Состав и качество воды - показатели, влияющие на здоровье человека

В последнее время наблюдается кризис во взаимоотношениях природы и человека. Разрушение озонового слоя, кислотные дожди, радиоактивное загрязнение, изменение климата – это угрожающее воздействие общества, на окружающую среду. В России в каждом регионе существуют экологические проблемы. ЯНАО не является исключением.

За годы нефтегазового освоения экологическая ситуация на территории округа резко ухудшилась. Наибольшее воздействие на природную среду оказывают нефтедобывающие предприятия, транспорт, жилищно-коммунальные хозяйства. Также остро стоят проблемы разрушения растительного покрова, сокращение оленьих пастбищ, расширение тундроподобных территории, загрязнение Обской и Тазовской губ.

Особое значение приобрела проблема качества питьевой воды. Воды многих рек на всём протяжении загрязнены нефтепродуктами, фенолами, азотом, пестицидами, соединениями тяжёлых металлов.

Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. Для выживания живого организма ежедневно требуется определенное количество воды, поэтому свободный доступ к воде – жизненная необходимость. Однако влияние воды на здоровье и благосостояние человека этим не ограничивается, вопросы количества и качества подаваемой воды играют важную роль в сохранении здоровья, как отдельных людей, так и населенных пунктов в целом. Судя по историческим свидетельствам, ещё Гиппократ связывал качество питьевой воды со здоровьем человека: «следует знать о водах, какие воды вредны и какие очень здоровы, какие неудобства и какое благо происходит от употребления вод, так как они имеют большое влияние на здоровье человека».

Так как вода прямым образом влияет на здоровье человека, то нас заинтересовали следующие вопросы: Что за вода течет из нашего крана? Какие вещества содержатся в ней? Насколько безопасно ее пить? В нашем районе в водопровод подаётся вода из подземных источников (скважин), или из поверхностных источников - рек, озер, водохранилищ?

Из вышесказанного вытекают цели нашей работы.

Цели проекта: изучить физический и химический состав воды в посёлке Тарко–Сале, выяснить каким образом избыток и недостаток микроэлементов влияет на здоровье человека.

Состав и качество воды.

1.1. Химические компоненты природных вод.

Химические компоненты природных вод условно делят на 5 групп: 1)Главные ионы; 2)растворённые газы; 3)биогенные вещества; 4)микроэлементы; 5)органические вещества

Главные ионы

В природных водах установлено присутствие более 70 химических элементов. Наиболее распространённые анионы: HCO₃^-, SO₄^2-, Cl^-, CO₃^2-, HSiO₃^- и катионы: Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Fe²⁺. Содержание главных ионов в пресных водах составляет 90-95% от общего солесодержания.

В природных водах постоянно присутствуют ионы Ca²⁺ и Mg²⁺, которые обуславливают общую жёсткость. Основной источник их поступления в воду – растворение пород, содержащих известняки, доломит, гипс, сложные алюмосиликаты. В санитарно-гигиеническом отношении ионы Ca²⁺ и Mg²⁺ не представляют опасности, но значительная жёсткость делает воду непригодной для химико-бытовых и производственных нужд.

Ионы Na⁺ и K⁺ встречаются почти во всех водах (соли натрия, отсутствующие в водяном паре, обуславливают переброс солей).

Гидрокарбонат-ион: наличие его в природных водах связано с растворением карбонатных пород под действием диоксида углерода. Ион HCO₃^- устойчив в природных водах в интервале значений pH 4,2-12. Вместе с ионами Ca²⁺ и Mg²⁺ он обуславливает карбонатную жёсткость воды.

Ионы SO₄^2- поступают в воду в процессе растворения гипсовых пород, мирабилита, окисления сульфитов, серы и органических серосодержащих веществ. Содержание сульфат-иона лимитируется в питьевой воде (при концентрации >500 мг/л у человека может проявляться расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта). Содержание сульфат-иона может быть достаточно высоким в водах атмосферных осадков вследствие загрязнения воздуха промышленными выбросами.

Хлориды – по общему содержанию в природных водах занимают 1 место среди анионов. Содержание их колеблется от десятых долей до тысячи мг/л и более. Они появляются в водах при растворении горных пород, содержащих хлориды. При концентрации хлорид-иона выше 300 м/л у воды появляется солоноватый привкус. Кроме того, хлориды усиливают коррозию железа в воде. Повышение концентрации хлоридов в воде может быть косвенным показателем загрязнения водоёма сточными водами.

Растворённые газы

В воде содержится растворённый кислород, который необходим для окислительно-восстановительных реакций. Чем больше расходуется O₂ на реакции, тем выше показатель загрязнения воды.

В водах, не содержащих растворённого O₂, создаются условия для появления сероводорода. Он образуется в результате растворения сульфидных минералов под действием угольной кислоты, при биохимическом разложении серосодержащих органических соединений в отсутствии кислорода. Так как сероводород – токсичное соединение, он придаёт воде неприятный запах, который обнаруживает уже при концентрации его в воде более 0,3 мг/л, то наличие H₂S в воде не допускается. Кроме того, сероводород вызывает коррозию железа и способствует развитию серобактерий. Кроме растворённого сероводорода, в воде может находиться сульфид S^2- и гидросульфид-ион HS^-, так как раствор сероводорода проявляет свойства слабой кислоты.

Биогенные вещества

К этой группе относят соединения, необходимые для жизнедеятельности водных организмов и образующиеся ими в результате обмена веществ. Это, в первую очередь, минеральные и органические соединения азота. Органические формы азота представлены белками и продуктами их распада. Неорганические соединения азота (NH₄⁺, NO₂^-, NO₃^-) могут образоваться при разложении азотсодержащих органических соединений, или же поступают в поверхностные воды с атмосферными осадками, при вымывании удобрений из почвы (аммонийный азот, нитраты).

Содержание и преобладание различных форм азота зависит от условий поступления азотсодержащих соединений в воду, режима водоёма. Нитраты (NO^-) являются промежуточной формой окисления аммонийного азота в нитраты (NO₃^-).

Аммонийные соединения обычно содержатся в воде в малых количествах (сотые и.т.д. доли мг/л). Преобладания той или иной формы содержания неорганического азота может быть использовано для определения времени, прошедшего с момента загрязнения водоёма органическими соединениями. При свежем загрязнении в воде содержится преимущественно аммонийный азот, а присутствие в воде нитратов указывает на то, что процессы разложения органических веществ заканчиваются.

Важным биогенным элементом является фосфор. Это минеральные формы содержания фосфора (ди- и гидрофосфата H₂PO₄^- и HPO₄^2-) и органические соединения. Увеличение концентрации до нескольких мг в литре воды способствует массовому развитию микроорганизмов в трубопроводах распределительной сети.

Соединения железа (II) содержатся только в подземных водах. Они поступают в воду при растворении железосодержащих пород под действием кислот (угольной, гуминовых и др.) В поверхностных водах концентрация соединений железа (III) незначительна вследствие почти полного гидролиза солей. Органическая форма содержания железа в воде – это сложные комплексы с гуминовыми кислотами, имеющие коричнево-бурую окраску. При концентрации ионов железа более 0,3 мг/л у воды появляется железистый привкус, а в трубопроводах возможно развитие железобактерий.

Соединения кремния встречаются в природных водах в форме различных минеральных и органических соединений. Это – кремниевая кислота, её соли (гидросиликаты и силикаты), а также частицы различных алюмосиликатов в коллоидном и взвешенном состоянии и органические соединения кремния.

Органические вещества

Основную часть органического вещества природных вод составляют гумусовые соединения, образующиеся при разложении растительных остатков. Водный гумус содержит в основном протеиновые соединения. В состав его входят также углеводы, жиры и воск. Почвенный гумус включает в себя нерастворимый гумин, перегнойные кислоты и другие продукты распада сложных органических веществ. Перегнойные (гумусовые) кислоты делятся на гуминовые (гуминовая и ульминовая) и фульвокислоты (креновая и алопреновая). Гуминовые кислоты – высокомолекулярные соединения, продукты конденсации ароматических соединений типа фенола с аминокислотами и протеинами. В зависимости от размера молекул гуминовые соединения могут образовывать в воде истинные, коллоидные растворы и взвеси. Гуминовые кислоты способны, вследствие межмолекулярных взаимодействий образовывать агрегаты молекул – мицеллы. Фульвокислоты – высокомолекулярные соединения типа оксикарбоновых кислот, содержащих азот, с меньшим количеством углеродных атомов, чем гуминовые. Кислотные свойства у них выражены достаточно сильно. Концентрация органических веществ (водного гумуса) может достигать 50 мг/л и выше. Гуминовые кислоты составляют незначительную часть водного гумуса, основная часть его представлена фульвокислотами.

Количество органических веществ в воде характеризуется величиной окисляемости, т.е. количеством кислорода, расходуемого на окисление примесей сильными окислителями (KMnO₄, K₂Cr₂O₇). Воды северных областей, содержащие большое количество гумусовых веществ, имеют повышенную окисляемость, но безопасны в санитарном отношении.

Микроэлементы

Элементы, содержание которых в воде составляет менее 1 мг/л, относятся к группе микроэлементов. Микроэлементы в природных водах могут находиться в виде ионов, молекул, коллоидных частиц, взвеси, входить в состав минеральных и органических комплексов.

1)типичные катионы (Li⁺, Br⁺, Cs⁺, Ba²⁺, Cr²⁺ и др.); 2) ионы тяжёлых металлов (Cu²⁺, Ag⁺, Ni²⁺, Co²⁺ и др.); 3) амфотерные комплексообразователи: Cr, Mo, V; 4) типичные анионы (I^-, F^-, Br^- и др.); 5) радиоактивные элементы.

Важное гигиеническое соединение имеют соединения йода и фтора. При недостаточном содержании йода в питьевой воде наблюдается нарушение деятельности щитовидной железы (эндемический зоб). Для профилактики жители районов с такой водой получают нужное количество йода с поваренной солью. В воде йод обычно содержится в форме иодид-иона.

Фтор в природных водах встречается в форме фторид-иона. Соединения фтора активно участвуют в процессах минерализации костной ткани и зубов. При недостаточном содержании фтора в питьевой воде наблюдается кариес зубов, а при избытке развивается заболевание зубов – флюороз (пятнистая эмаль). Природные воды содержат и ионы других микроэлементов, которые могут быть естественными компонентами природных вод или появляться в водоёмах в результате практической деятельности людей.

2.1.Причины несоответствия качества питьевой воды на территории ЯНАО.

В современных условиях социально – экономического развития округа проблема обеспечения населения питьевой водой становиться приоритетной наряду с другими, не менее важными, социальными, экономическими и экологическими проблемами.

Проблемами в области гигиены водоснабжения остаётся антропогенное и техногенное загрязнение объектов водоснабжения, сложившиеся проблемные ситуации в здоровье населения от вредного фактора прямо указывает на физиологически неполноценное качество поверхностных и подземных вод и их естественном состоянии, на их современное техногенное загрязнение и крайнюю недостаточность мер и мероприятий, предпринимаемых для обеспечения населения питьевой водой, соответствующей санитарно – гигиеническим требованиям.

Для сельских районов ЯНАО: Шурышкарского, Ямальского, Приуральского, Тазовского, Надымского наиболее доступным и реальным источником водоснабжения являются поверхностные воды, то есть реки: Обь, Полуй, Надым, Пур, Таз и их притоки, а так же многочисленные озёра.

Формирование химического состава поверхностных вод происходит под влиянием климатических условий, характера почв, растительности, геологического строения, территории и хозяйственной деятельности человека, а также за счёт функционирования всей водосборной площади реки. В силу климатических условий поверхностные воды севера Западно-Сибирского региона имеют низкую способность к самоочищению.

Основные гидрохимические показатели особенностей поверхностных вод близки к показателям вод подземных источников по органолептическим свойствам, солевому составу, металлам и галогенам (отсутствие йода и фтора) К особенностям гидрохимического состава поверхностных вод следует отнести значительные сезонные и межгодовые колебания показателей загрязняющих компонентов. Следует подчеркнуть, что воды поверхностных источников намного больше загрязнены нефтепродуктами и фенолами, металлами, чем воды подземных горизонтов, а также имеют высокие показатели микробиологического загрязнения.

Для всех рек округа характерно загрязнение тяжёлыми металлами. Присутствие в речной воде меди, железа, марганца связано главным образом с растворимостью продуктов гидролиза, а также их повышенной концентрацией в сточных водах. Высокая загрязненность речных вод в значительной мере объясняется неэффективностью систем водоочистки, низкими темпами строительства новых канализационно – очистных сооружений и реконструкции действующих очистных сооружений, нарушением условий эксплуатации.

Водоснабжение городов: Салехарда, Надыма, Муравленко, Губкинска, Нового Уренгоя, Ноябырьска, Пуровского, Красноселькупского районов осуществляется из подземных источников.

Месторождения источников в их естественном состоянии обладают рядом, негативных особенностей, характерных для данной природной геохимической провинции.

Основными зонально – провинциальными гидрохимическими особенностями пресных подземных вод являются показатели по:

органолептическим свойствам – повышенная цветность и мутность, реже наличие запаха и привкуса

- солевому составу - повсеместное распространение маломинерализованных ультрапресных вод с низкой жесткостью и повышенным содержанием силикатов, которое превышает химический регламент в воде 54% месторождений.

- органическому загрязнению – повышенное содержание аммонийного азота ( в воде 50%) месторождений и повышенная окисляемость.

- металлам – значительное повсеместное превышение нормативных показателей по железу, марганцу.

- галогенам – отсутствие или крайне низкое содержание фтора, отсутствие йода.

Основные типы вод: гидрокарбонатные кальциево – магниевые или магниево - кальциевые, натриево – кальциевые, гидрокарбонатно – хлоридные, магниевые.

Кроме того, следует указать на ряд других особенностей, характерных для вод всех подземных источников:

- регистрируются практически повсеместно ниже предельно допустимых концентраций такие микроэлементы, как натрий, хлор, сульфаты, нитраты;

- отмечается несбалансированность ионнокатионного состава вод, рекомендуемых для питьевого снабжения;

- ниже рекомендуемой величины находится комплексный показатель суммарного содержания нитратов и нитритов;

- концентрация биологически необходимых для человека элементов (кальций, магний)

значительно ниже их минимально необходимого уровня, что характеризует воды рассматриваемых горизонтов, как физически неполноценные;

- содержание фтора ниже ПДК более, чем в 10 раз, что характеризует воду подземных источников как кариесогенную.

- отсутствие в воде йода предопределяет высокие уровни эндокринных заболеваний.

Среди показателей совместного техногенного загрязнения следует отметить фенолы и нефтепродукты. Кроме того, огромное количество несовременных по конструкции нефтяных и газовых скважин создаёт угрозу поступления в пресные воды токсических пластовых рассолов после обработки месторождений. Анализ имеющихся материалов о санитарном состоянии вод подземных источников для питьевого назначения не позволяют однозначно признать их здоровыми, что подтверждается данными высоких уровней инфекционных и паразитарных болезней населения.

В целом по ЯНАО подземные воды не могут быть рекомендованы для питьевого водоснабжения без соответствующей очистки.

Методы определения состава и качества питьевой воды в п.г.т. Тарко-Сале

2.1. Исследование физических свойств воды.

Программа исследования воды определяется задачей, стоящей перед нами, и может быть осуществлена по схеме полного или краткого санитарного исследования. Мы проводили исследования по схеме краткого химического анализа, т.к. в нём определяются самые основные показатели воды и он более оптимальный для нашего климата в отличие от полного.

При оценке качества грунтовых вод, которая проводится по схеме краткого химического анализа, осуществляется:

А) органолептические исследования – запах, вкус, цветность, прозрачность, мутность, осадок, плёнка, различимые невооружённым глазом водные организмы;

Б) химические исследования – окисляемость, содержания аммонийного, нитритного и нитратного азота (т.е. азот, содержащий аммиак, нитриты и нитраты), общая и карбонатная жёсткость, щёлочность, наличие хлор-иона (или хлориды), общего железа;

В) бактериологические исследования – микробное число и коли индекс (т.е. бактериальный показатель)

Для исследования мы взяли воду из скважины №4

Органолептический метод определения запаха (ГОСТ 3351)

Характер запаха мы определяем ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлорный, нефтепродуктов и.т.д.).

Метод определения:

В колбу мы отмеривали 100 см³ пробы воды. Горлышко колбы закрыли часовым стеклом и подогрели на водяной бане до 50-60°С. Содержимое колбы несколько раз перемешиваем вращательными движениями. Сдвигая стекло в сторону, быстро определяем характер интенсивность запаха по пяти-бальной системе (в таблице).

Интенсивность Запаха	Характер проявления запаха	Оценка интенсивности запаха в баллах
Нет	Запах не ощущается	0
Очень слабая	Запах не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании.	1
Слабая	Запах замечается потребителем, если обратить на это внимание	2
Заметная	Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде	3
Отчётливая	Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья	4
Очень сильная	Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению	5

Органолептический метод определения вкуса (ГОСТ 3351)

Этим методом мы определяем характер и интенсивность вкуса и привкуса.

4 основные виды вкуса: солёный, кислый, сладкий, горький

Метод определения:

Характер вкуса или привкуса определяют ощущением воспринимаемого вкуса или привкуса (солёный, щелочной, металлический и.т.д.)

Испытуемую воду мы набрали в рот малыми порциями, не проглатывая, задерживаем на 3-5 с.

Интенсивность и характер вкуса и привкуса мы определяем при 20°С и оцениваем по пяти-бальной системе (в таблице).

Интенсивность вкуса, привкуса	Характер проявления вкуса и привкуса	Оценка интенсивности вкуса в баллах
Нет	Вкус и привкус не ощущаются	0
Очень слабая	Вкус и привкус не ощущаются потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании	1
Слабая	Вкус и привкус замечаются потребителем, если обратить на это внимание	2
Заметная	Вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде	3
Отчётливая	Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья	4
Очень сильная	Вкус и привкус настолько сильные, что делают воду непригодной к употреблению	5

Фотометрический метод определения цветности. (ГОСТ 3351)

Цветность воды определяют фотометрическим путём сравнения проб испытуемой жидкости с растворами, имитирующими цвет природной воды, или с дистиллированной водой.

Для проведения испытаний мы применяем следующую аппаратуру и материалы: фотоэлектрокалориметр (ФЭК) с синим светофильтром (λ=413 нм) и кюветы с толщиной поглощающего свет слоя 5-10 см.

Проведение метода. В одну кювету мы наливали пробу воды, а в другую дистиллированную воду и показания снимали на ФЕКе. Результат определяли по формуле: С=D : 0.008, где С – цветность пробы воды. D – оптическая плотность, найденная по ФЕКу. Мы определили цветность воды из артезианской скважины №4.Она равна 10.88 градусов.

Вывод:

1)Запах практически не ощущается, поэтому мы ставили по запаху 1 балл. Это хороший показатель, который соответствует СанПину по питьевой воде.

2)Вкус и привкус в нашей воде практически не ощущается или ощущается очень слабо, поэтому мы поставили по вкусу и привкусу тоже 1 балл, что также соответствует СанПину.

3)Мы определили цветность воды, результат которой 10,88° (градусов).

По СанПину цветность не должна превышать 20° по питьевой воде, значит, мы получили хороший результат.

Фотометрический метод определения мутности (ГОСТ 3351).

Определение мутности мы производили сразу после отбора пробы.

Мутность воды определяют фотометрическим путём сравнения проб исследуемой воды с дистиллированной водой.

Для проведения исследования мы применяли фотоэлектрокалориметр (ФЭК) с зелёным светофильтром (λ=530 нм), кюветы с толщиной поглощающего слоя 50 или 100 мм

Проведение испытания:

В одну кювету мы набирали испытываемую пробу, а во вторую дистиллированную воду, служащую контрольной пробой на ФЭКе при λ=530 нм.

Содержание мутности в мл/дм³ мы находим по градуировочному графику или рассчитываем по формуле : С =D :0.02 х0.58 ,где С – мутность воды. D – оптическая плотность, найденная по ФЕКу.

В ходе исследования мы нашли мутность, которая равна 1,39 мл/дм³.

Вывод: Мутность воды также соответствует СанПину, т.к. она не должна превышать 2,5 мл/дм³.

Определение прозрачности (ГОСТ 3351).

Использовались прибор Снеллена, который представляет собой цилиндр стеклянный, с объёмным плоским, хорошо отшлифованным дном. Цилиндр градуирован по высоте в см. У основания его имеется тубус для выпуска воды, на который надета резиновая трубка с зажимом. Цилиндр укреплён в штативе, под него подкладывается печатный шрифт Снеллена №1 так, чтобы шрифт находился на расстоянии 4 см от дна. Воду сливают из боковой трубки до тех пор, когда можно отчётливо различить шрифт; отсчитывают высоту столба воды. Прозрачность измеряется в см с точностью до 0,5 см. Определение проводила в хорошо освещённой комнате, но не на прямом свету. Питьевую воду считают прозрачной, если стандартный шрифт читается через слой воды 30 см и более.

Вывод: При исследовании питьевой воды из артезианской скважины №4 мы определили, что её прозрачность равна 30 см, т.е. соответствует СанПину.

2.2. Исследование химического состава воды.

Окисляемость перманганатная. Метод Кубеля (ГОСТ –4595).

Определяется во всех видах.

Окисляемость – это показатель питьевой воды, по которому судят о загрязнении воды органическими и неорганическими веществами. Окисляемость питьевой воды СанПину не должна превышать 5,0 мг О₂/дм³.

Метод: Титриметрический. Он основан на окислении веществ, присутствующих в воде 0,01 н раствором перманганата калия в сернокислой среде при кипячении.

В колбу на 250-300 мл наливали исследуемую воду в количестве 100 мл, к ней прилили 5 мл разбавленной серной кислоты (H₂SO₄) (1:3), и прибавили 10 мл 0,01 н раствора перманганата калия. Всё тщательно перемешали, колбу накрыли часовым стеклом и поставили на плиту, чтобы довести до кипения, причём необходимо, чтобы смесь закипела ровно через 5 минут и кипятили ровно 10 минут с момента закипания. Затем к горячему раствору прибавили 10 мл 0,01 н. раствора щавелевой кислоты, раствор обесцветился. Обесцвеченную жидкость титровали 0,01 н раствором перманганата калия до слабо-розового окрашивания. Параллельно проводили контрольную пробу с дистиллированной водой. Результат рассчитывали по формуле:

(a – b) * 80

где а – объём 0,01 н. раствора перманганата калия, израсходованного на исследуемую воду,

b – объём 0,01 н. раствора перманганата калия, израсходованного на контрольную пробу.

V – объём пробы, взятой для анализа

Пример: (2,3-1,3)*80 = 0,8 мг О₂/дм³

100

Вывод: Мы нашли окисляемость, которая равна 0,8 мг О₂/дм³, что меньше 5,0. Значит вода соответствует СанПиНу по питьевой воде. Этот показатель говорит нам о том, что вода содержит небольшое количество органики.

Тетриметрический метод определения кальция.

Аппаратура и реактивы. Коническая колба на 250мл, пипетка 10мл, 2н. раствор NaOH, кристаллический мурексид, трилон =Б=

Сущность метода заключается в комплексонометрическом определения ионов кальция с помощью трилона Б.

Проведение анализа. В коническую колбу на 250мл наливаем 100мл исследуемой воды и прибавляем сначала 2мл 2н. раствора NaOH, потом добавляем кристаллический мурексид и титруем трилоном Б до фиолетового оттенка. Расчеты производили по формуле С = D х 0.5, где С – массовая концентрация кальция, D – количество миллилитров ушедших на титрование.

Массовая концентрация кальция по нашим расчётам равна 0.25 мг – экв/ дм ³.

Вывод: По СанПиНу содержание кальция в питьевой воде не нормируется, но по его количеству мы судим о жесткости воды, а жесткость у нас небольшая, значит и кальция содержится небольшое количество.

Титриметрический метод определения жесткости (ГОСТ 4151).

Сущность метода. Метод основан на образовании прочного комплексного соединения трилона Б с ионом кальция и магния.

Аппаратура и реактивы: пипетка10, буферный раствор, индикатор, трилон Б.

Проведение анализа. В коническую колбу на 250мл мы налили 100 мл исследуемой воды и добавили поочередно 5мл буферного раствора, индикатор хром тёмно – синий. Титруем трилоном Б до синей окраски. Результаты рассчитываем по формуле С = D х 0,5 где С – жесткость , D – количество миллилитров трилона Б, израсходованного на титрование.

Вывод: общая жесткость в нашей воде равна 0,95 мг – экв/дм³, что намного меньше, чем показатели ПДК.

Фотометрический метод определения железа (ГОСТ 4011).

Сущность метода: Метод основан на взаимодействии ионов железа в щелочной среде с сульфосалициловой кислотой с образованием окрашенного в желтый цвет комплексного соединения. Интенсивность окраски, пропорциональную массовой концентрации железа измеряют при длине волны 400нм.

Аппаратура и реактивы: ФЭК со светофильтром 430нм, концентрированная HCL, сульфосалициловая кислота, хлористый аммоний, бидистиллированная вода, кювета 50мл.

Проведение анализа: Делаем параллельно с контрольной пробой. В одну колбу наливаем 50мл бидистиллированной воды, а во вторую 50мл исследуемой воды. В каждую колбу приливаем по 0,2 концентрированной HCL, тщательно перемешиваем, выпариваем до объема 30 –35 мл. Затем, когда всё остыло до комнатной температуры – перелили в две мерные колбы на 50мл и добавили по одному миллилитру хлористого аммония, тщательно перемешали; затем добавили по 1мл сульфосалициловой кислоты, снова перемешли, добавили по одному миллилитру аммиака 1:1 и довели до метки бидистиллированной водой. Показания снимали на ФЭКе со светофильтром 430нм. Расчеты произвели по формуле: С = D: 0,41, где С – массовая концентрация железа, D – относительная плотность, 0.41 – коэффициент.

Массовая концентрация железа в нашей воде составила 6,53.

Вывод: По содержанию железа наша вода не соответствует санитарным нормам. ПДК железа в питьевой воде равно 0,3 мг/л, а у нас получилось в несколько раз больше.

Фотометрический метод определения массовой концентрации аммиака и ионов аммония. (ГОСТ 4192).

Сущность метода. Метод основан на способности аммиака и ионов аммония, образовывать окрашенное в желто – коричневый цвет соединение с реактивом Несслера. Интенсивность окраски раствора, пропорциональную массовой концентрации аммиака и ионов аммония, измеряют на ФЭК при длине волны 470нм.

Аппаратура и реактивы: Фотоколориметр (ФЭК) любой марки, кюветы с толщенной оптического слоя на 30, калий – натрий виннокислый, четырех - водный по ГОСТ 5845 реактив Несслера.

Проведение анализа. За контрольный образец мы взяли 50мл безаммиачной воды. В коническую колбу на 100мл налили 50мл исследуемой воды и прибавили по 1 мл калия – натрия виннокислого, тщательно перемешав прибавляем по1мл раствора Несслера. Всё перемешали и оставили на 10 минут. Показатели сняли на ФЭК. Расчеты произвели, по формуле: C= D : 0,297, где С –это массовая концентрация аммиака, D – плотность, найденная по ФЕКу.

В ходе исследования мы нашли массовую концентрацию аммиака, равную 1,67 мл/дм³.

Вывод: По содержанию аммиака наша вода соответствует СанПиНу, так как массовая концентрация аммиака не должна превышать 2мл/дм³.

Фотометрический метод определения массовой концентрации нитритов. (ГОСТ 4192)

Сущность метода. Метод основан на способности нитритов диазотировать сульфаниловую кислоту и на образование красно – фиолетового красителя диазосоединения с 1 – нафтиламином. Интенсивность окраски, пропорциональная содержанию нитритов, измеряется на фотометре при длине волны 500нм.

Аппаратура и реактивы. Фотометр со светофильтром 500нм, кюветы с толщиной оптического стекла 50, раствор Грисса.

Проведение анализа. Это исследование делаем параллельно с контрольной пробой.

В конические колбы наливаем 50мл исследуемой воды и добавляем по 2мл раствора Грисса и оставляем на 40 минут. Затем показания сняли на ФЭКе. Расчеты производили по формуле

C =D : 3.37, где С – массовая концентрация нитритов, D оптическая плотность.

После проведения анализа мы определили, что нитриты содержаться в очень малой концентрации.

Фотометрический метод определения нитратов (ГОСТ 18826).

Сущность метода. Метод основан на реакции нитратов в присутствии серной кислоты с образованием соли нитросалициловой кислоты, окрашенной в жёлтый цвет.

Аппаратура и реактивы: фотометр, водяная баня, фарфоровые чашки, салициловокислый натрий, серная кислота, дистиллированная вода, мерные колбы на 50мл, кювета 10.

Проведение анализа. Анализ мы делали параллельно с контрольной пробой в фарфоровых стаканчиках. В каждый стаканчик мы налили по 10мл. В один 10мл исследуемой воды, а в другой дистиллированной.

В каждый добавили по 1мл салицилового натрия 0,5% и выпарили до сухого остатка. Затем, когда всё остыло, добавили по одному мл концентрированной серной кислоты и растворили сухой остаток, затем через 10 минут добавили 5-8 мл дистиллированной воды и перелили в мерные колбы на 50мл. Затем добавили 7мл NaOH 10н и довели до метки дистиллированной водой. Результаты определяли на ФЭК со светофильтром 400.

C = D : 0,117, где С – массовая концентрация нитратов, D –оптическая плотность.

Массовая концентрация нитратов в нашей воде равна 0,016мл/дм³

Вывод: концентрация нитратов не большая, норму по СанПиНу не превышает.

Титриметрический метод определения хлоридов (ГОСТ 4245)

Сущность метода. Метод основан на осаждении хлор – иона в нейтральной или слабокислой среде азотнокислым серебром в присутствии хромовокислого калия в качестве индикатора. После осаждения хлорида серебра в точке эквивалентности образуется хромовокислое серебро, при этом жёлтая окраска раствора переходит в оранжево – жёлтую.

Аппаратура и реактивы: калий хромовокислый 0.5%, азотнокислое серебро, пепетка10, конические колбы.

Проведение анализа. В коническую колбу на 50мл мы налили 10мл исследуемой воды и добавили 2 капли 0.5% калия хромовокислого. Тщательно все перемешав, мы титровали серебром до оранжевого оттенка.

Расчеты производили по формуле C = D х 50, где С – массовая концентрация хлоридов, D – количество серебра пошедшее на титрование. Концентрация хлоридов в нашей питьевой воде составляет 5,05мл/дм³.

Вывод: по содержанию хлоридов наша питьевая вода соответствует СанПиНу по питьевой воде.

Фотометрический метод определения фторидов (ГОСТ 4386).

Сущность метода. Метод основан на способности фторид – иона образовывать растворимый в воде тройной комплекс сиренево – синего цвета, в состав которого входят лантан, ализарин комплексон и фторид.

Аппаратура и реактивы: фотометр с длинной волны 590нм, ализаринокомплексон, буферныйт раствор, лантан, дистиллированная вода кювета 50.

Проведение анализа. Делаем анализ параллельно с контрольной пробой. В первую мерную колбу на 50мл наливаем 25мл исследуемой воды, а во вторую дистиллированную воду и добавляем по 6,5мл раствора ализаринкомплексона, тщательно перемешав, добавляем по 1,5мл буферного раствора. Затем добавляем по 5мл лантана и доводим до метки дистиллированной водой. Тщательно перемешиваем и ставим на один час в тёмном месте. Далее определяем результат на ФЭКе. Результат рассчитываем по формуле C = D : 0,608, где С – массовая концентрация фторидов, D – оптическая плотность, найденная по ФЕКу.

В ходе исследования мы нашли массовую концентрацию фторидов, равную 0,022мл/ дм³.

Вывод: содержание фтора в нашей воде очень незначительно. Оптимальная концентрация фтора в воде должна быть от 0,7 до 1,5мл/дм³.

Фотометрический метод определения марганца (ГОСТ 4974)

Сущность метода. Метод основан на окислении соединений марганца до иона MnO4. Окисление происходит в кислой среде персульфатом (надсернокислого) аммония в присутствии серебра в качестве катализатора, при этом появляется розовая окраска.

Аппаратура и реактивы: фотометр КФК – 3; кювета с L = 50мм, электроплитка, баня водяная, посуда мерная стеклянная лабораторная, по ГОСТ 1770, бумага фильтровальная, 4% раствор едкого натра, 10% раствор сернокислого магния, 20% раствор ортофосфорной кислоты, 1% азотнокислое серебро, персульфат аммония.

Проведение анализа. Анализ проводили параллельно с контрольной пробой. В конические колбы на 100мм налили по 50 мм исследуемой воды. Затем прибавили в каждую колбу по 1см 4% раствора едкого натра и по 1см 10% раствора сернокислого магния. Всё тщательно перемешали. Дали колбам время отстояться. После отстаивания большую часть над осадком слили, а остаток отфильтровали через неплотный фильтр. Осадок на фильтре растворили в 10см 20% ортофосфорной кислоты; фильтрат собрали в мерную колбу на 50см.Фильтрат промыли 2 – 3 раза дистиллированной водой так, чтобы общий объём фильтрата и промывных вод в колбе составил около 35см. Затем прибавили в этот фильтрат 10см 1% раствора азотнокислого серебра, всё тщательно перемешали. К полученному раствору прибавили 0,3г персульфата аммония, опять перемешали, нагрели до кипения и держали на водяной бане 5 минут. После охлаждения раствор довели до метки дистиллированной водой. Результаты снимали на КФК с зелёным светофильтром (длина волны равна 530нм).

Результат считаем по формуле: C = D : 3,45, где С – массовая концентрация марганца; D – оптическая плотность, определённая на КФК; 3,45 – коэффициент.

Массовая концентрация марганца в нашей воде равна менее 0,01.

Вывод: Марганец хотя и в небольшом количестве, но всё же присутствует в нашей питьевой воде. По содержанию марганца наша питьевая вода соответствует СанПиНу 2.1.4.559.

Глава III.Вода и здоровье.

3.1. Влияние качества питьевой воды на состояние здоровья населения ЯНАО.

Заболеваемость, вызванная водным фактором, формируется за счет показателей инфекционных паразитарных болезней (кишечные, вирусные инфекции, бактериальные зоокалы, гельминтозы и др.), а также инфекционной заболеваемости с дефицитом избытком или дисбалансом, микроэлементов в Н₂О, составляющих обширную группу болезней, синдромов патологических состояний человека. При этом характер и уровень возможного влияния микроэлементов на здоровье населения не является однозначным.

Подземные воды, также как и поверхностные, характеризуются рядом отклонений по их качеству относительно санитарно-гигиенических нормативов. Прежде всего, это касается показателей минерализации и величины общей жесткости воды.

Использование в питьевых целях маломинерализованных вод способствует учащению хронических заболеваний сердечно-сосудистой системы, почек, желудочно-кишечного тракта, отклонений в обмене веществ. Употребление такой воды обуславливает отставания физического развития у детей, у беременных женщин, регистрируются такие осложнения как анемия, отеки, гипертония. Постоянное употребление ультрапресных вод вызывает вегето-сосудистую дистонию. По группе химических веществ, регламентированных по органолептическому признаку вредности ЖЕЛЕЗО: избыток железа вызывает болезни крови, печени и подкожной клетчатки и такие нозологические формы как анемия. МАРГАНЕЦ оказывает влияние на ферментационную активность и липидный обмен. При избытке марганца в воде фиксируются нарушения функционального состояния центральной нервной системы, анемия, болезни щитовидной железы, кариес, камни почек и мочеточников, остеоартоз. Избыточное содержание КРЕМНИЯ в питьевой воде может привести к нарушению саморегуляционных свойств организма, что, в свою очередь, вызывает ряд тяжелых заболеваний. Недостаток в воде ЙОДА вызывает болезни щитовидной железы, приводящие к умственной отсталости, понижению слуха, низкорослости. Недостаток ФТОРА вызывает кариес, нарушение родовой деятельности, задержку роста.

Все вышеуказанные характеры взаимосвязи состояния здоровья населения с влиянием фактора - питьевая вода - можно отвести к эндемическим заболеваниям т.к. указанные избыточные или недостаточные количества химических элементов в воде обусловлены природными зонально-региональными гидро-гиохимическими условиями. В природном состоянии качество поверхностных и подземных источников без соответствующей водоподготовки и очистки не может соответствовать полноценной в физиологическом плане питьевой воды.

Особую проблему, далеко не полностью раскрытую в настоящее время, представляют собой вопросы влияния технологического загрязнения вод нефтью, нефтепродуктами и фенолами на состояние здоровья населения с достаточной уверенностью можно констатировать, что указанные загрязнители обладают мутагенными, высокотоксичными свойствами.

Особую проблему составляет вопрос по бактериологическим показателям загрязнения вод. Высокие уровни первого класса болезней во всех муниципальных образованиях ЯНАО свидетельствуют об употреблении населением питьевой воды без должного ее обеззараживания. Ежегодно с наивысшими показателями инфекционных болезней по ЯНАО следует выделить: Ямальский, Приуральский, Тазовский, Шурышкаршский районы.

Для решения проблемы по улучшению обеспечения населения доброкачественной питьевой водой в округе принята региональная программа на 2000-2002 гг. “О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения ЯНАО”, которая предусматривает вопросы улучшения и санитарную охрану источников хозяйственно-питьевого водоснабжения. Принято постановление губернатора ЯНАО №563 от 25.06.2000г “О проведении социально-гигиенического мониторинга на территории ЯНАО”. Центр Госсанэпиднадзора в ЯНАО принимал в 1997г участие в подготовке проекта Закона ЯНАО, об обеспечении населения питьевой водой. В декабре 1997г в первое чтении государственной Думой ЯНАО Закон “Об обеспечении населения питьевой водой” отклонен. В 1999-2000гг Центром Госсанэпиднадзором в ЯНАО проведена работа по подготовке проекта Региональной программе “Обеспечение населения ЯНАО питьевой водой”.

3.2 Микроэлементы: избыток и недостаток

Микроэлемент

Вызываемые болезни

Железо, избыт ГОСТ 4011

Избыток вызывает болезни крови, печени, подкожной клетчатки и такие нозологические формы - как анемия.

Марганец МУ г.С-П 1997 г.

( в нашей воде содержатся небольшие концентрации)

При избытке марганца наблюдается такие заболевания как нарушение функционального состояния центральной нервной системы, анемия, болезни щитовидной железы, кариес, холецистит, камни почек и мочеточников, остеоартоз.

Йод, недостаток

Недостаток вызывает такие заболевания как болезни щитовидной железы, приводящие к умственной отсталости, понижению слуха, низкорослости.

Фтор, недостаток ГОСТ 4386

Недостаток вызывает кариес, нарушение родовой деятельности, задержку роста.

Заключение.

На основании лабораторного анализа питьевой воды из артезианской скважины N 4, а также из разводящей сети п. Тарко-Сале (водопровод), мы попытались объективно установить качество питьевой воды. Для этого мы выделили три группы показателей, определяющих качество воды: А – это показатели, характеризующие органолептические свойства воды; Б – показатели, характеризующие химический состав воды; В – показатели, характеризующие эпидемическую безопасность.

Это значит:

1)Вода должна быть прохладной, иметь хорошие органолептические свойства, т.е. быть прозрачной, бесцветной, без привкуса и запаха. Наша питьевая вода полностью соответствует этим требованиям.

2)Вода должна быть пригодна по своему химическому составу, т.е. концентрация токсических веществ не должна превышать ПДК, а для ряда нетоксических веществ допустимы концентрации, которые не ухудшают её органолептических свойств. Токсические химические вещества такие как хром, кадмий, никель, ртуть, мышьяк, свинец, и другие в нашей воде отсутствуют или содержатся в небольших концентрациях. В разводящей сети посёлка содержание железа превышает норму в 3 – 4 раза. А это говорит о том, что наша станция озонирования не полностью очищает воду от железа. Так же мы выяснили, что наша вода не жёсткая, кальций, магний и другие минералы содержатся в небольшом количестве, т.е. наша вода слабо минерализованная. Поэтому, недостаток кальция, магния и других микроэлементов необходимо пополнять за счет пищевых продуктов, богатых этими элементами. В нашей воде содержится небольшое количество фтора и совсем не определяется йод. Недостаток фтора можно пополнить, употребляя фторированное молоко Губкинского молокозавода, чистить зубы зубной пастой, содержащую фтор. Чтобы компенсировать недостаток йода необходимо употреблять йодированную соль, морскую капусту, морскую рыбу и другие продукты, содержащие йод.

3) По эпидемическим показателям вода из скважины №4 и из других скважин посёлка безопасная.

Литература

1. Руководство по гигиене водоснабжения под ред. С.Н.Черкинского. М: Медицина, 1975. – 175 с.

2. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки H₂O – часть I. Под ред. А.Т.Пилипенко. Киев: Наукова Думка, 1980

3. РФ ЯНАО «Научный вестник», - выпуск 7. – Салехард, 2001. Под ред.

Раенгулов Б.М. – гл. врач центра госсанэп-ра в ЯНАО к.м.н.

Иванов Ю.К. – заместитель гл. врача по санитарно-гигиеническим вопросам.

Нечепуренко Л.А. – заместитель гл. врача по эпидемиологическим вопросам.

4. Вода питьевая. Государственные стандарты. Методы анализа. М: ИПК.

Издательство стандартов, 1996. - /// с.