Изучение качества питьевой воды

20-е столетие характеризуется интенсивным ростом населения Земли, развитием урбанизации. Появились города-гиганты с населением более 10-ти млн. человек.

Развитие промышленности, транспорта, энергетики, индустриализация сельского хозяйства привели к тому, что антропогенное воздействие на окружающую среду приняло глобальный характер. Повышение эффективности мер по охране окружающей среды связано, прежде всего, с широким внедрением ресурсосберегающих, малоотходных и безотходных технологических процессов, уменьшением загрязнения воздушной среды и водоемов. Охрана окружающей среды представляет собой весьма многогранную проблему, решением которой занимаются, в частности, инженерно-технические работники практически всех специальностей, которые связаны с хозяйственной деятельностью в населенных пунктах и на промышленных предприятиях, которые могут являться источником загрязнения в основном воздушной и водной среды.

На промышленные и бытовые нужды потребляется около 600 -700куб. км воды в год. Из этого объема безвозвратно расходуется 130-150куб. км, а около 500куб. км отработанных, так называемых сточных вод сбрасывается в реки, озера и моря.

Цель данной работы заключается в том, чтобы исследовать качество питьевой и талой воды города Лянтора. Сравнить результаты исследований с нормативами качества питьевой воды централизованных систем водоснабжения. Проанализировать литературу по данной теме и посмотреть качество воды в отдельных регионах России, Ханты – Мансийского округа, Сургутского района и города Лянтора.

КАЧЕСТВО ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ.

1. Вода как фактор здоровья.

Значение воды для поддержания здоровья населения на высоком уровне обусловлено той ролью, которую она играет для удовлетворения физиологических и гигиенических потребностей, а также для рекреационных целей.

Согласно данным ООН, в мире выпускается около 1 млн. наименований в год ранее не существующей продукции, в том числе до 100 тыс. химических соединений, из которых почти 15 тыс. являются потенциально токсичными. По экспертным оценкам около 80 % всех химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в водоисточники. Подсчитано, что ежегодно в мире выбрасывается более 420 км3 сточных вод, которые могут сделать не пригодной к употреблению около 7 тыс. км3 сточной воды, что в 1,5 раза больше всего речного стока бывшего СССР.

Положение усугубляется тем, что токсикологи обладают относительно полной информацией о влиянии на здоровье человека лишь 10% используемых пестицидов и 18% лекарств. В отношении всех используемых химикатов проблема еще серьезнее: 80% из них также не проходили испытаний. Эта ситуация в сочетании с участившимися утечками, неправильным удалением отходов и авариями канализационной и водопроводной систем потенциально чревата серьезным гидросферы.

По данным ВОЗ, около 80% всех инфекционных заболеваний связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушением санитарно – гигиенических норм водоснабжения.

Водным путем передается большинство кишечных инфекций: брюшной тиф, дизентерия, паратифы, сальмонеллезы, холера и другие.

Инфекционные и паразитические заболевания возникают при различных видах водопользования: централизованном и децентрализованном хозяйственно – питьевом водоснабжении из загрязненных источников, купании в водоемах и бассейнах. Наиболее часто причинами эпидемических вспышек водного характера являются нарушения в целостности водопровода и канализации. Порыв канализации приводит к подтоплению водопроводных колодцев сточными водами и массовому загрязнению питьевой воды патогенными и условно – патогенными микроорганизмами.

Неудовлетворительное санитарно – техническое состояние водопроводных сооружений и сетей является причиной вторичного загрязнения питьевой воды при транспортировании по разводящей системе.

2. Качество питьевой воды в отдельных регионах России.

Состояние водоснабжения населения России, по оценке Госкомсанэпиднадзора, неудовлетворительное. Качество питьевой воды, подаваемой населению, не отвечает гигиеническим требованиям по санитарно – химическим показателям примерно в 22% и по микробиологическим показателям 12% исследованных проб.

Около 1/3 населения используют воду для питья из децентрализованных источников, которая в 31,6 и 32,4% случаев не отвечает требованиям по химическим и бактериологическим показателям соответственно. В целом около 50% населения Российской Федерации употребляют для питья воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по различным показателям качества. Особенно тяжелое положение сложилось в Архангельской, Калининградской, Калужской, Курганской, Томской, Ярославской областях, Дагестане, Калмыкии, Карачаево – Черкесии и Приморском крае.

В 2000 году в 26,8% коммунальных и 12,5% ведомственных водопроводах подавали населению воду без обеззараживания из – за отсутствия необходимого комплекса очистных сооружений. В Калининградской, Калужской, Саратовской, Смоленской и Читинской областях от 3 до 63% источников питьевого водоснабжения не имеют зон санитарной охраны.

В Новороссийске, например, воду подают по утрам в количестве, достаточном лишь для элементарной гигиены. Калмыки пьют опресненную воду из подземных соленых источников, а жители Азова покупают ее по 20 копеек за литр.

3 Качество питьевой воды в ХМАО.

Источниками пресной воды на территории ХМАО служат реки, озера и месторождения пресных подземных вод. Основным пользователем природных пресных вод в округе является нефтеперерабатывающая промышленность, забирающая, по разным оценкам, до 80% потребляемой воды. Для нужд хозпитьевого водоснабжения используют в основном пресные подземные воды первого гидрохимического типа с минерализацией 0,2 - 0,5 г/л. Промышленное водопотребление базируется на использовании пресных вод поверхностного стока, подаваемых к потребителям по магистральным трубопроводам.

Основными потребителями пресной воды в являются Нижневартовский, Сургутский, Нефтеюганский, Октябрьский и Советский районы (включая районный центры, где сосредоточены ведущие нефтеперерабатывающие предприятия округа).

Основным потребителем питьевой воды являются Нефтеюганский, Сургутский и Нижневартовский районы. На производственное водоснабжение использовано 14,5% пресной воды, а на поддержание пластового давления – 71,1%.

В ХМАО 55,6% загрязненных вод сброшено в естественные водоемы. Более всего воды без очистки сбрасывает Нефтеюганский район, недостаточно очищенный – Сургутский район.

Что касается качества воды для хозяйственного потребления, то в ней присутствуют в повышенном содержании взвешенные минеральные частицы, железо, марганец, цинк, медь, а также органика и аммиак, поддающиеся удалению известными инженерными способами.

4 Качество питьевой воды Сургутского района.

По сведениям городского центра государственного санитарно – эпидемиологического надзора, питьевая вода в Сургуте соответствует требованиям норм по микробиологическим и химическим показателям.

А вот в Сургутском районе существует проблема улучшения качества питьевой воды. В настоящее время в районе находится 13 водозаборных сооружений.

По данным Госсанэпиднадзора, водоснабжение в Солнечном, Барсове, Ульт – Ягуне, Локосове, Угуте, Юбилейном, в Русскинской и Ляминой осуществляется неудовлетворительно. Водозаборные сооружения не обеспечены полным комплексом водоочистных сооружений, отсутствуют дофильтровальные станции, декарбонизаторные установки, песчаные фильтры, контактные резервуары. Вполне понятно, что результаты химических исследований оставляют желать лучшего. Более половины всех взятых проб не отвечают гигиеническим требованиям по цветности, мутности, массовой концентрации аммиака, содержанию железа.

Крайне неудовлетворительными оценивается состояние водозаборных сооружений в Барсово, Солнечном и Угуте. Водоснабжение Барсова осуществляется из артезианских скважин, расположенных в центре поселка, без организации санитарно – защитных зон и достаточной системы водоподготовки. Вода не отвечает требованиям гигиенических норм по содержанию железа.

5 Качество питьевой воды г. Лянтора.

Поскольку вода для Лянтора добывается из подземных источников глубиной почти четыреста метров, водоносные горизонты достаточно защищены от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды. Единственный показатель, не соответствующий ГОСТу, - большее, чем требуются санитарные нормы, содержание в ней железа. Впоследствии этого «хромают» и ее показатели: цветность, привкус и запах. Из скважин в Лянторе вода идет с содержанием металла от 1,7 до 2 – х миллиграмм на литр. По нормам качества питьевой воды величина не должна превышать 0,3 мг/л. Благодаря специальным очисткам значительная часть железа удаляется и горожанам остается 0,6 – 0,66 мг, которые все же превышают ПДК в 2 раза. Впрочем , медики утверждают, что употребление такой воды даже в течение жизни не приводит к видимым изменениям здоровья. Такая «железная вода» портит вкусовые ощущения. Такое положение можно улучшить, улучшив качество очистки воды на водозаборах. Но на это необходимы дополнительные средства, которых, к сожалению нет. Планируется привлечь специалистов – наладочную организацию.

До недавнего времени хватало в Лянторской воде и видимой грязи – из – за осадочных скоплений в трубах внутриквартальных и внутридомовых сетей. Теперь, после промывок этих, а также магистральных сетей в особо проблемных, тупиковых местах, вода в целом стала чище. Грязь в водопроводе может появляться в основном, при пожарах, когда приходиться резко поднимать давление. В мае прошлого года на лянторском водозаборе в нескольких пробах воды микробиологические показатели превышали допустимые. Причем, и в сетях, и на выходе в город. Источником загрязнения стали несколько фильтров, которые из очистителей превратились в рассадники микробов. Сразу были проведены дезинфекционные работы и вспышки инфекционно – кишечных заболеваний удалось избежать.

Обеззараживание воды хлором – это вчерашний день дезинфекции, поскольку имеет ряд неблагоприятных побочных эффектов: при большом содержании органических веществ в хлорированной воде могут образовываться канцерогены. Гарантию могут дать только менее опасные для человека, например, ультрафиолетовые обеззараживающие установки. В Лянторе одна такая смонтирована на канализационных очистных сооружениях. Врачи лянторского филиала Центра Госсанэпиднадзора рекомендуют использовать ультрафиолетовую установку и на водозаборе. А населению для большей уверенности все – таки кипятить воду и использовать бытовые фильтры.

Так как неудовлетворительное санитарно – техническое состояние водопроводных сооружений и сетей является причиной вторичного загрязнения питьевой воды при транспортировании по разводящей системе мы в школьной лаборатории, пользуясь методикой предложенной в журнале « Химия в школе», (смотри приложение 1) провели химический анализ воды поступающей к нам в квартиру из крана. На основе этой методики нельзя точно установить цифровые данные, содержания различных неорганических веществ в питьевой воде, но, тем не менее, некоторые выводы можно сделать.

При обнаружении катионов калия в воде у нас получилось едва заметное помутнение раствора, содержащего пробу. Поэтому мы сделали вывод, что содержание этих ионов в воде не превышает 0,01 мг.

При обнаружении катионов свинца опалесценции не наблюдалось, поэтому мы пришли к выводу, что содержание этих ионов очень мало, менее 0,1 мг.

Проба на содержание ионов кальция показала, что содержание этих ионов от 1 до 0,01 мг, т. к. получилось небольшое помутнение.

При обнаружении ионов железа в пробе воды у нас получилось слабое розовое окрашивание, что позволило сделать вывод, что содержание этих ионов довольно велико в воде, примерно 1 мг, а значит, загрязнение ионами железа происходит еще во время транспортировки ее по водопроводу.

При проведение опыта № 5( приложение 1) катионов хрома нами обнаружено не было.

Обнаружение хлорид – ионов позволило сделать вывод о том, что их содержание менее 100 мг.

Опыт № 7 показал, что сульфат – ионов содержится более 10 мг, т. к. у нас образовался осадок белого цвета.

При обнаружении нитратов в пробе воды, мы наблюдали едва заметное изменение окраски раствора до бледно – голубого, что позволяет сделать вывод о малом количестве содержания этих ионов в воде, менее 0,001 мг.

Содержание фосфат - ионов в пробе обнаружено не было.

Мы еще раз хотим подчеркнуть, что данная методика рассчитана на проведение анализа в рамках школьной лаборатории и поэтому, говорить о точных цифрах здесь нельзя.

Заключение.

В работе мы попытались проанализировать качество питьевой воды и некоторые причины несоответствия ее нормам качества. По данным видно, что качество воды г. Лянтора практически соответствует по всем показателям этим нормам. Исключение составляет показатель содержания ионов железа в воде. Это бич водоносных горизонтов всей Западной Сибири и ХМАО, в том числе, и Сургутского района.

Для того, чтобы качество воды оставалось на прежнем уровне необходимо:

1. Оснастить водозабор современным оборудованием.

2. Выделять больше средств для проведения данных мероприятий.

3. Реализовывать в районе целевую программу «Чистая вода».

4. Средства, полученные от населения, за коммунальные услуги направлять по назначению, а населению своевременно оплачивать коммунальные услуги.

5. Чрезвычайно строго вести режим дезинфекционных мероприятий.

6. Вести систематический лабораторный контроль местной санэпидемслужбе за качеством воды.

7. Вводить ультрафиолетовые установки для обеззараживания воды.

8. Населению употреблять для питья кипяченую воду и использовать бытовые фильтры.

Опыт № 1. Обнаружение катионов калия

Реагент: гексанитрокобальтат(III) натрия ( 40 г Na3(Co(NO)6) растворить в 100 мл воды.

Условия проведения реакций

1. рН = 4 – 5 ( поддерживают введением уксусной кислоты).

2. Температура комнатная.

3. Осадок растворим в кислотах.

Выполнение анализа

В пробирку помещают 10 мл пробы (рН = 4 – 6). Прибавляют 5 мл реагента. Через 2 – 3 минуты проводят визуальное наблюдение. Если выпадает желтый осадок, то концентрация ионов калия более 0,1 мг:

2K+ + Na+ + (Co (NO2)6)3- = K2Na(Co(NO2)6).

Если при встряхивании пробирки заметно помутнеет раствор, то концентрация ионов калия больше 0,01 мг.

Опыт № 2. Обнаружение катионов свинца

Реагент: хромат калия (10 г K2CrO4 растворить в 90 мл воды).

Условия проведения реакций

1. рН = 7,0.

2. Температура комнатная.

3. Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и аммиаке.

Выполнение анализа

В пробирку помещают 10 мл пробы воды, прибавляют 1 мл раствора реагента. Если выпадает желтый осадок, то содержание катионов свинца более 100 мг\л:

Pb2+ + CrO42- = PbCrO4

Если наблюдают помутнение раствора. , то концентрация катионов свинца более 20 мл\л, а при опалесценции- 0,1 мг\ л.

Опыт № 3. Обнаружение катионов кальция

Реагенты: оксолат аммония ( 35 г (NH4)2C2O4 растворить в воде и довести до 1 л); уксусная кислота ( 120 мл ледяной CH3COOH довести дистиллированной водой до 1 л).

Условия проведения реакции

1. рН = 6.

2. Температура комнатная.

3. Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и солях аммония.

Выполнение анализа

К 10 мл пробы воды прибавляют 3 мл уксусной кислоты, затем вводят 8 мл реагента.

Если выпадает белый осадок, то концентрация ионов кальция 100 мг\л:

Ca2+ + C2O42- = CaC2O4

Если раствор мутный – концентрация ионов кальция более 1 мг\л, при опалесценции – более 0,01 мг\л.

Опыт № 4. Обнаружение катионов железа

Реагенты: тиоцианат аммония( 20 г NH4CNS растворить в дистиллированной воде и довести до 100 мл); азотная кислота ( конц. ); перекись водорода 5%.

Условия проведения реакции

1. рН меньше 3

2. Температура комнатная.

3. Действием пероксида водорода ионы железы(II) окисляются до ионов железа (III).

Выполнение анализа

К 10 мл пробы воды прибавляют 1 каплю азотной кислоты. Затем 2 – 3 капли пероксида водорода и вводят 0. 5 мл тиацианата аммония.

При концентрации ионов железа более 2,0 мг\л появляется розовое окрашивание. При концентрации более 10 мг\л окрашивание становится красным:

Fe3+ + 3CSN- = Fe(CSN)3

Красный

Опыт № 5. Обнаружение катионов хрома

Реагенты: дифенилкарбазит ( 0,5 г на 200 мл ацетона), раствор серной кислоты( 42 мл серной кислоты развести в 150 мл воды и довести до 250 мл).

Условия проведения реакции

1. рН меньше 4.

2. Температура комнатная.

3. Осадок нерастворим в воде.

Выполнение анализа

К 10 мл образца воды добавляют 12 капель раствора серной кислоты, 0,5 мл раствора дифенилкарбазида и дают постоять 5 минут для развития окраски.

Опыт № 6. Обнаружение хлорид – ионов

Реагенты: нитрат серебра ( 5 г AgNO3 растворить в 95 г воды); азотная кислота ( 1:4).

Условия проведения реакции

1. рН меньше 7.

2. Температура комнатная.

Выполнение анализа

К 10 мл пробы воды прибавляют 3 – 4 капли азотной кислоты и приливают 0,5 мл раствора нитрата серебра.

Белый осадок выпадает при концентрации хлорид – ионов более 100 мг\л:

Cl- + Ag+ = AgCl

Опыт № 7. Обнаружение сульфат – ионов

Реагенты: хлорид бария ( 10 г BaCl2 * 2H2O растворить в 95 г воды); соляная кислота( 16 мл соляной кислоты растворить в воде и довести до 100 мл0.

Условия проведения реакции

1. рН меньше 7

2. Температура комнатная.

3. Осадок растворим в азотной и соляной кислотах.

Выполнение анализа

К 10 мл пробы прибавляют 2 – 3 мл соляной кислоты и приливают 0,5 мл раствора хлорида бария.

При концентрации сульфат – ионов более 10 мг\л выпадает осадок:

SO2- + Ba2+ = BaSO4

Если наблюдается опалесценция, то концентрация сульфат – ионов более 1 мг\л.

Опыт № 8. Обнаружение нитрат – ионов

Реагент: дифениламин ( 1 г ( C6H5)2NH растворить в 100 мл серной кислоты).

Условия проведения реакции

1. рН меньше 7.

2. Температура комнатная.

Выполнение анализа

К 1 мл пробы воды по каплям вводят реагент. Бледно – голубое окрашивание наблюдается при концентрации нитрат – ионов более 0,001 мг\л, голубое – более 1 мг\л, синее – более 100 мг\л.

Опыт № 9. Обнаружение фосфат – ионов

Реагент: молибдат аммония ( 25 г (NH4)2MoO4 растворить в воде и профильтровать, объем довести до 1 л); азотная кислота (1:2); хлорид олова (54 г хлорида олова растворяют в 25 мл соляной кислоты и доводят водой до 100 мл).

Условия проведения реакции

1. рН меньше 7

2. Температура комнатная.

3. Наличие восстановителя.

Выполнение анализа

К 10 мл подкисленной пробы воды прибавляют 2 мл молибдата аммония и по каплям (6 капель) вводят раствор хлорида олова.

Окраска раствора синяя при концентрации фосфат – ионов более 10 мг\л, голубая – более 1 мг\л, бледно – голубая – более 0,01 мг\л.