Екологічний проєкт "ДОСЛІДЖЕННЯ ЯКОСТІ ДЖЕРЕЛЬНОЇ ТА АРТЕЗІАНСЬКОЇ ВОДИ М. БОГУСЛАВА"

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕПАРТАМЕНТ ОСВІТИ І НАУКИ

КИЇВСЬКОЇ ОБЛАСНОЇ ДЕРЖАВНОЇ АДМІНІСТРАЦІЇ

Державний професійно-технічний навчальний заклад
"Богуславське вище професійне училище сфери послуг"

 

 

 

Дослідницько-експериментальний проєкт

 

ДОСЛІДЖЕННЯ ЯКОСТІ

ДЖЕРЕЛЬНОЇ ТА АРТЕЗІАНСЬКОЇ ВОДИ

М. БОГУСЛАВА

 

Проєкт підготував

Бондаренко Микола

здобувач освіти ДПТНЗ

«Богуславське ВПУ

сфери послуг».
 

Науковий керівник
Чала Світлана Володимирівна,

викладач біології та екології

 

 

2023

ЗМІСТ

ВСТУП......................................................3

РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

1.1 Вода – джерело життя

1.2. Якість питної води в Україні

РОЗДІЛ 2. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

2.1. Матеріали та методи  дослідження

2.2. Обробка даних статистичного дослідження

2.3. Фізико-хімічне дослідження проб води

2.4. Біотестування проб води....................................23

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ДОДАТКИ

 

ВСТУП

Доступ до чистої та якісної питної води є правом кожної людини на повноцінне і безпечне життя. Вода – це не просто хімічна сполука кисню і водню, а найпоширеніша і найважливіша речовина на Землі, яка має унікальні хімічні та фізичні властивості. Для живих організмів її неможливо нічим замінити, але води стає все менше. У річках Київщини рівень води за останні роки знизився більше ніж на половину, багато дрібних річок висохло. Україна є однією з найменш забезпечених водою країн Європи, а проблема доступу до якісної питної води є катастрофічна.

Вода, як і повітря, нерозривно пов`язана з існуванням життя на Землі. Вода необхідна для життя і діяльності людини. Існують особливі вимоги до води. Чиста вода та питна вода – це не одне й те ж. Чиста вода для кожного своя: для хіміка – це дистилянт; для рибалка – вода, у якій живе риба; а для шофера – та, яку можна залити в радіатор. А от термін «питна вода» позначає відповідність води до її стандартів. У кожній країні вони свої; крім того, є стандарти ВООЗ та регіональні стандарти в окремих країнах.

Актуальність роботи:  питна вода призначена для споживання людиною повинна відповідати гігієнічним вимогам та бути безпечною в епідемічному, фізичному, хімічному та екологічному відношенні. Споживання недоброякісної питної води може призвести до виникнення у людини порушення обміну речовин в організмі людини і хвороб сечостатевої та серцево-судинної систем, викликає метеоризм і закрепи, в побутових і промислових процесах викликає перевитрату мила, посилене зношування білизни при пранні, погіршення варіння м'яса, овочів, перешкоджає використанню води для парових котлів і деяких видів виробництв.

Об’єкт та предмет дослідження: якість джерельної та артезіанської води.

Мета дослідження:  створення інформації про якість джерельної та артезіанської води; практична перевірка фізико-хімічної якості та біотестування джерельної та артезіанської води.

Основні завдання дослідження:

1. Здійснити аналіз літературних джерел, присвячених проблемам питної води, її основним забруднювачам, якості води та методам їх вивчення.
2. Дослідження практично можливими методами якості джерельної (на прикладі джерела, що знаходиться біля Свя́то-Микола́ївського чоловічого монасти́ря) та артезіанської (на прикладі артезіанської води, що знаходиться за адресою: вул. Миколаївська, 108, магазин «Гурман») води м. Богуслава.
3. Надати поради щодо поліпшення якості води в домашніх умовах.

Значення дослідження: отримані результати дослідження можуть бути використані будь-якою людиною, для якої важливе питання використання якісної питної води, як ознайомчий матеріал, а також на уроках хімії, біології та екології, основ здоров’я, а також на факультативах та годинах спілкування.

РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

 

1.   Вода – джерело життя

Людина здавна мріяла про безсмертя. Мандрівники в заморських країнах, алхіміки в лабораторіях настирливо шукали еліксир життя та джерело вічної молодості. Та вони й не здогадувалися, що таємничий еліксир — це звичайна вода. Та сама вода, що заповнює моря, озера, річки, випадає на землю дощами, вкриває її сніговим покривалом. Вода, без якої не можливе існування всього живого.

Тисячі років може лежати в сухій землі зерно, та доторкнись його життєтворча крапля води — воно оживає. В усі часи вода перетворювала засушливі степи на плодотворні поля, а спекотні піски — в квітучі оазиси.

Світ походить від води — говорив Фалес Мілетський, один зі стародавніх мудреців. А й справді, історія Землі — це перш за все історія води. У воді виникло життя. Різноманітна і щедра, беззахисна і сильна, вода безперервно змінювала і змінює обличчя нашої планети. То тече в річках і океанах, то парою піднімається в хмари, то покриває водойми льодом.

На Землі не існує жодного живого організму, навіть найпростішого, в якому немає води. Відомо, що рослини на 80-99% складаються з води, тварини – на 60-75 %, а місячний ембріон людини аж на 97 %. У новонародженої дитини, вода становить 75-80 % від її загальної маси. У дорослої людини процентне співвідношення води від її загальної маси тіла – близько 65 %, а в людей похилого віку – 55-60 %.

Що ж таке вода? Здається, простішого запитання не можна придумати, бо вода — це звичайна рідина, яка давно всім відома, а навколо стільки води, що про які дива можна говорити. Не поспішайте робити висновки, оскільки звичайна вода є надзвичайно цікавою речовиною, вона заслуговує бути названою 8-м чудом світу.

Вода — необхідний компонент життя. Вона потрібна для життєдіяльності рослин, тварин, людини. Людина постійно використовує воду для життя, приготування їжі, миття, прання, відпочинку, спорту, транспортного сполучення і т.д.

22 березня 2016 року світова спільнота відзначає Всесвітній день води, проведення якого у 1992 році започатковано Генеральною Асамблеєю Організації Об’єднаних Націй з метою привернення уваги до проблем, пов’язаних з водними ресурсами.

 

2.           Якість питної води в Україні

Якість води — поєднання хімічного і біологічного складу та фізичних властивостей води водного об'єкта, яке зумовлює її придатність для певних видів використання. Якість води належить до найважливіших характеристик водних ресурсів, що визначають можливість їх раціонального використання та охорони від забруднення та виснаження. Вода — джерело життя. Вживання неякісної питної води загрожує важкими наслідками для здоров'я людини[1].

Якість вод(и) – ступінь відповідності показників якості води потребам людей і/або технологічним вимогам (у т.ч. для зрошення). Технологічні вимоги до якості води в деяких випадках можуть бути більш жорсткими, ніж вимоги до якості споживчої води. [2]

Показник якості води

Показник якості води – сукупність біологічних і фізико-хімічних характеристик води: трофосапробності, солоності, твердості, водневого показника pH, концентрації шкідливих речовин. [3]

Нормативи якості води

Нормативи якості води — встановлені (нормовані) значення показників якості води (фізичні, хімічні, біологічні), що відповідають певним вимогам, при яких надійно захищається здоров'я людей, створюються сприятливі умови для водокористування, охорони вод та екологічного благополуччя водного об'єкта.

До фізичних показників якості води належать температура, прозорість чи каламутність, кольоровість, запах і смак.

До хімічних — активна реакція (рН), окиснюваність, мінералізація води (сумарний вміст солей) та ціла низка розчинних хімічних речовин (основні іони, розчинні гази, біогенні речовини, мікроелементи, радіоактивні речовини, специфічні забруднювальні речовини).

До біологічних (мікробіологічних) — вміст кишкової палички (колі-індекс), сапрофітних бактерій.

Оцінка показників якості води

Оцінка показників якості води дає змогу встановити відповідність чи невідповідність води певного водного об'єкта вимогам, які висуваються тими чи іншими водокористувачами. Критерієм оцінки допустимості вмісту речовин у воді є гранично допустима концентрація (ГДК) шкідливих речовин у них, а також їх загальносанітарна характеристика. Вимоги до якості вод у водних об'єктах, які використовуються для господарсько-питних, культурно-побутових і рибогосподарських потреб, викладено у «Правилах охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами» (1990).

Окремі вимоги до якості вод, які використовуються для господарсько-питних і культурно-побутових потреб: мінералізація води — не більше 1000 мг/дм3; рН — 6,5-8,5; у воді не повинно бути збудників кишкових захворювань тощо.

ГДК шкідливих речовин у воді водних об'єктів, які використовуються для господарсько-питних і культурно-побутових потреб, визначено більше ніж для 1000 інгредієнтів; для рибогосподарських — більше ніж для 200. Але ця кількість інгредієнтів не охоплює всі забруднювальні речовини антропогенного походження, яких за орієнтовними даними не менше 5-6 тис.

Для інтегральної оцінки якості води водних об'єктів з екологічних позицій розроблено низку методик, які враховують взаємний вплив всіх визначених у воді компонентів через розрахунки індексів забруднення води. В Україні діє «Методика екологічної оцінки якості поверхневих вод за відповідними категоріями» (1998), в якій виділяється 5 класів і 7 категорій якості води за ступенем чистоти (забруднення): дуже чисті; чисті; помірно забруднені; забруднені; брудні; дуже брудні; надзвичайно брудні. В цілому, якість річкових вод на території України погіршується з північного заходу на південний схід.

Якість питної води, яка після забору з поверхневих джерел водопостачання є по суті виготовленим продуктом на водопровідній станції, регламентується державним стандартом «Вода питна. Гігієнічні вимоги та контроль якості» (1983) та державними санітарними правилами і нормами «Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання» (МОЗ України, 1996).

Деякі вимоги до властивостей, складу та якості води

Склад природних вод різноманітний і являє собою динамічну систему, що постійно змінюється, яка вміщує мінеральні й органічні речовини у завислому, колоїдному і розчиненому станах.[2]

Якість води характеризується поєднанням її фізичних властивостей, хімічного і бактеріологічного складу.

До фізичних властивостей води належать її температура, кольоровість, мутність, присмак і запах.

Температура води залежить від джерела водопостачання та сезону року.

Залежно від місцевих природних умов і характеру споживання води, а також в залежності від економічних міркувань схема водопостачання і складові її елементи можуть змінюватися досить сильно.[4]

Під кольоровістю води розуміють її забарвлення, яке виражається у градусах кольоровості за платиново-кобальтовою шкалою. Один градус цієї шкали відповідає 1 дм³ води, забарвленої 1 мг порошку платини.

Мутність визначається вмістом у воді завислих частинок і виражається у мг/дм³.

Присмак води. Схематично виокремлюють чотири присмаки води: солоний, гіркий, солодкий і кислий. Солоний присмак воді надають хлоридні солі натрію, гіркий - сульфат магнію. Кислий присмак мають мінеральні води за великого вмісту вуглекислого газу.

Запах води може бути природного і штучного походження. Серед запахів природного походження розрізняють наступні: ароматичний, болотний, сірководневий, гнильний, деревний, землистий, пліснявий, рибний, трав'янистий, непевний.

Хімічний склад води характеризується наступними показниками: активною реакцією (рН), твердістю (жорсткістю), окисненістю, вмістом окремих розчинених солей та їх сумарним вмістом - мінералізацією води (у водопровідній практиці - сухий залишок)

Активна реакція води (рН) визначається концентрацією у воді іонів водню і виражається через рН. При рН = 7 - водне середовище нейтральне, при рН < 7 - середовище кисле (кислі води), а при рН > 7 - середовище лужне (лужні води).

Твердість води визначається вмістом у ній солей кальцію і магнію. Вона виражається у мг-екв/дм³. Вирізняють твердість карбонатну, некарбонатну і загальну (їхня сума). Карбонатна твердість характеризується вмістом карбонатних солей кальцію, некарбонатна твердість — вмістом некарбонатних солей кальцію і магнію. Особливо велику твердість має морська вода.

Окисненість зумовлюється вмістом у воді розчинених органічних речовин і слугує показником можливого забруднення цими речовинами, що розкладаються - чим вищий показник окиснюваності, тим гірша якість води.

Мінералізація води (у водопровідній практиці - сухий залишок) - вміст у воді розчинених солей у мг/дм³. Згідно нормативних вимог мінералізація води у джерелі централізованого водопостачання не може перевищувати 1000 мг/дм³ (1 г/дм³)[5], але може бути 1500 мг/дм³ (1,5 г/дм³) - за погодженням з головним санітарним лікарем відповідної адміністративної території України. В той же час, за показником фізіологічної повноцінності мінерального складу води - оптимальною є мінералізація 0,2-0,5 г/дм³. Для прикладу, мінералізація води р. Дніпро становить 300-350 мг/дм³, підземних вод у бюветах м. Києва - 500-600 мг/дм³.[3]

Ступінь бактеріологічного забруднення води визначається кількістю бактерій, яка міститься у 1 см³ води. Вирізняють патогенні (хвороботворні) і сапрофітні бактерії. Для оцінки ступеня забруднення води патогенними бактеріями визначають вміст у ній кишкової палички. Бактеріальне забруднення води вимірюють колі-титром та колі-індексом.

Колі-титр — об'єм води у см³, в якому міститься одна кишкова паличка.

Колі-індекс — кількість кишкових паличок, які містяться у 1 дм³ води.

Вимоги до якості питної води (вже після водопідготовки) в Україні визначаються ГОСТ 2874-82 «Вода питна. Гігієнічні вимоги, контроль за якістю» та ДСанПіН 2.2.4-171-10 "Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною"[5], затверджених Мінохорони здоров'я 12.05. 2010 р., уведених 16.07. 2010 р. Вимоги до якості виробничої води залежать від характеру виробництва.

РОЗДІЛ 2. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

 

2.1. Матеріали та методи  дослідження

В дослідженні взяли участь 59 здобувачів  ДПТНЗ «Богуславське ВПУ сфери послуг».

Методи, що використовувалися: соціологічне  опитування,  статистичний  аналіз,  моніторинг та експериментальний метод.

Під  час дослідження здобувачам освітнього закладу  було  запропоновано  дати  відповіді  на  такі  запитання (анкета 1):

Анкета 1

1. Здобувач ___________  групи.
2. Чи вживає ваша сім`я іншу воду, крім водопровідної? (Так чи ні)
3. Що це за вода? (Джерельна, артезіанська, бутильована, колодязна)
4. Чи є природне джерело, яке розташоване неподалік від вашого будинку? (Так чи ні)
5. Ти пив (пила) з цього джерела хоча б один раз?
6. Чи вживаєте ви воду з джерела, що знаходиться біля Свя́то-Микола́ївського чоловічого монасти́ря постійно чи час від часу?
7. В яких випадках ви вживаєте цю воду? 
8. Чи вживаєте ви артезіанську воду, що знаходиться за адресою: вул. Миколаївська, 108, магазин «Гурман») постійно чи час від часу?
9. В яких випадках ви вживаєте цю воду? 

 

2.2. Обробка даних статистичного дослідження

Мета: з’ясувати обізнаність здобувачів з даного питання, визначити вживання здобувачами та їх родинами іншої води, крім водопровідної, а саме джерельної та артезіанської.

Дослідивши анкету №1 маємо такі результати:  всі опитані здобувачі нашого закладу вживають й іншу воду, крім водопровідної (ДІАГРАМА №1). Переважно здобувачі віддають перевагу вживанню колодязної (25 учнів) та артезіанській води (19 учнів), менше – джерельній (11 учнів) та бутильованій (4 учнів) (ДІАГРАМА №2).

  

Лише у 6 здобувачів є природне джерело, яке розташоване неподалік від їхнього будинку  (ДІАГРАМА №3) і вони пили воду з нього хоча б один раз. 11 учнів вживають джерельну воду, що знаходиться біля Свя́то-Микола́ївського чоловічого монасти́ря постійно, коли перебувають на навчанні в ДПТНЗ «Богуславське ВПУ сфери послуг». 32 учні вживають артезіанську воду, що знаходиться за адресою: вул. Миколаївська, 108, магазин «Гурман»), коли перебувають на навчанні та проживають в гуртожитку. Інша частина учнів вживають бутильовану воду або колодязну, яку беруть із собою з дому (ДІАГРАМА №4).

    

2.3. Фізико-хімічне дослідження проб води

Для дослідження використовувались три зразки води:

І – джерельна вода (біля Свя́то-Микола́ївського чоловічого монасти́ря)

ІІ – артезіанська вода (вул. Миколаївська, 108, магазин «Гурман»)

ІІІ – дистильована вода

В даних фізико-хімічних дослідженнях використовувались наступні методики:

•                  Дослідження запаху води
•                  Дослідження прозорості води
•                  Дослідження смаку води
•                  Загальна жорсткість води
•                  Дослідження pH розчину
•                  Визначення наявності хлоридів
•                  Визначення наявності сульфатів
•                  Визначення йонів Феруму у воді

Дослід 1

«Запах води»

Запахи води за характером поділяються на запахи природного та штучного походження.

 Причиною появи запахів природного походження є хімічний склад домішок води, мікроорганізмами, що живуть у водоймі тощо. Ці запахи характеризують описово.

 Запахи штучного походження зумовлені деякими домішками стічних вод, які трапляються у водоймі. Ці запахи називають відповідно до назви речовини зі схожим запахом : фенольний, хлорфенольний, нафтовий, смолистий тощо.

 Запах води визначається органолептично, інтенсивність його оцінюється показником розведення (ПР) проби води до повного зникнення запаху. За діючими нормами вода вважається придатною до пиття, якщо при розведенні проби дистильованою водою у два рази (ПР – 2) запах повність зникає.

Методика визначення запаху

Широкогорлу колбу, місткістю 300см³ на 2/3 заповнюють досліджуваною водою, накривають годинниковим склом, струшують обертовими рухами, знімають годинникове скло та втягують носом повітря колби. Дослід проводять при температурі 20-60 ⁰С. Визначають якісну характеристику запаху.

Результати досліджень

Таблиця1

Номер зразка	Запах
І	Відсутній
ІІ	Відсутній
ІІІ	контроль

 

Висновок: отже, за даним дослідженням  виявили, що у трьох зразках води запах відсутній.

Дослід 2

«Прозорість»

Прозорість води [3] визначають якісно і кількісно для озер, а для річок тільки якісно. Якісну характеристику прозорості води визначають візуально (неозброєним оком або за допомогою приладів). Для цього в однолітрову посудину з прозорого скла наливають досліджувану воду і розглядають на світло. Оцінку дають за такою шкалою:

- дуже прозора – коли немає будь-яких найменших часточок у воді;

- прозора – коли є невелика кількість дрібненьких часточок;

- слабо каламутна – коли добре видно роздріблені частинки;

- дуже каламутна – коли роздрібнених частинок так багато, що проба води майже непрозора.

Результати досліджень

Таблиця 2

Номер зразка	Прозорість
І	дуже прозора
ІІ	дуже прозора
ІІІ	дуже прозора

Висновок: отже, лише за цим показником практично не можливо визначити  якість води. Хоча за результатами дослідження вони є допустимими.

Дослід 3

«Смак води»

Смак води зумовлений присутністю в ній речовин природного походження чи домішок, що попадають у воду внаслідок забруднення її стічними водами.

Розрізняють чотири види смаку води: солоний, гіркий, кислий та солодкий. Інші смакові відчуття називають присмаками, наприклад, лужний, металевий, рибний тощо.

Солоний смак звичайно спричиняються наявністю хлориду натрію, гіркий – сульфат магнію. Кислий смак підземних вод зумовлений присутністю вуглекислого газу. Оксиди заліза ІІ та марганцю надають залізистого або чорнильного запаху, встановлюють за показником розведення.

Методика визначення смаку

Смак води визначають органолептично: 10…15 см³ води, підігрітої до 30 ⁰С, кілька секунд утримують у роті, визначаючи якісну характеристику смаку і оцінюючи його інтенсивність.

При оцінці смаку рекомендована така шкала:

1. Надзвичайно неприємний.
2. Дуже неприємний.
3. Неприємний.
4. Злегка неприємний.
5. Не приємний.
6. Злегка приємний.
7. Приємний.
8. Дуже приємний.
9. Надзвичайно приємний.

Результати досліджень

Таблиця 3

Номер зразка	Смак
І	Дуже приємний
ІІ	Дуже приємний
ІІІ	контроль

Висновок: вода двох зразків має дуже приємний присмак.

Дослід 4

«Жорсткість води»

 Жорсткість природної води зумовлена наявністю в ній йонів Кальцію та Магнію. В природних умовах солі надходять у воду внаслідок взаємодії розчиненого у ній діоксиду вуглецю СО₂ з карбонатними мінералами (доломітами, вапняками) і хімічного вивітрювання та розчинення гірських порід. Джерелом Кальцію та Магнію є також стічні води силікатної, металургійної та хімічної промисловості, поверхневий стік із сільськогосподарських угідь, які оброблялись мінеральними добривами.

Жорсткість води може бути тимчасовою і постійною. Тимчасову жорсткість викликають солі Ca(HCO₃)₂ та Mg(HCO₃)₂. Постійну жорсткість: CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl₂.

Ступені жорсткості:

Не більше 1,5 мг-екв/л — дуже м’яка вода.

Не більше 3,0 мг-екв/л — м’яка вода.

Не більше 6,0 мг-екв/л — помірно жорстка вода.

Не більше 9,0 мг-екв/л —жорстка вода.

Не менше 12,0 мг-екв/л — дуже жорстка вода.

 

Результати досліджень

Таблиця 4

Номер зразка	Жорсткість
І	Не більше 9,0 мг-екв/л
ІІ	Не більше 9,0 мг-екв/л
ІІІ	контроль

Висновок: отже, зразок джерельної води №1 та артезіанської води №2 мають значну жорсткість води, що свідчить про наявність солей Кальцію та Магнію.

Дослід 5

«Водневий показник рН»

В пробірку наливаємо 5 мл досліджуваної води та вносимо універсальний індикаторний папірець, за кольором оцінюють величину рН.

Рожево-помаранчева – рН~5

Світло-жовта – рН~6

Світло-зелена – рН~7

Зеленувато-блакитна –  рН~8

Результати досліджень

Таблиця 5

Номер зразка	Показник рН
І	7
ІІ	7
ІІІ	контроль

Висновок: відповідно до ГОСТу 2874-73 у питній воді допускається рН — 6,5-8,5. Отже, в усіх зразках води водневий показник рН=7, що свідчить про слабо-лужне середовище. Наш організм має слаболужне середовище. Кислотно-лужний баланс в нашому організмі постійно підтримується на одному стабільному рівні і в дуже вузькому діапазоні: від 7,26 до 7,45. І навіть незначна зміна рН крові, що виходить за ці межі, може призвести до хвороб [6].

    

Дослід 6

«Визначення хлоридів»

 

Спочатку проводимо якісну оцінку складу зразків. Для цього в 5 см³  досліджуваної води додають 3 краплі 10% розчину AgNO₃ та перемішують.

Про наявність хлоридів свідчить інтенсивність помутніння проби.

Якісна оцінка складу хлоридів в воді та рекомендуємий для тестування об’єм проби води

Характер помутніння проби	Орієнтовний вміст хлоридів у воді (мг/дм3)	Об’єм досліджуваної проби (см3)
Слабке помутніння	1-10	100
Сильне помутніння	10-50	100
Плаваючі часточки	50-100	100
Часточки, які випали в   осад	100-250	100
Білий об`ємний осад	250-800	50

 

Результати досліджень

Таблиця 6

Номер зразка	Характер помутніння проби	Орієнтовний вміст хлоридів у воді (мг/дм3)
І	Плаваючі часточки	50-100
ІІ	Плаваючі часточки	50-100
ІІІ	Відсутній	контроль

Висновок: відповідно до ГОСТу 2874 — 73 у питній воді допускається наявність хлоридів органічного походження до 20-30 мг/л; хлоридів мінерального походження — до 350 мг/л. Отже, вміст хлоридів у наших зразках в межах норми.

 

 

Дослід 7

«Визначення сульфатів»

Метод заснований на осадженні йонів SO₄^2-  барій хлоридом або барій нітратом: BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2 HCl;  Ва²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄↓

У пробірку налити 10 мл досліджуваної води, додати 2-3 краплі розчину хлоридної кислоти для підкислення і 4-5 крапель 10 %-го розчину барій хлориду. Вміст пробірки вимішати і через 5хв. визначити приблизний вміст сульфатів. Про наявність сульфатів свідчить інтенсивність утворення білого молочного осаду [8].

Результати досліджень

Таблиця 7

Номер зразка	Вміст сульфат-йонів у воді, мг/л
І	136 мг/л
ІІ	142 мг/л
ІІІ	контроль

Висновок: відповідно до ГОСТу-2873 у воді допускається наявність сульфатів органічного походження ― до 80 мг/л; мінерального — до 500 мг/л. Отже, вміст сульфатів у всіх зразках в межах норми.

 

2.4. Біотестування проб води

Біотестування проб води з використанням рослин родини Хрестоцвіті. Біоіндикаторний аналіз за редисом посівним здійснили за допомогою поливу тест-рослин випробуваною водою. Для дослідження взяли 3 ємності в які розклали по 57 насінин.

Залежно від результатів досліду субстратам привласнюється один з 4 рівнів забруднення: приймали наступну градацію (Федорова А.І., Нікольська А.Н., 2003)

1. Забруднення відсутнє: схожість насіння 90-100%, сходи дружні, міцні, рівні.

2. Слабке забруднення: схожість насіння 60 - 90%, проростки майже нормальної довжини, міцні, рівні.

3. Середнє забруднення: схожість 20-60%, проростки коротше і тонше, деякі проростки мають каліцтва.

4. Сильне забруднення: схожість насіння дуже слабка, менш 20%, проростки дрібні і потворні.

Результати досліджень

Таблиця 8

Джерело води	Кількість (%) пророслих насінин	Якість води
Дистильована вода	28	Контроль якості
Джерельна вода (біля Свя́то-Микола́ївського чоловічого монасти́ря)	54	Середнє забруднення
Артезіанська вода (вул. Миколаївська, 108, магазин «Гурман»)	86	Слабке забруднення

Висновок: за результатами біотестування найкращі рівні, міцні проростки, нормальної довжини від поливу артезіанською водою; проростки гіршої якості від поливу джерельною водою.

ВИСНОВКИ

Основним  завданням роботи «Дослідження якості джерельної та артезіанської води м. Богуслава» було дослідити практично можливими методами якості джерельної та артезіанської води м. Богуслава та надати поради щодо поліпшення якості води в домашніх умовах.

В ході роботи було встановлено:

1. Всі здобувачі, які брали участь в опитуванні, вживають окрім водопровідної води й іншу воду, а саме: здобувачі віддають перевагу вживанню колодязної (25 учнів) та артезіанській воді (19 учнів), менше – джерельній (11 учнів) та бутильованій (4 учнів).
2. Лише у 6 здобувачів є природне джерело, яке розташоване неподалік від їхнього будинку  і вони пили воду з нього хоча б один раз. 11 учнів вживають джерельну воду, що знаходиться біля Свя́то-Микола́ївського чоловічого монасти́ря постійно, коли перебувають на навчанні в ДПТНЗ «Богуславське ВПУ сфери послуг». 32 учні вживають артезіанську воду, що знаходиться за адресою: вул. Миколаївська, 108, магазин «Гурман»), коли перебувають на навчанні та проживають в гуртожитку. Інша частина учнів вживають бутильовану воду або колодязну, яку беруть із собою з дому.
3. Питна вода повинна бути прозорою, чистою, не мати запаху і мати гарний смак. Вона не повинна містити надлишкові хімічні і біологічні домішки.
4. Біотестування доводить, що артезіанська вода (вул. Миколаївська, 108, магазин «Гурман») має незначне забруднення порівняно з джерельною (біля Свя́то-Микола́ївського чоловічого монасти́ря).
5. Проведені мною дослідження показали наявність у джерельній та артезіанській воді домішок хлоридів і сульфатів.
6. Воду потрібно використовувати економно.
7. Вода – необхідна умова для життя.
8. Здійснювати постійний контроль за якістю води.

Пропозиції:

• проводити постійний контроль якості води м. Богуслава;
• провести  просвітницькі  бесіди  серед   учнів нашого навчального закладу на теми: «Де вода – там і життя», «Вода – безцінне багатство, бережіть її».

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Відкриваємо світ. Вода/Енциклопедія -Харків: Ранок-2019 -250с.
2. Данилко Ольга. Природа навколо нас. Тернопіль: Підручники і посібники, 2000-48с
3. Книга для читання з природознавства/ скл. Ковальчук Г.В. Нарочна Л.К./ :К.:РАД.Шк.1984-128с.
4. Павленко Л.О. Квіт папороті: Науково – художн. кн., Для серед і старш. Шк. Віку К. Веселка, 1990-150с.
5. 4000цікавих фактів: пер з англ./Авт. Тексту Дж. Фарндон. –К.6 Махаон- Україна, 2002-256с.
6. https://uk.wikipedia.org/wiki/Якість_води#:~:text=Окремі%20вимоги%20до%20якості%20вод,бути%20збудників%20кишкових%20захворювань%20тощо
7. https://uk.wikipedia.org/wiki/Водопостачання
8. https://studwood.net/2384248/ekologiya/prozorist_vodi
9. http://eo.kr.ua/yak-viznachiti-yaka-voda-zhorstka-chi-m-yaka-u-domashn-h-umovah-perevagi-nedol-ki-zhorstko-ta-m-yako-vodi-opis/
10. https://ecosoft-market.com.ua/ua/znachenie-vody-v-prirode-i-zhizni-cheloveka-ee-poleznye-svoystva
11. https://www.galasbefit.me/single-post/2015/07/31/кислотнолужний-баланс-організму-основа-здоровя-людини
12. https://vodokanal-drohobych.com.ua/накип-від-води-не-отрута-а-ознака-її-д/#:~:text=Відомо%2C%20що%20великий%20вміст%20мінеральних,підвищеною%20мінералізацією%20гірше%20втамовує%20спрагу.
13. http://socrates.vsau.org/b04213/elbook/view_page.php?book_id=1&user=575&page_id=22
14. https://ecosoft.ua/ua/blog/populyarno-o-kachestve-vody/
15. https://www.moyo.ua/ua/news/8_sposobov_ochistki_vody_v_domashnikh_usloviyakh_.html
16. https://www.wiki.uk-ua.nina.az/Водопостачання.html
17. https://teplosfera.com/shcho-take-zhorstka-voda-ta-iak-ii-vyznachyty/

ДОДАТКИ

Додаток 1

До яких наслідків може призвести споживання неякісної питної води

Споживання питної води, хімічний склад якої відхиляється від меж норми, може призвести до ряду захворювань та порушень здоров'я.

ПРИСМАК ТА ЗАПАХ

Ці показники називають органолептичними. Крім того, що неприємний смак і запах можуть викликати неприємні відчуття або навіть нудоту, вони є непрямими ознаками наявності в воді багатьох токсичних забруднювачів. Наприклад, солонуватий смак визначає надлишок хлориду натрію; гіркий — сірчанокислий натрій або магній; терпкий — сірчанокисле залізо та алюміній, надлишок вапна; металевий — залізо, марганець і мідь; мильний — карбонат натрію; солодкуватий — бікарбонат натрію; терпкий, подразнюючий викликає стирол, а гнилісні і рослинні говорять про розмноження у воді мікроорганізмів.

 

КАЛАМУТНІСТЬ

Каламутність води це візуально визначуваний параметр, зумовлений вмістом зважених часток. Мутність може викликатися вкрапленнями піску, глини, мулу, пластівцями окисненого заліза, а також тонкодисперсними колоїдними домішками, які видаляються тільки при хімічній коагуляції або мембранному розділенні.

Каламутність перешкоджає використанню води як для питних, так і для господарсько-побутових цілей, а також для живлення парових котлів і для деяких видів виробництв.

 

КОЛЬОРОВІСТЬ

Зазвичай така вода має характерний жовтуватий або коричневий відтінок, який викликається природними органічними речовинами — гуміновими кислотами. Вони утворюються в процесі природного гниття рослинної і тваринної сировини та вимиваються в природні водойми в невеликих кількостях. Також причиною кольоровості може бути підвищена концентрація заліза і деяких органічних речовин промислового походження.

 

ОКИСНЮВАНІСТЬ

Величина окиснюваності більше 5,0 мг O2/л вказує на великий вміст органічних речовин і може свідчити про можливе забруднення джерела стічними водами або поганий загальний стан водойми (заростання водоростями, зниження рівня, стан паводку та ін). Така вода зазвичай забруднена мікроорганізмами, викликає спінювання води в парових котлах, вказує на можливість розвитку органічних обростань в охолоджуваних водою теплообмінних апаратах. Її не можна використовувати для пиття, потрібна попередня очистка.

 

СУХИЙ ЗАЛИШОК

Цей параметр визначає загальну кількість розчинених у воді мінеральних неорганічних солей кальцію, магнію, калію, натрію, важких металів, а також великий відсоток органічних речовин. Цей параметр використовується в першу чергу для визначення загальної мінералізації води.

Величина його у воді джерела, використовуваного для питних цілей, не повинна перевищувати 1000 мг/л. Підвищений вміст розчинених речовин у воді перешкоджає використанню її для живлення парових котлів через зниження економічності їх роботи (збільшення продувки).

 

ТВЕРДІСТЬ

Підвищена жорсткість при тривалому застосуванні є причиною порушення обміну речовин в організмі людини і хвороб сечостатевої та серцево-судинної систем, в побутових і промислових процесах викликає перевитрату мила, посилене зношування білизни при пранні, погіршення варіння м'яса, овочів, перешкоджає використанню води для парових котлів і деяких видів виробництв (фарбування тканин, виробництво штучного волокна тощо). Підвищена карбонатна жорсткість додаткової води при оборотних системах водопостачання приводить до відкладенню карбонату кальцію в теплообмінних апаратах і в охолоджуючих пристроях (градирнях, бризкальних басейнах).

 

ВОДНЕВИЙ ПОКАЗНИК (РН)

У воді питних водопроводів значення рН повинне знаходитися в межах 6,5-8,5.

pH менше ніж 6,5 говорить про кисле середовище, що в тривалій перспективі може негативно позначатися на роботі шлунково-кишкового тракту, pH понад 8,5 це лужне середовище, також може викликати певні проблеми зі здоров'ям.

Значення рН нарівні з іншими показниками якості води (температура, загальна лужність, вміст кальцію і сухий залишок) дозволяє будувати висновки про здатність води осаджувати в водопровідних трубах і охолоджувальній апаратурі карбонат кальцію або викликати корозію контактних металевих поверхонь.

 

ФЕРУМ

Ферум зазвичай характерне для свердловинної води, оскільки є природною домішкою підземних вод. Завдяки нестачі повітря, воно не окинюється і може досягати у воді зі свердловин вкрай великих значень. Для водопровідної води більш характерно вторинне забруднення залізом в трубопроводі - в процесі руху по трубах змиваються пластівці іржі та феруморганічні сполуки.

Вміст Феруму в питній воді не повинен перевищувати 0,2 мг/л. Підвищений вміст заліза в питній воді негативно впливає на смак води, викликає метеоризм і закрепи. У господарсько-побутовому застосуванні може викликати пошкодження білизни та появу іржавих плям на сантехніці, перешкоджає використанню води для деяких виробництв (фарбування тканин, виробництво кіноплівки тощо), в деяких випадках є причиною утворення у водопровідних трубах відкладень заліза.

 

СУЛЬФАТИ І ХЛОРИДИ

Хлориди і сульфати – це одні з найпоширеніших аніонів в складі води, більшість таких неорганічних сполук є повністю розчинними у воді.

При систематичному споживанні хлориди можуть викликати порушення в роботі сечостатевої системи та, як наслідок, набряки. Вони у свою чергу призводять до підвищеного тиску і проблем серцевосудинної системи.

Сульфати є причиною неприємного гірко-солоного присмаку води, вони можуть викликати подразнення слизової шлунково-кишкового тракту, деякі мають проносний ефект, наприклад, сульфат магнію є одним з поширених проносних засобів з швидким ефектом.

Вміст сульфатів і хлоридів у питній воді не повинен перевищувати 250 мг/л.

 

ФТОРИДИ

Сполуки Флуору впливають на опорно рухову систему – кістковий скелет. Більше половини спожитого Флуору осідає в кістках і зубах.

Вміст фторидів в питній воді повинен бути на рівні 0,7-1,5 мг/л. Недостача Флуору в питній воді — менше ніж 0,5 мг/л, а також його надлишок — понад 1,5 мг/л — шкідливий.

Флуор бере участь в роботі щитовидної залози і засвоєнні мікроелементів, у тому числі Кальцію. У випадку з цим елементом однаково небезпечні, як його нестача так і надлишок.

Наприклад, нестача може викликати руйнування кісткової тканини зокрема зубів, а надлишок акумулюється в аорті і може бути причиною її кальцинозу.

 

АМОНІАК, НІТРАТИ, НІТРИТИ

Їх наявність служить сигналом про можливе забруднення джерела побутовими або промисловими стічними водами.

Амоніак у великих концентраціях викликає подразнення слизових оболонок. При проведенні досліджень на лабораторних кроликах, спостерігалися дисфункції в статевій сфері, у вагітних самок спостерігалося уповільнення зростання плоду. На генетичному рівні були присутні зміни в структурі хромосом, в тому числі летальні мутації.

Нітрати викликають порушення в роботі нервової системи, головний біль, набряки і як наслідок гіпертонію.

 

СИЛІКАТНА КИСЛОТА

Перешкоджає використанню води для живлення котлів високого тиску (через відкладення силікатної накипу на стінках котлів та лопатках турбін).

У людей, які тривалий час застосовували для пиття воду з підвищеним вмістом кремнієвих сполук, спостерігався розвиток фіброзу легень, утворення каменів в нирках і новоутворень. Рідко, ознаками хронічного отруєння є стомлюваність, розвиток депресивного стану, анемії. У промисловості викликає осади на поверхні трубопроводів.

ВІЛЬНА КАРБОНАТНА КИСЛОТА

Вуглекислий газ частково розчинний у воді. Карбонатна кислота є його розчиненою формою: СO₂ + H₂O = H₂СO₃.

Незважаючи на бактерицидні властивості, для організму людини, вона може викликати метеоризм і подразнення стінок шлунка.

У промисловості може викликати корозію металів (в тому числі водопровідних труб) і бетонних споруд.

 

СІРКОВОДЕНЬ

Характерною ознакою підвищеного вмісту сірководню у воді є неприємний запах тухлих яєць. Цей забруднювач характерний тільки для бідних киснем свердловинних вод, оскільки на повітрі він швидко окиснюється.

Незважаючи на те, що він не проявляє високу токсичність для організму людини, пити таку воду як мінімум неприємно. З наслідків тривалого пиття такої води можна спостерігати подразнення стінок шлунку, метеоризм і інші захворювання шлунково-кишкового тракту.

 

МІКРООРГАНІЗМИ У ВОДІ

Загальне мікробне число кількісно характеризує наявність у воді мікроорганізмів, для питної води це кількість колоній аеробних і анаеробних бактерій в 1 мл води. Воно визначається шляхом внесення проби води в поживне середовище і вирощування колоній протягом певного часу - від 3 днів до тижня. Допустимий показник для питної води - 100 бактерій в 1 мл води.

Одним з найнебезпечніших забруднювачів є кишкова паличка. Її наявність свідчить про фекальне забруднення води, що є неприпустимим для питних джерел. Наслідком вживання такої води може бути гостра діарея, яка особливо небезпечна для маленьких дітей. [9]

Додаток 2

Поради щодо поліпшення якості води в домашніх умовах

Проціджування, фільтрація

Таблетки активованого вугілля відмінно абсорбують осад та аромати. Без них не обійтися, коли доводиться черпати воду з джерела, якому немає віри. Це не просто так. Через вугільну фільтрацію йде знезараження від мікроорганізмів та домішок в екстрених умовах.

Беремо до п'ятдесяти пігулок вугілля, марлеву тканину або широкий бинт, клоччя вати, літрову банку та пластикову пляшку для виготовлення фільтра.

Зрізаємо денце пляшки та поміщаємо її горловиною в банку.

Шматком марлі або тканини розміром 20х20 см обгортаємо вату і сунемо в отвір пляшечки. Таким є первинний шар фільтра.

Таблетки не подрібнюємо, вони швидко розмокають у вологому середовищі. Загортаємо їх у шматок вати й в пляшку, поверх першого шару.

Третій шар робимо такий самий, як перший. [10]

Фільтри повинні впритул прилягати один до одного для оптимального очищення від сміття, добавок і запаху.

Відстоювання

На цей спосіб доведеться витратити дванадцять годин, щоб випарувалися хлор та інші домішки. Періодично воду треба збовтувати. Тяжкі метали осідають на дні, тому за пару годин, як плануєте її пити, рідину краще не каламутити.

Кип'ятіння

При кип'ятінні вода знезаражується, у ній залишається менше хлору. Бажано це робити не менше п'ятнадцяти хвилин, щоб добре простерилізувати. Вона до того ж стає м'якшою.

Це найпростіший спосіб знезаразити те, що ми п'ємо. Щоправда, при кип'ятінні на стінках чайника з'являються відкладення, які погіршують його теплопровідність та якість води. Кип'ячена вода прирівнюється до «мертвої», що шкодить здоров'ю з трьох причин.

Солі кальцію провокують утворення в організмі каміння у нирках.

Солі заліза, свинцю, ртуті нікуди не діваються, вони не бояться кип'ятіння.

При нагріванні хлор та його сполуки утворюють канцерогени. Вони викликають різні захворювання, зокрема онкологію.

Виморожування

Вода значно корисніша, якщо її виморожувати. Але є нюанси. Спочатку її потрібно відстояти, тоді більша частина хлору випарується. Потім виморозити та дати розтанути. Чому так роблять?

Водопровідна — це прісна (жива) вода. У ній через погане очищення достатньо атомів дейтерії й тритію, а також солей і хімікатів, які утворюють так звану мертву воду. Спочатку замерзне саме така. Тому не можна пляшку з водою поставити в морозилку і забути до найкращого випадку. У ній заморозиться все, що потрібне і не потрібно, а нам слід відокремити хімікати. За виморожуванням доведеться скрупульозно стежити.

Вода в півлітровій пляшці за годину почне замерзати. Залиште крижинку, а залишки з пляшки злийте в іншу тару. Таким чином, «мертва» вода залишиться замороженою, а прісна з домішками в іншій пляшці. Її й ставте у морозилку. Коли практично замерзне, в останню чергу замерзатимуть саме солі та домішки. Вилийте їх, а крижинка нехай промерзає. [10]