), всасывается сквозь слизистую оболочку и попадает в кровь, при этом дважды меняя свою валентность. По кровяному руслу железо разносится по всему организму и, снова окислившись в трехвалентное, отлагается в тканях.

ГОСТ 2874—73 отличается от прежнего еще и тем, что выделяет в отдельную группу химические включения, которые раньше всего обнаруживают наши органы чувств — обоняние, зрение. Так, например, железо придаёт — красноту. В подземных водах преобладающей формой существования железа является бикарбонат железа (II), который устойчив только при наличии значительных количеств углекислоты и отсутствии растворенного кислорода. Наряду с этим, железо встречается в виде сульфида, карбоната и сульфата железа (II), комплексных соединений с гуматами и фульвокислотами. Соединения железа в воде присутствуют в виде солей железа трехвалентного в растворенной и нерастворенной форме. ГОСТ разрешает содержание железа в питьевой воде до 0,3 мг/л, а если нет станции обезжелезивания, то до 1мг/л. О влиянии железа на здоровье существует два противоположных мнения:

• Железо, содержащееся в воде, не угрожает нашему здоровью, придает воде неприятный болотистый вкус.

• Повышенное содержание железа в питьевой воде вредно для здоровья человека. При продолжительном введении в организм железа избыток его накапливается в печени в коллоидной форме оксида железа, получившей название гемосидерина, который вредно действует на клетки печени, вызывая их разрушение. Кроме этого отрицательно сказывается на органах сердечно-сосудистой и выделительной систем.

Поэтому обезжелезивание актуально и для здоровья. Самым эффективным методом обезжелезивания (удаления железа из воды) является безреагентный метод — аэрирование воды.

Роль фтора в организме.

Почему у многих горожан зубы не такие крепкие, как у деревенских жителей?

Гигиенисты, побывав в многочисленных экспедициях на Севере и Украине, в Средней Азии и Сибири, дали ответ: виновата вода. Фтор, столь необходимый человеческому организму, попадает в него главным образом с водой. Города пользуются водой в основном из рек и озер, а села — из ключей и колодцев. В поверхностной воде фтора почти нет, в подземной его больше. Горожанам часто не хватает этого химического элемента, и они заболевают кариесом зубов. Но, оказывается, и избыток фтора вреден. В этом случае зубы поражаются флюорозом. Ученым удалось определить две зыбкие границы предельной концентрации этого вещества в воде — верхнюю и нижнюю.

И записать в стандарте желанные «от» и «до». Установлено, что добавление 1мг фториевых солей на литр воды резко сокращает заболеваемость кариесом зубов.

Врачи предложили фторировать воду. И вот результат: в Норильске, Мурманске, Мончегорске, где применен этот метод, заболеваемость кариесом снижена на 40%.

В Москве на Рублевской водопроводной станции автоматическая установка ежесуточно фторирует 400 тыс. м3 воды. В ближайшем будущем вся вода с Рублевской станции будет поступать с добавкой фтора.

Питьевая вода для жителей Карл-Маркс-Штадта и окружающих его населенных пунктов, проходя центральную водоподготовительную установку, получает точно рассчитанную дозу натриевого силикона фторида. Этот растворимый в воде, не имеющий вкуса порошок укрепляет предрасположенную к заболеванию кариесом зубную эмаль. Фторированная питьевая вода в Карл-Маркс-Штадте уже в 50-е годы превратилась в профилактический напиток против кариеса.

Этому примеру последовало 5 городов Германии, а до 1980г. установки для фторирования воды вступят в строй еще в 20 городах.

Влияние некоторых химических элементов на организм человека.

Главное новшество ГОСТ 2874—73 — нормативы на содержание в воде разного рода примесей, в том числе токсических веществ. К ним относятся мышьяк, свинец, бериллий, молибден, селен, стабильный стронций и др.

При длительном употреблении водопроводной воды, содержащей высокие концентрации мышьяка, наступает расстройство центральной и особенно периферической нервной системы. Безвредная концентрация мышьяка равна 0,05 мг/л.

Опасность для здоровья свинца впервые была обнаружена в связи с массовыми отравлениями при использовании свинцовых водопроводных труб. В России применение свинцовых труб в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения запрещено законодательством. Повышенные концентрации свинца могут встречаться в подземных водах. Ограничиваемое ГОСТ 2874—73 содержание свинца в питьевой воде в пределах 0,1 мг/л безвредно.

Бериллий довольно широко распространен в природе. Он содержится и в некоторых природных водах. Бериллий — яд общетоксического действия с высокой степенью кумуляции, поражает дыхательную, нервную и сердечно-сосудистую системы, угнетающе действует на некоторые ферменты организма и кровь. Характерная особенность бериллия — длительный скрытый период отравления и отсутствие прямой зависимости между дозой действующего вещества, продолжительностью контакта и реакцией организма. Допустимое содержание бериллия в питьевой воде — 0,0002 мг/л.

При избыточном содержании молибдена в питьевой воде человек и животные заболевают «молибденовой подагрой». Допустимое содержание молибдена в питьевой воде — 0,5 мг/л.

В некоторых географических областях (биогеохимических провинциях) отмечено повышенное содержание селена. Например, в открытых водоемах биогеохимических селеновых провинций США содержание селена достигает 0,2 мг/л, а в подземных водах — до 9 мг/л. Здесь зарегистрированы заболевания людей и животных, вызванные повышенным содержанием селена во внешней среде. Селен обладает общетоксическим действием на организм, однако в первую очередь поражает печень и костный мозг. Допустимая концентрация селена в питьевой воде — 0,001 мг/л.

Стабильный стронций часто встречается в природных водах, причем его концентрации колеблются в широких пределах (от 0,1 до 45 мг/л). При высоких концентрациях стронция в первую очередь нарушаются минеральный обмен в организме и ферментативные процессы в костной ткани. Концентрация стронция 2 мг/л безвредна для человека.

Хлор оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека. Соединения хлора токсичны, обладают большой биологической активностью полифункционального характера, способны к накоплению в пищевых цепях, характеризуются большим временем удержания. Они подавляют иммунную систему человека и адаптационные возможности организма, нарушают передачу нервных импульсов и некоторые генетические механизмы. Поэтому каждый человек, живущий в нашем городе, должен знать и уметь применять элементарные способы очистки воды (отстаивание, применение фильтров и т. д. ).

В стандарте подробно указано, как, где и когда проводить лабораторно-производственный контроль качества питьевой воды. Предусмотрен также и общегосударственный контроль, который осуществляют санитарно-эпидемиологические службы Министерства здравоохранения России. Без всякого преувеличения можно сказать, что высококачественная вода — одно из непременных условий сохранения здоровья людей. Здоровая и вкусная вода — истинный дар Земли. И на охране ее стоит государственный стандарт.

1. 4 Источники питьевой воды.

Источники

Поверхностные Подземные

Реки Артезианские скважины решетка нейтрализация аэробное окисление коагуляция фильтры окисление анаэробное восстановление флотация отстойники     ионный обмен

      сорбционное поглощение

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным.

В нашей местности используется как раз комбинированный метод очистки сточных вод.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, песколовками. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей.

Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов.

Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки. В биофильтрах, аэротенках входящих в состав очистных д. Клишева, очищающее начало - активный ил из бактерий и беспозвоночные животных (коловратки, аспидиски, аперкулярии, нематоды). Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила. Благодаря этому протекают экзотермические процессы биологического окисления. Проведенные исследования и накопленный опыт показали: значительный эффект достигается при совместном применении аэробного и анаэробного методов обработки стоков.

На первом этапе очистки микроорганизмы путем гидролиза и ферментативного расщепления превращают органические примеси стоков в более простые соединения – органические кислоты, спирты и газы (в основном – аммиак и водород). На следующей стадии бактерии превращают оставшиеся в воде вещества в метан и углекислый газ. Окончательная очистка производится на биофильтре со специальной фильтрующей насадкой. Поверхность насадки покрыта активной биопленкой, для образования которой используются специальные бактерии. Полученная на выходе из установок вода может безо всяких последствий сбрасываться в дренаж.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий (для дезинфекции) используют ультрафиолетовое облучение.

Путь, который проходит загрязненная вода во время очистки, можно проследить по условной схеме: сточные воды – механическая очистка – биохимическая очистка – доочистка на песчаных (или сетчатых) фильтрах – возврат в природу.

Технологическая схема и принцип действия.

 Основные узлы установки:

Первичный отстойник 1 для отделения механических примесей

Биореактор 2 для проведения основных процессов биологической очистки и системой аэрации.

Вторичный отстойник 3 для отделения избыточного ила

Фильтр с плавающей загрузкой 4 для доочистки сточных вод.

Узел обеззараживания 5 на базе ультрафиолетового облучателя - обеззараживание очищенной воды.

В настоящее время для биоочистки бытовых стоков в малом количестве получило большое распространение использование сборных резервуаров с добавлением биоактиваторов на основе микроорганизмов, разлагающих такого вида отходы и предотвращающих загнивание. При этом не требуется никакого дополнительного оборудования: препараты просто добавляются в резервуары, где находятся стоки нечистот, и их активности при правильной эксплуатации хватает на несколько лет. В качестве примера можно привести биоактиваторы производства компании Atmos (Франция), в состав которых входят не только микроорганизмы, но и пищевые ферменты. К сожалению, на активность данных препаратов очень сильно влияет даже незначительное присутствие в стоках антибиотиков, соединений содержащих хлор и веществ, обладающих даже невысокой токсичностью. Кроме того, очищающая способность таких систем полностью теряется после пересыхания.

Основной недостаток большинства биологических методов очистки стоков заключается в необходимости удаления излишней биомассы, сложности поддержания популяции бактерий и сохранения их активности. Установки, использующие в своей работе активный ил, от указанных недостатков свободны.

К сожалению, и этот метод не лишен недостатков, главный из которых – сложность достижения равновесия между процессами расщепления примесей и сохранением постоянным количества биомассы бактерий. Без достижения такого равновесия вода не будет очищена. Поэтому работу реакторов контролируют, постоянно следя за состоянием активного ила.

Главная характеристика биореактора на активном иле – способность перерабатывать примеси. Другим важным параметром является нагрузка – масса загрязняющих веществ, приходящаяся на единицу иловой массы. После определенного времени работы ил необходимо подвергать регенерации, путем аэрации без нагрузки. Аэрация при нагрузке также сильно влияет на колонии микроорганизмов: при ее избытке происходит брожение, при недостатке – неполная очистка воды.

Из полученной информации на экскурсии и дополнительных источников можно сделать следующий вывод: механическая очистка используется для улавливания относительно крупных частиц (камней, песка, обломков дерева, кусков тряпок и т. п. ); биологическая проводится для очистки от органических загрязнений (в аэротенках бактерии содействуют распаду органических веществ, животные - фильтраторы (коловратки) поедают излишне расплодившихся бактерий); физико-химические процессы направлены на уничтожение болезнетворных микроорганизмов.

Наш район это высоко урбанизированная территория, так как имеет развитую промышленность, и сельское хозяйство, развитую транспортную инфраструктуру.

Основными источниками и факторами загрязнения природных вод на территории района являются:

• сброс сточных вод с промышленных предприятий (РПЗ, мясокомбинат, цех по производству соков, РПКБ, «Энергия», ЦАГИ, ЛИИ);

• сброс бытовых сточных вод от жилых домов, с площадок сельскохозяйственных предприятий.

Вода с очистных сооружений возвращается в природу, в нашем районе в Москва – реку, и она по показателям должна соответствовать водам рыбохозяйственного назначения. На территории Раменского района работают 34 очистных сооружения. Через них в реку Пехорку и Москву сбрасывается ежедневно около 1700 тыс. куб м очищенных сточных вод, общая масса сбрасываемых загрязняющих веществ составляет примерно 1120 т/сут. (сульфаты, фосфаты, ПАВ, нитраты, нитриты, соли различных металлов, в том числе тяжёлых).

Известно достаточно много способов очистки сточных вод от ионов тяжёлых металлов, но они имеют недостатки, не всегда эффективны и дорогостоящие. На очистных сооружениях д. Клишева такую очистку не проводят и в Москва - реку попадает вода содержащая ионы тяжёлых металлов ТМ (медь, никель, кобальт, свинец, кадмий, цинк, хром, ртуть, стронций).

Способы очистки сточных вод от тяжёлых металлов заинтересовали нас.

Очистка воды от тяжёлых металлов с помощью физико-химического способа. Существенное влияние на качество очистки сточных вод может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет важное значение.

Способы.

• Путём связывания ТМ в труднорастворимые соединения с применением осадителей (оксиды, гидрооксиды, соли щелочных металлов, щёлочно-земельных и переходных металлов, сода, гашённая, негашеная известь, карбидное молоко). Недостатки этого способа: высокая стоимость реагента и порча водопровода и аппаратуры.

• Электрокоагуляция. Недостатки: большой расход листового металла (алюминия, железа) и электроэнергии.

• Сорбционный метод:

1. В качестве сорбентов используются торф, зола, бурый уголь. Недостатки: высокие потери сорбентов при фильтрации, из-за низкой прочности сорбентов и высокая стоимость регенерации.

2. Сорбент шлакосиликатный. Недостатки: невысокая эффективность, невозможность регенерации сорбента.

3. Сорбент на основе гальваношлама, содержащего оксиды различных металлов: кальция, железа, цинка, меди и др. Разрушение сорбента не происходит, его можно применять многократно, решается вопрос утилизации гальваношламов.

Основная причина загрязнения водных бассейнов – сброс в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными предприятиями, коммунальным и сельским хозяйствами. Подсчитано, например, что если город потребляет в день 600 тыс. м3 воды, то он дает около 500 тыс. м3 сточных вод. Большинство предприятий в целях снижения концентрации вредных веществ в сточных водах разбавляет их. Во всем на разбавление сточных вод ежегодно затрачивается примерно 5500 км3 чистой воды – втрое больше, чем на все другие нужды человечества

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство.

Одним из направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей.

Нам показался более интересными биологические методы очистки сточных вод от ТМ.

Большой интерес в последнее время вызывает использование искусственных (созданных человеком) заболоченных территорий для удаления загрязнителей из воды муниципальных или частных сточных систем, промышленных и сельскохозяйственных сточных вод или кислотных шахтных водоотливов. Специалисты по проблемам окружающей среды называют заболоченные территории «почками» природы.

Очистка воды биогенным способом с помощью растений.

Цикл естественной очистки длится 12—14 дней. Традиционный метод, которым пользуются в больших городах, очищает сточные воды за 18—20 часов. Но, как известно, традиционная система тесно завязана на использовании электроэнергии, мощных насосов и прочего дорогостоящего оборудования плюс работа обслуживающего персонала. В данном же случае ничего такого не нужно.

Корневая система рогоза имеет высокую аккумулирующую способность относительно тяжелых металлов. Концентрация металлов в корневой системе рогоза, который рос на берегах шламонакопителей электростанций, достигала (мг/кг): железа— 199,1, марганца — 159,5, меди — 3,4, цинка — 16,6.

    Известно, что камыш имеет высокие адаптивные свойства и способен прорастать в очень загрязненных промышленными сточными водами водоемах. Он способен удалять из воды ряд органических соединений, в т. ч. фенолы, нафтолы, анилины и прочие органические вещества. Удельное поглощение минеральных веществ камышом достигает (грамм на 1 г сухой массы): кальция — 3,95, калия — 10,3, натрия — 6,3, кремния— 12,6, цинка — 50, марганца — 1200,бора—14,6.

Во многих странах довольно широко используются системы очистки вод на плантациях камыша и тростника. Описаны сооружения с камышовой растительностью для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод в Нидерландах, Японии, Китае; для очистки загрязненного поверхностного стока в Норвегии, Австралии и в других странах. Стойкость камыша к действию больших концентраций загрязняющих веществ позволила довольно успешно использовать его для очистки сточных вод свиноводческих комплексов в Великобритании.

    В г. Бентоне (США) с населением 4700 человек с 1985 г. осуществляется очистка бытовых сточных вод в прудах с зарослями камыша и других водных растений. Подсчитано, что стоимость такой системы очистки в 10 раз меньше, чем стоимость традиционных систем при удовлетворительном качестве очистки воды от соединений азота, фосфора, взвешенных и органических веществ.     По результатам промышленно-экспериментальных исследований процесса очистки бытовых сточных вод с использованием водного гиацинта в США, степень очистки по БПК5 достигает 97–98%. В Китае водный гиацинт используется для очистки сточных вод кинофабрики от серебра. Установлено, что эффективность очистки воды от серебра, взвешенных веществ, соединений фосфора и азота, соответственно, составляла 100%, 91%, 53,9%, и 92,9%, при этом БПК и ХПК уменьшалaсь на 98,6% и 91%. Предложенный метод позволяет отказаться от использования сорбционной очистки.

    В России, в Институте цитологии и генетики, разработана технология очистки сточных вод с использованием водного гиацинта. Экспериментальная работа была проведена для сточных вод комплекса по разведению свиней. Очистка проводилась в биопрудах. Концентрация азота аммонийного снижалась (мг/л) с 30–50 до 4–5, БПК5 — со 150 до 20–30, ХПК — с 300 до 25–30, концентрация растворенного кислорода возрастала от 0,5 до 2–5 (мг •О2)/л.

    Австралийские ученые разработали способ очистки поверхностного стока от автомагистралей. Дороги не обустраиваются бордюрами, сбор стока осуществляется фильтрационными траншеями (рис. 2), заполненными на глубину 0,8 м гравием. На дне траншеи прокладываются пластиковые сборные трубопроводы диаметром 150 мм, которые транспортируют сток для дальнейшей очистки в биоплато.

   При очистке сточных вод чаще всего используют такие виды высших водных растений (ВВР), как камыш, тростник озерный, рогоз узколистый и широколистый, рдест гребенчатый и курчавый, элодея, водный гиацинт (эйхорния), касатик желтый, сусак, стрелолист обычный, хара, ирис и многие другие высшие растения.

  Биоочистка воды на  основе закрытого биоплато гидропонного типа (ЗБГТ). ЗБГТ используется в разработках и технологиях очистки сточных вод как водоохранное сооружение, которое объединяет основные элементы очистки с использованием иммобилизованной на инертном субстрате микрофлоры и высших водных растений и водоотведение доочищенных возвратных вод в водоем непосредственно или опосредствованно (через поток грунтовых вод) при наличии благоприятных гидрогеологических условий площадки, на которой обустраивают закрытое плато биогенного типа (ЗПБГ)

Закрытое плато биогенного типа (ЗПБТ)

 Заключение.

Очистка сточных вод с помощью водной растительности

Преимущества метода:

1. Обеспечивают высокую степень очистки.

2. Дешевизна эксперимента. Энергетические затраты и необходимое оборудование минимальны.

3. Металлгипераккумулирующие растения – рогоз, камыш, тростник.

4. Наиболее подходящее растение - рогоз, так как он распространён в нашей местности.  

Рекомендации по использованию рогоза для очистки воды от тяжёлых металлов.

Посадка рогоза в образцы подготовленной почвы

Для посадок лучше всего подходят растения с толстыми корневищами, так как они накапливают больше ионов тяжёлых металлов, чем другие органы. Существуют специальные методики по обнаружению ионов ТМ в органах растения.

Изучение способности рогоза накапливать ионы тяжелых металлов.

После завершения вегетативного периода развития рогоза, проводят анализ на определение содержания металлов марганца, хрома, свинца в различных частях растения. Растения высушивают, затем измельчают. Отдельно листья, стебли, корневища растворяют в азотной кислоте при нагревании в течение 30 минут. Наличие и относительное содержание ионов металлов оценивалось по качественным реакциям на данные ионы.

Обнаружение ионов свинца Pb2+

При действии на раствор соли свинца раствора хромата или бихромата калия выпадает жёлтый осадок хромата свинца, по интенсивности окраски судят о концентрации элемента:

Pb2+ + CrO42- → ↓PbCrO4

Реакцию следует проводить в присутствии СН3СООН при рН< 7, так как PbCrO4 в уксусной кислоте нерастворим.

Обнаружение Cr3+ - ионов

При действии перекиси водорода в щелочной среде ионы трёхвалентного хрома окисляются до хромат-ионов (CrO42-), окрашенных в жёлто-зелёный цвет:

2Cr(OH)3 + 3 H2O2 + 4OH- → 2CrO42- + 8 H2O

Обнаружение Mn2+- ионов

При действии в щелочной среде перекиси водорода бесцветные ионы двухвалентного марганца (Mn2+) окисляются до нерастворимых соединений марганца (IV) H2MnO3 или MnO2, окрашенные в бурый цвет:

Mn2+ + H2O2 + 2OH- → ↓ H2MnO3 + H2O

Рогоз имеет высокие адаптивные свойства и способен прорастать в очень загрязнённых промышленными отходами почвах. Он способен удалять из воды марганец, хром, свинец. Наибольшая концентрация этих металлов обнаруживается в корневищах.

Глава 11. Практическая часть исследований по теме.

2. 1. Методика исследования качества воды.

Качественный анализ воды можно проводить на основе нескольких методик. Опыты провели, руководствуясь методикой Мансуровой С. Е. и Алексеева С. В.

Оценка уровня рН воды.

Существует несколько важных показателей качества пресной воды: кислотность рН (или водородный показатель), жесткость и органолептика.

рН связана с концентрацией ионов водорода в среде, измеряется с помощью индикаторов и дает нам понятие о кислотных или щелочных свойствах среды (в данном случае – воды): рН<7 – кислая среда; рН=7 – нейтральная среда; рН>7 – щелочная среда.

Это очень важный показатель, причем не только для обыкновенной или минеральной воды, но и для человеческого организма. Значение рН воды водоемов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6,5 – 8,5. Для определения значения рН водопроводной воды мы провели следующий опыт. В пробирку налили 5 мл исследуемой воды, 0,1 мл универсального индикатора и перемешали. Уровень рН определяют по окраске раствора:

• Розово-оранжевая – рН около 5;

• Светло-желтая – 6;

• Зеленовато-голубая – 8.

Наш раствор получился зеленоватого цвета с желтоватым оттенком, следовательно, значение рН около 7.

Исходя из проведенного опыта, можно сделать вывод, что водопроводная вода нашего района соответствует уровню рН.

Цвет (окраска)

При загрязнении водоема 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 водоемов культурно-бытового назначения – 10 см.

Диагностика цвета – один из показателей состояния водоема. Для определения цветности воды используется стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набирается вода и на белом фоне бумаги определяется ее цвет (голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый) – показатель определенного вида загрязнения.

Прозрачность.

Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов, содержания химических соединений.

Для определения прозрачности воды используется прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который наливается вода, подкладывается под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв – 0,5 мм, и сливается вода до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. Измеряется высота столба оставшейся воды линейкой и выражается степень прозрачности в сантиметрах. При прозрачности воды менее 3 см водопотребление ограничивается. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.

Характер и род запаха воды естественного происхождения

Характер запаха Примерный род запаха

Ароматический Огуречный, цветочный

Болотный Илистый, тинистый

Гнилостный Фекальный, сточной воды

Древесный Мокрой щепы, древесной коры

Землистый Прелый, свежевспаханной земли, глинистый

Плесневый Затхлый, застойный

Рыбный Рыбы, рыбьего жира

Сероводородный Тухлых яиц

Травянистый Скошенной травы

Неопределенный Не подходящий под предыдущие определения

Интенсивность запаха воды

Балл Интенсивность запаха Качественная характеристика

0 ― Отсутствие ощутимого запаха

Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем

1 Очень слабая

Запах, не привлекающей внимания потребителя, но

2 Слабая обнаруживаемый, если на него обратить внимание

Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде

3 Заметная с неодобрением

Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду

4 Отчетливая непригодной для питья

Запах настолько сильный, что вода становится непригодной для

5 Очень сильная питья

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 60ْC по 5 – балльной системе согласно таблице.

Запах воды следует определять в помещении, в котором воздух не имеет постороннего запаха.

Определение жёсткости.

1. Мерным цилиндром налить 10 мл исследуемой воды в коническую колбу.

2. Наполнить бюретку мыльным раствором, добавить 1 мл мыльного раствора в колбу. Если не образуется пена, добавить ещё несколько мл раствора мыла. Продолжать добавлять мыльный раствор, пока не образуется устойчивая пена (она должна держаться не менее 30 секунд). Записать объем мыльного раствора, необходимого для образования устойчивой пены с 10 мл исследуемой воды.

3. Ополоснуть колбу, повторить действия 1-3 раза с различными образцами воды.

Вода Объем мыльного раствора, требующегося для образования устойчивой пены,

Дистиллированная 1

Водопроводная 2

Питьевая столовая 1

По значению общей жесткости природную воду различают:

Тип воды Жесткость, оль/л

Очень мягкая Меньше 1,5

Мягкая 1,5-4

Средней жесткости 4-8

Жесткая 8-12

Очень жесткая 12

Жесткость 7,8 – 10 ммоль/л. жесткость воды обусловлена в основном присутствием гидрокарбонатов.

Длительное употребление жесткой воды приводит к почечнокаменной болезни.

Длительное употребление мягкой воды приводит к угнетению сердечной деятельности.

Нитраты. Используем концентрированную серную кислоту и кристаллический сульфат железа. В пробирку наливаем немного исследуемой воды. Осторожно добавляем кристаллик сульфата железа и вливаем каплю концентрированной серной кислоты. Появляется бурое окрашивание, что свидетельствует о присутствии нитратов в пробе.

Фосфаты. Используем раствор роданида железа. В пробирку наливаем исследуемую пробу. Добавляем несколько капель роданида железа. Мы наблюдаем обесцвечивание кроваво-красной окраски железа и образование белого осадка фосфата железа:

FeCNS + PO4 = FePO4 ↓ + CNS

Это свидетельствует о наличии фосфатов.

Сульфат – ионы. В пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, 0,5 мл раствора соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5%-ного раствора хлорида бария, перемешивают. По характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфатов: при отсутствии мути – концентрация сульфат-ионов менее 5 мг/л; при слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут – 5-10 мг/л; при слабой мути, появляющейся сразу после добавления хлорида бария – 10-100 мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат-ионов – более 100 мг/л.

Карбонат – ионы. В пробирку вносят 10 мл воды и приливают пипеткой несколько капель 10%-ного раствора соляной кислоты. Образующийся по реакции оксид углерода (IV) выделяется в виде пузырьков. По интенсивности их выделения судят о более или менее значительном содержании карбонатов.

Сероводород. Используем раствор йода. В пробирку с пробой воды добавляем несколько капель йода. Буро-желтая окраска йода пропадает, что свидетельствует о наличии в пробе сероводорода.

Органические примеси. Используем раствор перманганата калия. В пробирку с водой мы добавляем 2-3 капли перманганата калия (до розового цвета). Нагреем содержимое до кипения. При наличии органических примесей в воде должны появиться буро-коричневые хлопья оксида марганца. Но т. к. этого не происходит можно сказать, что органических примесей в исследуемой воде нет.

Свинец. Используем раствор дихромата калия. В пробирку с пробой воды добавляем 1-2 капли раствора дихромата калия. Образуется желтый осадок:

Сr2O7 + Pb = PbCr2O7 ↓

Это свидетельствует о наличии свинца в воде.

Мы провели качественный анализ воды из разных источников, чтобы проверить степень ее очистки, на определение нитратов, фосфатов, сероводорода, органических примесей и свинца.

Но, несмотря на это, пить воду из-под крана не безопасно. Зная, что для очистки и дезинфекции воды используют соединения, содержащие хлор, мы провели качественную реакцию.

В пробирку с водопроводной водой мы добавили несколько капель нитрата свинца. Образовался белый осадок хлорида свинца, что свидетельствует о наличии хлора в воде:

2Cl +Pb = PbCl2↓

Ионы хлора. К 2 мл исследуемой воды приливаем несколько капель раствора нитрата серебра. Помутнение воды или выпадение белого осадка служит доказательством того, что в исследуемом образце воды присутствуют ионы хлора.

Ионы кальция и магния. К 2 мл исследуемой воды приливаем несколько капель насыщенного раствора карбоната натрия. В присутствии ионов кальция и ионов магния выпадет осадок белого цвета.

Ионы железа. В пробирку помещают 10 мл исследуемой воды, прибавляют 1 каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора пероксида водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия. При содержании железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком – красное.

Ионы меди. В фарфоровую чашку поместить 3-5 мл исследуемой воды, осторожно выпарить досуха и на периферийную часть пятна нанести каплю концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивно синей или фиолетовой окраски свидетельствует о присутствии ионов меди.

Ионы ртути. В две пробирки поместить по 1 мл исследуемой воды. В первую пробирку добавить 1 -2 капли раствора хромата калия, а в другую 1 -2 капли раствора щёлочи. Появление красного и чёрного осадков свидетельствует о наличии в пробе ионов ртути (I).

2. 2Проведение сравнительного анализа качества воды из разных источников местного поселения.

Проба №1 – водопроводная вода п. Д убовая роща показатели норма водопроводная родник Колодец Скважина Скважина п. Дубовая роща д. Литвиново д. Литвиново д. Старково д. Загорново

Прозрачность + + + + + +

Запах - - - - - -

РН 6,0-9,0 7. 0 6. 0 6. 0 6. 5 6. 5

Жёсткость не более7ммоль\л 5-6 8 - 10 6-8 6-8 6-8

ммоль\л ммоль\л ммол\л ммол\л ммол\л

Гидрокарбона незначит. незначит. незначит. незначит. незначит.

ты(по выделению газа CO2 ) содержа-ние содержа-ние содержа-ние содержа-ние содержа-ние

Сульфаты слабое сильное сильное слабое слабое

( по характеру осадка) помутне-ние помутне- помутне-ние(10-100помутне-ние(10-100помутне-ние(10-100

(10-100 ние мг\л) мг\л) мг\л)

мг\л) (10-100

Орган. примеси отсутст. отсутст. отсутст. отсутст. отсутст. отсутст.

Железо 0. 3мг. \л интенсивно-розо-выбледно-розовый бледно-розовый интенсивно-розо-выбледно-розовый

(по интенсив- й (мало) (очень мало ) (очень мало) й (мало) (очень мало)

ности окраски)

2. 3 Анкетирование

(В опросе участвовало 120 респондентов)

1. Какую воду вы используете для питья и приготовления пищи?

• Водопроводную 90,9%

• Родниковую 1,4%

• Артезианскую 2,3%

• Колодезную 0,4 %

• Бутилированную 5%

2. Как вы оцениваете качество водопроводной воды?

• Хорошее 23,6%

• Терпимое 49,1%

• Плохое 14,1%

• Не знаю 13,2%

4. Знакомство с ассортиментом и принципами работы бытовых фильтров для очистки воды.

Для выбора фильтра, кроме сведений о качестве воды, необходимо знать и его устройство: наличие фильтрующих элементов и их назначение.

Бытовые фильтры имеют следующее строение:

1. Корпус, как правило, выполненный из полимерных материалов;

2. Фильтрующая сетка для задержания крупных взвешенных частиц;

3. Фильтрующая ткань, очищает от микрочастиц фильтрующего материала;

4. Магнитная обработка  смягчает  воду и приводит ее структуру   в порядок;

5. Фильтрующие материалы – это может быть активированный уголь, смесь угля с ионообменной смолой, волокнистый ионообменный материал, различные волокнистые сорбционные материалы. Тип фильтрующего материала зависит от марки фильтра.   Лучшим фильтрующим материалом является активированный уголь, ионообменная смола механические примеси устраняет хуже, так как основное ее предназначение снижать жесткость воды.

Какой фильтр выбрать для дома?

«Сравнительная характеристика технических параметров бытовых фильтров»

Модель фильтра «Барьер» «Аквафор» «Арго»

Тип фильтра Насадка на кран Насадка на кран Насадка на кран

Фильтрующий материал 1. ионнообменное волокно 1. сорбционное волокно 1. цеолит

2. активированный уголь и ионы 2. активированный уголь 2. активированный уголь и ионы серебра серебра.

Ресурс фильтрующей кассеты 300 л. 4000 л. 7000 л.

Эффективность очистки от:

Активного хлора 90 % 95 % 60 %

Фенола - 91 % 80 %

Хлорорганических соединений 80 % 90 % 80 %

Нефтепродуктов 85 % 90 % 92 %

Токсичных металлов 85 % 92 % 92 %

Жесткости устраняет нет устраняет

Наличие магнита, стабилизирующего отсутствует отсутствует есть структуру воды

Учитывая состав воды «на входе», ресурс фильтрующей кассеты, эффективность очистки от химических веществ, наличие ионов серебра, обеззараживающих воду, способность устранять жесткость воды и магнитную обработку, которая придает воде упорядоченную жидкокристаллическую структуру, повышающую ее биологическую активность.

2. 5 Способы очистки воды в домашних условиях?

Существует несколько простых способов очистки воды.

Слив застоявшейся воды. Воду для питья следует набирать впрок в количестве 5 – 10 литров вечером, в период максимального водозабора, когда вода не застаивается в трубах. Естественно набирать воду нужно лишь в том случае, если она имеет нормальный вид: не очень сильно пахнет и относительно прозрачна. Если в вечерние часы вдруг потекла вода вонючая, мутная или желтая от ржавчины, это свидетельство аварии в системе централизованного водоснабжения, и такую воду брать не следует. Не советуем пропускать ее через фильтр: картриджи быстро придут в негодность. Лучше дождитесь ликвидации прорыва, а воду купите в магазине.

Отстаивание воды. Воде, набранной вечером, нужно дать отстояться за ночь – лучше всего в закрытой стеклянной, керамической или эмалированной емкости, но не алюминиевой или стальной кастрюле. Затем ( если вы сильно озабочены проблемой тяжелых металлов ) можно произвести такую операцию: гибкую трубку осторожно (чтобы не взболтнуть жидкость) вводят в сосуд с водой – так, чтобы ее коней располагался у самого дна. Засасывают первую порцию воды, после чего она начинает литься из трубки в раковину, и сливают примерно треть отстоявшейся воды. Обратите внимание, что сливается нижняя треть, в которую за время отстаивания опустились примеси тяжелых металлов. Полностью вы их таким образом не удалите, но концентрацию в оставшейся воде уменьшите. Слив треть воды, проверте, нет ли осадка на дне. Если есть, поднимите сосуд с водой (опять же осторожно, чтобы не взболтнуть) и перелейте воду в другую емкость, пропустив ее через сложенную вдвое-вчетверо марлю. Остаток воды с осадком выплеснете в раковину.

Кипячение воды. Воду прокипятите в эмалированном чайнике или кастрюле. Кипячение убивает микроорганизмы, и одновременно с паром из воды уходит практически вся летучая хлорорганика (последствия дезинфекции воды хлором). Однако следует помнить, что некоторые микробы и вирусы выживают в кипящей воде минуты и даже часы и что летучей хлорорганике нужно куда-то спрятаться, а не задерживаться крышкой. Поэтому кипятите воду в сосуде без крышки и не менее 5-7 мин. Существует мнение, что кипячение сокращает объем воды, и в результате сильно повышается концентрация тяжелых металлов. Это нелепость: за 5-7 мин не выкипит даже десятая часть первоначального объема.

Обработанную таким образом воду нужно закрыть крышкой, чтобы не проникали бактерии из воздуха, остудить и, если угодно, разлить в трехлитровые стеклянные банки, плотно закрыв их полиэтиленовыми крышками. Хранить воду лучше в холодильнике.

Приготовление талой воды. Талая вода на сегодняшний день считается самой лучшей для применения во врачебных целях. В народе талая вода всегда считалась хорошим средством для повышения физической активности организма, особенно после длительной зимней «спячки». Также известно, что на полях, где задержаны талые воды, урожай щедрее. Вот два способа приготовления талой, точнее, замороженной, а потом размороженной воды в домашних условиях.

Первый способ таков: «Эмалированную кастрюлю с отфильтрованной или обычной водой ставим в морозильную камеру холодильника. Через 4-5 часов достаем ее, поверхность воды и стенки уже прихвачены первым льдом. Воду сливаем в другую кастрюлю. Лед, что остался в пустой, сконцентрировал молекулы тяжелой воды (дейтериевой, которая замерзает при +3,80С). Этот первый лед, содержащий дейтерий, выбрасываем. Кастрюлю с водой снова ставим в холодильник. Когда вода в ней замерзает на две трети, незамерзшую воду сливаем – это «легкая» вода, она содержит всю химию нашей цивилизации. Тот лед, который остался в кастрюле, и есть протиевая вода, столь нам необходимая. Она очищена от примесей на 80% и содержит 16 мг кальция на 1 литр жидкости. Теперь растопите лед при комнатной температуре (не на огне) и выпейте в течение суток».

Другой способ приготовления биологически активной воды – дегазированная вода. С этой целью небольшое количество воды доводят до температуры 94-960С, то есть до точки так называемого «белого ключа», когда во множестве появляются мелкие пузырьки, но образования крупных еще не началось. После этого посуду с водой снимают с плиты и быстро охлаждают, например поместив в более крупный сосуд или ванну с холодной водой. В результате такой обработки, как и при замерзании с последующим оттаиванием, получается вода с упорядоченной структурой.

Приготовление магнитной воды. Чтобы приготовить магнитную воду, используют, в частности, очень простое устройство: обыкновенную лейку и два кусочка магнита, притягивающихся к друг другу и прикрепленных к носику лейки. Для более сильного омагничивания воду через такую лейку можно пропустить несколько раз. Омагничиванием лечат заболевания почек, почечно-каменные болезни, расстройства желудка, очищают организм от токсинов и солей. Предположительно, такое незначительное омагничивание воды, взятой из-под водопроводного крана, возвращает ей первоначальные свойства омагниченной природной воды. Ведь протекая по ржавым железным трубам, вода теряет свой магнетизм, впитываемый системой железных трубопроводов. Омагниченная лейкой вода снова приобретает упорядоченную структуру, что превращает ее из "мертвой" воды в биологически активную.

111. Глава. Заключительная часть.

Выводы:

• Раменский район в достаточной мере обеспечен пресной питьевой водой.

• Основным источником питьевой воды в нашей местности являются подземные воды, они гораздо ценнее по качеству и наиболее надежны в санитарном отношении.

• На территории Раменского района находятся скважины с целительными минеральными водами (санаторий «Раменское»).

• Существуют различные способы очистки питьевой воды на «входе» в дом.

• Качество питьевой воды по органолептическим и большинству химических показателей соответствует нормам Государственного стандарта (ГОСТ).

• Питьевая вода нашей местности является водой средней жесткости, которая может вызвать в распределительной системе отложение шлаков и накипи (карбоната кальция), особенно при нагревании.

• В воде повышенное содержание ионов железа. Высокое содержание железа в воде вызывает отложение осадка в трубах и их зарастание, а также ухудшает вкус питьевой воды (присутствует привкус ржавчины), а также после "железной" воды остаются желтые разводы на сантехнике и пятна на одежде.

• В районе построены станции обезжелезивания.

• В воде повышенное содержание ионов фтора, что может вызвать флюороз эмали зубов, обезфторивание воды - дорогостоящий процесс.

• Существуют различные способы очистки сточных вод на «выходе» в природу от разных видов загрязнений.

• Эффективный, менее дорогостоящий способ биологической очистки от тяжёлых металлов, очистка с помощью растений, например рогоза.

Практическая и социальная значимость проекта.

Мы рекомендуем:

❖ Производить дополнительную обработку питьевой воды непосредственно на месте потребления: а) отстаивание водопроводной воды: при этом улетучивается хлор, оседают соли, вызывающие постоянную жёсткость, немного снижается концентрация ТМ в воде.

б) кипячение воды - происходит обеззараживание и снижение карбонатной жесткости.

в) вымораживание воды: считается, что талая вода чистая, лучше проникает через биологические мембраны.

г) фильтрование; фильтры уменьшают жесткость и содержание хлора, обеззараживают воду.

❖ Использовать зубные пасты, содержащие минимальное количество фтора.

❖ Проводить просветительную работу среди населения о необходимости очистки воды в домашних условиях и ее экономии.

❖ Для улучшения питьевого режима учащихся учебных заведений использовать питьевую воду марки «Берегиня», так как она является водой местного происхождения (добывается из скважин Подольско - мячковского горизонта).

❖ Рекомендовать администрации «Сафоновского» поселения благоустроить родник в д. Литвиново, создать вокруг него санитарную зону (как минимум 50м)

❖ Рекомендовать МУП «Водоканал» использовать биологический способ очистки сточных вод от тяжёлых металлов с помощью рогоза, как наиболее подходящего «аккумулятора» ионов тяжёлых металлов.