Вода — обязательный компонент практически всех технологических процессов как промышленного, так и сельскохозяйственного производства. Вода особой чистоты необходима в производстве продуктов питания и медицине, новейших отраслях промышленности (производство полупроводников, люминофоров, ядерная техника), в химическом анализе. Стремительный рост потребления воды и возросшие требования к воде определяют важность задач водоочистки, водоподготовки, борьбы с загрязнением и истощением водоемов Качество воды - это 15-20% здоровья человека, его продолжительности жизни.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Просмотр содержимого документа
«Статья-исследование "Качество воды нашего города"»
Вода — обязательный компонент практически всех технологических процессов как промышленного, так и сельскохозяйственного производства. Вода особой чистоты необходима в производстве продуктов питания и медицине, новейших отраслях промышленности (производство полупроводников, люминофоров, ядерная техника), в химическом анализе. Стремительный рост потребления воды и возросшие требования к воде определяют важность задач водоочистки, водоподготовки, борьбы с загрязнением и истощением водоемов Качество воды - это 15-20% здоровья человека, его продолжительности жизни.
Исследовательская работа была направлена на изучение качества воды в реке Волге, которое зависит от глубины погружения и оценивается от "слабо загрязненной " до грязной. Так последствия трагедии 1990 года, когда в водохранилище попало до 1,5 млн. м3 промышленных отходов и канализаций и на сегодняшний день не являются решенными. Также нерешенной является проблема с водопроводной водой, качество которой влияет на состояние здоровья горожан. По статистике общая заболеваемость тольяттинских детей в два раза выше, чем по России, Отмечен высокий рост "новообразований", заболеваний органов пищеварительной системы, эндокринной, болезни крови, органов кровообращения, нервной системы (в 3,8 раз выше среднероссийского). Пороки развития встречаются в 3-6 раз чаще, чем по России. Проблема состояния качества воды в городе Тольятти является актуальной
Состояние воды в водохранилище на сегодняшний день является острой проблемой. В воде присутствуют тяжёлые металлы, полифенолы (продукты распада от затонувшей древесины, органические смывы с полей). Основными причинами загрязнения воды являются промышленные предприятия. Использованную воду они сбрасывают в общую сточную систему. Оттуда ее путь лежит на очистные сооружения и, наконец, после улучшения качества вода вновь возвращается в естественные водоемы. Кроме того, по пути своего следования вода естественным путем проникает в грунт и далее в грунтовые воды. Процесс повторяется периодически, поэтому человек вынужден потреблять все более загрязненную воду.
Исследование водозаборной и водопроводной воды проводилось согласно органолептическим показателям:
1.Содержание взвешенных частиц. Этот показатель качества воды определяют фильтрованием определённого объёма воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы. Для анализа берут 500 - 1000 мл воды
2.Цвет (окраска). Этот показатель качества воды определяют фильтрованием определённого объёма воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы. Для анализа берут 500 - 1000 мл воды
3.Прозрачность. Для определения прозрачности воды используют прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который наливают воду, подкладывая под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина букв - 0,5 мм, и сливают воду до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. При прозрачности воды менее 3 см водопотребление ограничивается
4. 3апах. Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в неё естественным путём и со сточными водами. Запах воды, обнаруживаемый непосредственно после её хлорирования, не должен превышать 2 баллов. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивность запахов воды при 20 и 60°С. Запахи воды следует определять в помещении, в котором воздух не имеет постороннего запаха
А также исследование проводилось с помощью химического анализа по следующим показателям:
Водородный показатель. Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (рН 7). Приближённое значение рН определяют следующим образом. В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, 0,1 мл универсального индикатора, перемешивают и по окраске раствора определяют рН.
Розово - оранжевый рН - 5
Светло - жёлтая - 6
Зеленовато - голубая - 8
Можно определить рН с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая её окраску со шкалой.
Жёсткость воды. Различают общую, временную и постоянную жёсткость воды. Общая жёсткость обусловлена присутствием растворимых соединений Са2+ и Mg2+ в воде. Временная жёсткость - устранимая или карбонатная. Определение карбонатной жёсткости воды. В склянку налить 10 мл воды, добавить 5,6 капель фенолфталеина. Если при этом окраска не появится, то считается, что ОН отсутствует. В случае возникновения розовой окраски пробу титруют 0,05 Н раствором НСl до обесцвечивания. К этой же пробе добавляют 1,2 капли метиловый оранжевый. При наличии ионов СОз2- проба приобретает жёлтую окраску, которая затем также титруют 0,05 Н раствором НСl.
Обнаружение катионов тяжёлых металлов:
Обнаружение ионов свинца. В пробирку с водой вносят 1 мл 50%-ого раствора уксусной кислоты и перемешивают. Добавляют по 0,5 мл 10% раствора дихромата калия, при наличии ионов РЬ2+ выпадает жёлтый осадок хромата свинца. Пробирку встряхивают и через 10 мин приступают к определению. Содержимое пробирки рассматривают сверху на чёрном фоне верхнюю часть пробирки до уровня жидкости прикрывают картоном со стороны света. Обнаружение меди. ПДК меди в воде = 0,1 мг/л. В фарфоровую чашку помещают 3-5 капли исследуемой воды, осторожно выпаривают досуха и наносят на периферийную часть пятна каплю концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивно - синей или фиолетовой окраски свидетельствуют о присутствии ионов Сu2+. Обнаружение железа. ПДК общего Fe3+ = 0,3 мг/л. В пробирку помещают 10 мл исследуемой воды, добавляют одну каплю концентрированной НNОз., несколько капель пероксида водорода и 0,5 мл раствора роданида калия. При содержании железа 0,1 мг/л появляются розовое окрашивание, а при более высоком - красное.
Итак, взятые нами пробы водозаборной воды из реки Волги у Жигулевска, Тольятти и Васильевских озер показали, что сегодня в водохранилище присутствуют тяжелые металлы, полифенолы( продукты распада от затонувшей древесины, органические смывы с полей, элементы железа и свинца. Кроме того проба воды Васильевских озер содержала нефтепродукты (кадмий-мутаген, медь, ртуть, мышьяк, которые накапливаются в печени и костях)
При исследовании питьевой воды районов города её качество сравнивалось со специальным документом — Государственный стандарт «Вода питьевая». Этот документ определяет требования к микробному составу, физическим и химическим характеристикам воды. Его требования призваны обеспечить, прежде всего, безвредность состава воды для здоровья людей. Государственный стандарт качества устанавливает предельно допустимые уровни содержания химических веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки. Так, содержание алюминия не должно превышать 0,5 мг на 1 литр воды, бериллия — 0,0002 мг/л, молибдена — 0,25 мг/л, мышьяка — 0,05 мг/л, свинца — 0,03 мг/л, фтора — 0,07 мг/л, полиакриламида — 2,0 мг/л.
Исследования показали, специфических запахов не обнаружено. Наличие хлора в воде не превышает нормы, но слабый запах хлора ощущается от воды Центрального и Автозаводского районов. Содержание железа 0,1 мг/л в водопроводной воде Центрального района, что ниже нормы. По этой причине возникают болезни крови, то есть низкий гемоглобин. Поэтому жителям необходимо употреблять в пищу продукты богатые железом, чтобы компенсировать недостаток. Кроме того, анализы показали временную жесткость, которая исчезает при кипячении воды, выпадает в осадок. Но кипяченая вода – это мертвая вода, поэтому пить лучше всего фильтрованную воду. Эксперимент показал, что вода в Комсомольском районе наиболее пригодна для питья и бытового использования. Но, тем не менее, питьевая вода нуждается также и в дополнительной доочистке. Ведь путь воды в наш дом тернист и извилист. Из природных водоемов она попадает в водоочистные сооружения, там проходит химическую, физическую и бактериологическую очистку, а затем по системе водопровода приходит к нам на кухню. Длина пути может составлять до 120 километров и на каждом из этих километров, вода обогащается самыми разными растворимыми и нерастворимыми примесями, такими как гидроокись железа, катионы тяжелых металлов, органические примеси. Последние, взаимодействуя с активным хлором – подарком водоочистных станций, становятся хлорорганическими веществами, которые могут являться канцерогенами. Все эти примеси устраняются путем фильтрования.
Пути решения проблемы загрязнения природных водоемов.
В последние годы в нашей стране и за рубежом для борьбы с загрязнениями природных водоёмов стали использовать высшие водные растения. Проходя через их заросли, сточные воды на 85-95% освобождаются от балластных и токсичных веществ, минеральных и органических. Наиболее эффективно для очистки воды используются колониальные водные растения, образующие мощные сообщества: тростник o6ыкновенный, камыш озерный, рогоз узколистный.
Тростник o6ыкновенный(Phragmites australis) Это растение способно извлекать из воды и накапливать более 20 химических элементов. Кроме того с его урожаем из воды выносятся значительное количество азота, калия, фосфора - главных биогенных элементов, вызывающих этерификацию вод. В зарослях тростника задерживается до 90% взвешенных веществ. Благодаря фотосинтезу, в результате которого выделяется свободный кислород, ускоряются процессы окислении. Тростник выдерживает высокие концентрации сернокислой меди, азотнокислой ртути, хлористого кобальта и других токсичных солей.
Камыш озерный (Stirpus lacustris) Камыш способен извлекать из воды фенол: 300 граммов биомассы камыша очищают 5 литров воды от фенола при его концентрации 10мг/л - за 4 дня, 40мг/л - за 12 дней, 100 мг/л - за 25 дней. Камыш может извлекать из сточных вод и другие соединения: индол, ксилол, пиридин, а также нефть и нефтепродукты.
Рогоз узколистный (Турiа angustifdia) В процессе очистки в присутствии рогоза особую роль играет его придаточные корни. Благодаря этому рогоз очищает от загрязнений воду и дно. Все три вида растений используются для очистки шахтных вод в Донбассе. Они неприхотливы, стойки и необыкновенно живучи. К тому же из этих растений, например, из тростника можно получать целлюлозу, фурфурол, необходимый в производстве различных пластмасс, смол, также можно получать уксусную и муравьиную кислоту, метан, метанол, ацетон, формалин, активированный уголь.
Прежде чем городской водосброс попадёт в Волгу, он должен пройти каналы, засаженные данными растениями для более полного извлечения загрязняющих веществ из воды. Хорошая способность данных растений к вегетативному размножению исключает необходимость высаживать данные растения каждый год, что исключает дополнительные материальные затраты, а эффект очевиден. Гигантские проблемы одним махом решаются редко! С ними справляются по шагам, по частицам.
Выводы и предложения.
Наши предложения заключаются в дополнительной (после промышленных очистных сооружений) очистке воды с помощью неприхотливых растений. Данный метод является дешевым, доступным и опробован на химических предприятиях Саратовской области.
Для дополнительной доочистки трубопроводной воды мы рекомендуем жителям города использовать фильтры.
Для нашей школы, в частности, мы уже реализовали работу, установив баллоны с питьевой водой и ручными насосами «АКВИК» в кабинетах. А в будущем планируем реализовать исследовательскую работу установкой фильтра на водопроводную трубу.
Мы надеемся, что комплексный подход в решении экологических проблем города будет включать и наши предложения.
Список литературы:
1. http://ru.wikipedia.org/wiki - Материал из Википедии – свободной энциклопедии.
2. Журнал "Экология и жизнь"
3. Калыгин В.Г. Промышленная экология – М.: Academia, 2007
4. Крамская И.Г., Рубан Э.Д. Гигиена и основы экологии человека. Учебное пособие. – Ростов-на-Дону: Торговый дом "Феникс", 2007
5. Редактор О.Л. Носкова, Технический редактор Е.В. Шареева. «Экологическая ситуация в Самарской области: состояние и прогноз.»
6. Редактор О.Л. Носкова, Технический редактор Е.В. Шареева. «Экологическая ситуация в Самарской области: состояние и прогноз
7. Реферативный журнал «Экология человека»
8. Росляков П.В. Методы защиты окружающей среды: учебник для вузов / П.В. Росляков. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007
9. Садовникова Л.К., Орлов Д.С., Лозановская И.Н. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении. – М: Высшая школа, 2006.
10. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.5.980-00 "2.1.5. Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод" (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 22 июня 2000 г.).
