Министерство образования и науки РБ

МОУ «Курумканская средняя общеобразовательная школа №2»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема:

 

Исследование поверхностных и грунтовых вод

хозяйственно - питьевого назначения

с. Курумкан

 

 

 

 

 

 

 

 

Автор: Балданова Дулма,

ученица 10 класса

Руководитель: Сультимова В.В.,

учитель химии.

 

 

 

 

 

 

 

 

2011 г.

с. Курумкан

 

Содержание

Введение

Глава І. Исследование проблемы питьевой воды

1.1.                       Обстановка с питьевой водой в Курумкане

1.2.                       Географическое положение реки Баргузин

1.3.                       Основные источники загрязнения поверхностных и грунтовых вод
Глава ІІ. Объекты и методы исследования

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования

2.2.1.Обнаружение хлорид-ионов

2.2.2. Обнаружение сульфат-ионов

2.2.3.   Обнаружение катионов свинца (II)

2.2.4.   Обнаружение катионов железа (П)
2.2.5.Определение жесткости воды

Глава III.Экспериментальная часть

3.1 .Определение рН и жесткости исследуемой объектов

3.2. Определение хлорид и сульфат-анионов

3.3.Определение катионов Ре²⁺и Р1²⁺

Заключение

Литература

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Среди современных проблем человечества, стоящих перед мировым сообществом особенно выделяется одна - проблема ухудшения качества среды обитания человека. Она носит глобальный характер и волнует людей всех стран и регионов. А проблема чистой воды является одной из центральных проблем, ведь именно от качества питьевой воды зависит здоровье целых регионов, а иногда и страны в целом.

Село Курумкан расположено на берегу реки Баргузин, второй по величине реки впадающей в озеро Байкал. Считается, что в отличие от реки Селенга, Баргузин - чистая река, так как на ее берегу нет крупных промышленных объектов, но эта проблема все-таки существует. В проведенном нами анализе литературных источников нет данных о загрязненности питьевой воды в Курумканском районе, только органолептический и химический анализ, проводимый органами СЭС, который отличался от анализа, проведенного нами по некоторым показателям.

Водоснабжение села происходит в основном с бассейна реки Баргузин, где качество воды не всегда соответствует санитарно-гигиеническим нормам и требованиям, особенно весной. Жители села вынуждены пользоваться некачественной водой.

В связи с этим целью данного исследования является изучение показателей воды, используемой для хозяйственно- бытовых и питьевых нужд, а также выявление основных источников загрязнения воды.

При этом решались следующие задачи:

1. Знакомство с теорией по данной проблеме;

2. Описание географического положения реки Баргузин;

3. Определение   физических   и   химических   показателей   воды (прозрачность,    реакция    среды,    запах,    жесткость,    качественный    и количественный анализ катионов и анионов в воде).

 

Глава 1. Исследование проблемы питьевой воды

1.1. Обстановка с питьевой водой в Курумкане

Жители села Курумкан используют для хозяйственно-питьевых целей грунтовые воды, а также поверхностные воды бассейна реки Баргузин. Из общего объема подземных вод, разбираемых на хозяйственно-питьевые нужды, 5-6% загрязнены соединениями азота, сульфатами, хлоридами, нефтепродуктами, солями тяжелых металлов и другими вредными веществами, содержание которых превышает их ПДК (предельно допустимая концентрация вредных веществ).

Табл. 1. Анализ хозяйственно-питьевых вод с. Курумкан  (данные СЭС)

Показатели	Водопроводная вода	Скважина пер. Совхозный	р. Баргузин	ПДК, мг/дм3
Жесткость	1,6	4,6	2,25	7
РН	7,0	-	7,0	6-9
СГ	2,5	5,5	2,38	350
8042	7,5	16	8,7	500
2 + Fе	0,2	0,55	0,1	0,3
РЪ  2 -	Данных нет	Данных нет	Данных нет	0,03
Г	Данных нет	0,25	Данных нет	1,5
Г	Данных нет	Данных нет	Данных нет	Данных нет
NH 3	0,06	Данных нет	0,1	Данных нет

 

Доля поверхностных вод в водоснабжении доминирует, а их качество не соответствует санитарно-гигиеническим нормам и требованиям. При этом вода, забираемая для нужд водоснабжения, не подвергается никакой обработке. В летний период жители села интенсивно пользуются канавами, вытекающими из рек Баргузин и Курумканка, для хозяйственных целей - поливки огорода, стирки, мытья посуды и пр., а нередко и для питья.

Около трети населения села использует для потребления в пищу колодезную воду, наиболее подверженную загрязнению. По данным санэпидслужбы, каждая третья проба из этих источников не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям по химическим и микробиологическим показателям. Особенно остро эта проблема встает в весенний период, когда из-за паводков поднимаются грунтовые воды, и бытовые стоки заполняют колодцы. Такая вода становится абсолютно непригодной для питья. Жители, живущие вдоль берега реки Баргузин, не используют ее до конца мая, пока грунтовые воды не спадут, но в то же время население пользуется водой, набранной насосами, где она ненамного чище. В связи со всем сказанным выше жители села Курумкан вынуждены пользоваться некачественной питьевой водой, что отрицательно сказывается на состоянии их здоровья. Согласно исследованиям санитарно-эпидемиологической службы района, концентрации некоторых ионов в водах реки Баргузин в несколько раз превышают ПДК. В связи с этим целесообразно проводить локальный экологический мониторинг, в процессе которого осуществляется контроль за загрязнением реальных водных объектов (в частности, реки Баргузин и канав, протекающих по территории села в теплый период времени, а также реки Курумканка) и водозаборных башен и последующая оценка их состояния.

1.2. Географическое положение реки Баргузин

Река Баргузин является одной из главных артерий, впадающих в озеро Байкал. Баргузинская долина - это комплекс уникальных зоологических, биологических, исторических, геологических, этнических объектов. Живописная долина с двух сторон ограничена склонами Баргузинских Альп и пологими склонами Икатского хребта. Река в центре долины разбивается на множество рукавов, образуя сеть проток и озер.

 

 

1.3. Основные источники загрязнения

поверхностных и грунтовых вод

 

На первом этапе экологического мониторинга производится оценка основных источников загрязнения поверхностных и грунтовых вод. Источниками загрязнения являются отходы транспорта, свалки бытовых отходов, химические соединения, используемые в сельском хозяйстве (минеральные соединения, ядохимикаты и пр.) В связи с тем, что на территории Курумканского района нет крупных промышленных предприятий очистка сточных вод не производится совсем.

Значительная доля в загрязнении воды вносят полигоны и свалки твердых бытовых отходов, расположенных вдоль берега реки Баргузин повсеместно, на которых сжигание и переработка мусора плохо или абсолютно не контролируется.

2.2. Методы исследования

2.2.1. Обнаружение хлорид-ионов Cl ^-

К 10мл пробы воды прибавляют 3-4 капли азотной кислоты и прибавляют 0,5 раствора нитрата серебра. Белый осадок выпадает при концентрации хлорид-ионов более 100мг/л: Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид-ионов более 10 мг/л, опалесценция – более 1 мл/г.

2.2.2. Обнаружение сульфат-ионов SO₄ ^2-

К 10мл пробы воды прибавляют 2-3 капли соляной кислоты и приливают 0,5мл раствора хлорида бария. Обнаружение проводят при рН<7,0.

При концентрации сульфат-ионов более 10мг/л выпадает осадок:

SO₄ ^2-+Ва²⁺ =ВаSО₄[

Если наблюдается опалесценция, то концентрация сульфат-ионов более 1мг/л.

2.2.3. Обнаружение катионов свинца (II) Pb ^2-

В пробирку помещают 10мл пробы воды, прибавляют 1мл раствора хромата калия. Если выпадает желтый осадок, то содержание катионов свинца более 100мг/л. Если наблюдают помутнение раствора, то концентрация катионов свинца более 20 мг/л, а при опалесценции - 0,1мг/л.

 

2.2.4. Обнаружение катионов железа (П)Fe ²⁺

К 1О мл пробы воды прибавляют 1 каплю азотной кислоты, затем 2-3 капли пероксида водорода и вводят 0,5мл тиоцианата аммония. Определение проводят при рН<3,0.

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

2.2.5.Определение жесткости воды

Данный метод основан на определении карбонатной жесткости. Для этого нужно в колбу емкостью 250мл добавляют 100мл исследуемой жидкости и 6-7 капель индикатора метилового оранжевого и проводят титрование 0,365процентным раствором соляной кислоты до изменения окраски индикатора с желтой на оранжево-красную.

Карбонатную жесткость рассчитывают по формуле:

У(НС1)*100
Ж=------------------- (ммоль/л),

V(Н₂О)*2

Где У (НС1) - объем израсходованного раствора соляной кислоты (мл),   V (Н₂О) - объем пробы воды (100мл).

Рассчитать среднюю жесткость воды по результатам трех опытов (среднее арифметическое) и определить жесткость воды по табл.2.

Табл. 2 .Определение жесткости воды по содержанию ионов Са ²⁺ и  Мg²

 

Содержание ионов Са 2+,  Мg2 , ммоль/л	Тип воды
<0,75	очень мягкая
0,75-1,50	мягкая
1,50-2,25	среднежесткая
2,25-5,50	жесткая
>5,50	очень жесткая

Глава III. Экспериментальная часть

В воде хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения нормируются цвет, запах, прозрачность, кислотность, щелочность, рН, биохимическое и химическое потребление кислорода, содержание катионов и анионов, жесткость. В питьевой воде дополнительно нормируется содержание токсичных и радиоактивных веществ.

В связи с тем, что у нас не было возможности полного и детального анализа воды в виду отсутствия необходимого оборудования и реактивов, мы провели количественный и органолептический анализ исследуемой воды доступными нам методами.

3.1 Определение рН и жесткости исследуемых объектов

 

Величина рН является основным ключевым параметром при анализе как природных, так и сточных вод. рН определяли индикаторами - метиловым оранжевым, лакмусом, фенолфталеином. рН исследуемых вод оказался в пределах нормы (рН=6-7).

Важнейшим   показателем   качества   воды   является   жесткость   —   мера содержания в воде солей кальция и магния методом, описанным в п.2.2.5. при этом на титрование водопроводной воды ушло 4,3мл соляной кислоты, на титрование воды из р. Баргузин - 8,4мл, а вода из скважины - 4,6мл. Подставляя все значения в формулу, получаем жесткость равную 2,15ммоль/л, 4,2 и 2,3 ммоль/л соответственно.

3.2.     Определение хлорид и сульфат-анионов

Сl^- и SО^2-₄ "обнаружили как в п.2.2.1 и 2.2.2. При анализе выявлены результаты, отображенные в табл.3.

3.3.     Определение катионов Fе²⁺ и Рb²⁺

Катионы железа (II) и свинца (П) определили по методикам п.2.2.4. и п.2.2.3. Результаты исследований представлены в табл.3.

Заключение

Степень развития водоснабжения — один из показателей состояния промышленности страны, ее сельского хозяйства, культуры и быта населения.

В условиях Курумкана очистке воды уделяется слишком мало внимания, нет санитарно-защитных зон.

Сейчас централизованное снабжение населенны[ пунктов водой постоянно растет. Повышаются требования и качеству очищенной воды. Если раньше главным требованием было отсутствие в питьевой воде болезнетворных микробов, то теперь нормируется содержание даже некоторых микроэлементов

 

 

 

 

Табл.3 .Данные анализа проб воды из различных источников

Показатели	Вода из водопроводного крана	Вода из р. Баргузин	Вода из скважины пер. Совхозный
Цвет	С желтоватым оттенком	бесцветная	бесцветная
Прозрачность	Прозрачная	Немного мутная	прозрачная
Запах	Без запаха	Без запаха	Без запаха
Жесткость	2,15ммоль/г	4,2ммоль/л	2, З ммолъ/л
рН	7,0	7,0	7,0
Cl-	Более 1мг/л	Более 1мг/л	Более 1мг/л
S042-	Более 10мг/л	Более  10 мг/л	Более 10 мг/л
Fе2+	Более 10мг/ 'л	Не обнаружено	Более 1мг/л
РЬ2+	Не обнаружено	Не обнаружено	Не обнаружено

И это все оправдано: удалось проследить прямую зависимость между качеством воды и числом заболеваний. Установлено, что люди, употребляющие сырую, жесткую воду, склонны к сердечно-сосудистым заболеваниям меньше, чем употребляющие мягкую, кипяченую воду. Недостаток фтора приводит к стоматологическим заболеваниям, недостаток йода - к нарушению функций щитовидной железы, и наоборот превышение норм ПДК по многим катионам и анионам, органическим соединениям приводит к серьезным нарушениям в организме  человека.  Поэтому  к  питьевой  воде  по  отдельным  показателям предъявляются теперь очень жесткие требования. В табл.3 приведены нормы ПДК, а также некоторые показатели воды (по данным СЭС).

Как видно из табл. 1 и 2 показатели, полученные нами, немного отличаются от показателей, полученных в СЭСе. Вероятнее всего это можно объяснить тем, что пробы воды нами были взяты из наиболее, на наш взгляд, загрязненных местах, а также несовершенством методов, используемых нами. Но, тем не менее, мы считаем, что, несмотря на положительные результаты анализа питьевой воды в СЭСе, вода, используемая для хозяйственно-питьевых целей не совсем отвечает санитарно-гигиеническим нормам. Поэтому в дальнейшем планируем проводить систематический мониторинг по контролю качества природных вод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

1. Вода. Питьевая. Методы определения содержания хлорид-
ионов.ГОСТ 4245-72

2. Головнер В.Н., Куликова В.Ф. Из опыта практической реализации
межпредметных связей.- Химия в школе.-№4,1997.-с.4-6.

3. Исаев Д.С. Анализ загрязненности воды.- Химия в школе.-№2,2001.-
с.77-80

4. Лыгин.С.А. Источники загрязнения атмосферы: факты и цифры.-
Химия в школе.-№5,2001.-С.22-25

5. Михеев А.В., Пашканг К.В. Охрана природы. Пособие для
учащихся.-М.: Просвещение, 1983

6. НазароваТ.С.,ГрабецкийА.А. Химический эксперимент в школе.- М.:

Просвещение, 1987

7.  Основы экологии и природопользования.-М.: Просвещение, 1995

8. Стполинская Н.С. Экология больших городов и мутационные процессы.- Биология в школе.-№3,1996.-с.45-48 9.

9. Харьковская Н.Л. Анализ воды из природных источников.  Химия в школе- №3,1997.-С.61-63. 10

10. Церцек Н.Ф.  Об экологической обстановке в России.- Химия в школе.

№4,1998.-с.11-14

11. Шустов С.Б., ШустоваЛ.В. Химические основы экологии. М.: Просвещение, 1994