Качество воды характеризует количество химической, микробиологической и радиологической загрязненности. Рассмотрим только некоторые из химических показателей качества воды

Водородный показатель (pH)

Водородный показатель или рН представляет собой логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком, т.е. pH = -log.

Величина рН определяется количественным соотношением в воде ионов Н+ и ОН-, образующихся при диссоциации воды. Если ионы ОН- в воде преобладают - то есть рН>7, то вода будет иметь щелочную реакцию, а при повышенном содержании ионов Н+ - рН<7- кислую. В дистиллированной воде эти ионы будут уравновешивать друг друга и рН будет приблизительно равен 7. При растворении в воде различных химических веществ, как природных, так и антропогенных, этот баланс нарушается, что приводит к изменению уровня рН.

В зависимости от уровня рН воды можно условно разделить на несколько групп:

сильнокислые воды < 3
кислые воды 3 - 5
слабокислые воды 5 - 6.5
нейтральные воды 6.5 - 7.5
слабощелочные воды 7.5 - 8.5
щелочные воды 8.5 - 9.5
сильнощелочные воды > 9.5

В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и многое другое.

Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он не влияет на потребительские качества воды. В речных водах pH обычно находится в пределах 6.5-8.5, в болотах вода кислее за счет гуминовых кислот - там pH 5.5-6.0, в подземных водах pH обычно выше. При высоких уровнях (рН>11) вода приобретает характерную мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Низкий pH<4 тоже может вызывать неприятные ощущения. Влияет pH и на жизнь водных организмов. Для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9.

Жесткость воды

Жесткость воды – связывают с содержанием в ней растворенных солей кальция и магния. Суммарное содержание этих солей называют общей жесткостью. Общая жесткость воды подразделяется на карбонатную, обусловленную концентрацией гидрокарбонатов (и карбонатов при рН 8,3) кальция и магния, и некарбонатную - концентрацию в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот. Поскольку при кипячении воды гидрокарбонаты переходят в карбонаты и выпадают в осадок, карбонатную жесткость называют временной или устранимой. Остающаяся после кипячения жесткость называется постоянной. Результаты определения жесткости воды выражают в мг-экв/дм3. Временная или карбонатная жесткость может доходить до 70-80% общей жесткости воды.

Жесткость воды формируется в результате растворения горных пород, содержащих кальций и магний. Преобладает кальциевая жесткость, обусловленная растворением известняка и мела, однако в районах, где больше доломита, чем известняка, может преобладать и магниевая жесткость.

Анализ воды на жесткость имеет значение в первую очередь для подземных вод разной глубины залегания и для вод поверхностных водотоков, берущих начало из родников. Важно знать жесткость воды в районах, где есть выходы карбонатных пород, в первую очередь известняков.

Высокой жесткостью обладаю морские и океанические воды. Высокая жесткость воды ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая негативное действие на органы пищеварения. Высокая жёсткость способствует образованию мочевых камней, отложению солей. Именно жесткость вызывает образование накипи в чайниках и других устройствах кипячения воды. Жёсткая вода при умывании сушит кожу, в ней плохо образуется пена при использовании мыла.

Величина общей жесткости в питьевой воде по оценкам специалистов не должна превышать 2-3,0 мг-экв/дм3. Особые требования предъявляются к технической воде для различных производств, так как накипь просто выводит дорогостоящую водонагревательную технику из строя, значительно повышает энергозатраты на нагрев воды.

Запах

Химически чистая дистилированная вода лишена вкуса и запаха. Однако в природе такая вода не встречается - она всегда содержит в своем составе растворенные вещества - органические или минеральные. В зависимости от состава и концентрации примесей вода начинает принимать тот или иной привкус или запах.

Причины появления запаха у воды могут быть самыми разными. Это и присутствие в воде биологических частиц - гниющих растений, плесневых грибков, простейших (особенно заметны железистые и сернистые бактерии), и минеральные загрязнители. Сильно ухудшает запах воды антропогенное загрязнение - например, попадание в воду пестицидов, промышленных и бытовых стоков, хлора.

Запах относится к так называемым органолептическим показателям и измеряется без помощи каких-либо приборов. Интенсивность запаха воды определяют экспертным путем при 20оС и 60оС и измеряют в баллах:

Запах не ощущается 0 баллов.

Запах не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании -1 балл.

Запах замечается потребителем, если обратить на это его внимание- 2 балла.

Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде -3 балла.

Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья -4 балла.

Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению- 5 баллов.

Мутность

Мутность воды вызвана присутствием тонкодисперсных взвесей органического и неорганического происхождения.

Взвешенные вещества попадают в воду в результате смыва твердых частичек (глины, песка, ила) верхнего покрова земли дождями или талыми водами во время сезонных паводков, а также в результате размыва русла рек. Как правило, мутность поверхностных вод значительно выше, чем мутность вод подземных. Наименьшая мутность водоемов наблюдается зимой, наибольшая - весной в период паводков и летом, в период дождей и развития мельчайших живых организмов и водорослей, плавающих в воде. В проточной воде мутность, как правило, меньше.

Мутность воды может быть вызвана самыми разнообразными причинами - присутствием карбонатов, гидроксидов алюминия, высокомолекулярных органических примесей гумусового происхождения, появлением фито- и изопланктона, а также окислением соединений железа и марганца кислородом воздуха.

Высокая мутность является признаком наличия в воде неких примесей, возможно токсичных, кроме того, в мутной воде лучше развиваются различные микроорганизмы, в т.ч. патогенные. В России мутность воды определяют фотометрическим путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями. Результат измерений выражают в мг/дм3 при использовании основной стандартной суспензии каолина или в ЕМ/дм3 (единицы мутности на дм3) при использовании основной стандартной суспензии формазина.

Общая минерализация

Общая минерализация - суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот параметр также называют содержанием растворимых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества как правило находятся именно в виде солей. К числу наиболее распространенных относятся неорганические соли (в основном бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и небольшое количество органических веществ, растворимых в воде.

Не стоит путать минерализацию с сухим остатком. Методика определения сухого остатка такова, что летучие органические соединения, растворенные в воде, не учитываются. Общая минерализация и сухой остаток могут отличаться на небольшую величину (как, правило, не более 10%).

Уровень солесодержания в питьевой воде обусловлен качеством воды в природных источниках (которые существенно варьируются в разных геологических регионах вследствие различной растворимости минералов). Вода Подмосковья не отличается особенно высокой минерализацией, хотя в тех водотоках, которые расположены в местах выхода легкорастворимых карбонтных пород, минерализация может повышаться.

В зависимости от минерализации (г/дм3 - г/л) природные воды можно разделить на следующие категории:

Ультрапресные < 0.2
Пресные 0.2 - 0.5
Воды с относительно повышенной минерализацией 0.5 - 1.0
Солоноватые 1.0 - 3.0
Соленые 3 - 10
Воды повышенной солености 10 - 35
Рассолы > 35

Кроме природных факторов, на общую минерализацию воды большое влияние оказывают промышленные сточные воды, городские ливневые стоки (когда соль используется для борьбы с обледенением дорог) и т.п.

Хорошим считается вкус воды при общем солесодержании до 600 мг/л. По органолептическим показаниям ВОЗ рекомендован верхний предел минерализации в 1000 мг/л (т.е до нижней границы солоноватых вод). Минеральные воды с определенным содержанием солей полезны для здоровья только по показаниям врачей в строго ограниченом количестве. Для технической воды нормы минерализации строже, чем для питьевой, так как даже относительно небольшие концентрации солей портят оборудование, оседают на стенках труб и засоряют их.

Окисляемость

Окисляемость - это величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых (при определенных условиях) одним из сильных химических окислителей. Этот показатель отражает общую концентрацию органики в воде. Природа органических веществ может быть самой разной - и гуминовые кислоты почв, и сложная органика растений, и химические соединения антропогенного происхождения. Для определения конкретных соединений используются различные методы.

Различают несколько видов окисляемости воды: перманганатную, бихроматную, иодатную. Наиболее высокая степень окисления достигается бихроматным методом. В практике водоочистки для природных малозагрязненных вод определяют перманганатную окисляемость, а в более загрязненных водах - как правило, бихроматную окисляемость (ХПК - "химическое потребление кислорода").

Перманганатная окисляемость выражается в миллиграммах кислорода, пошедшего на окисление этих веществ, содержащихся в 1 дм3 воды.

Величина окисляемости природных вод может варьироваться в широких пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов О2 на литр воды. Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость по сравнению с подземными. Это понятно - органика из почвы и растительного опада легче попадает в поверхностные воды, чем в грунтовые, чаще всего ограниченные глинистыми водоупорами. Вода равнинных рек как правило имеет окисляемость 5-12 мг О2 /дм3, рек с болотным питанием - десятки миллиграммов на 1 дм3. Подземные воды имеют в среднем окисляемость на уровне от сотых до десятых долей миллиграмма О2 /дм3. Хотя подземные воды в районах нефтегазовых месторождений, и торфяников могут иметь очень высокую окисляемость.

Сухой остаток

Сухой остаток характеризует общее содержание в воде минеральных солей, которое рассчитано суммированием концентрации каждой из них, без учёта летучих органических соединений. Пресной считается вода, имеющая общее солесодержание не более 1 г/л.

Для технической воды нормы минерализации строже, чем для питьевой, так как даже относительно небольшие концентрации солей портят оборудование, оседают на стенках труб и засоряют их.
Неорганические вещества

Алюминий

Алюминий - легкий серебристо-белый металл. Попадает в воду в первую очередь в процессе водоподготовки - в составе коагулянтов. При технологических нарушениях этого процесса может оставаться в воде. Иногда попадает в воду с промышленными стоками. Допустимая концентрация - 0,5 мг/л.

Избыток алюминия в воде приводит к повреждению центральной нервной системы.

Железо

Железо поступает в воду при растворении горных пород. Железо может вымываться из них подземными водами. Повышенное содержание железа наблюдается в болотных водах, в которых оно находится в виде комплексов с солями гуминовых кислот. Насыщенными железом оказываются подземные воды в толщах юрских глин. В глинах много пирита FeS, и железо из него относительно легко переходит в воду.

Содержание железа в поверхностных пресных водах составляет десятые доли миллиграмма. Повышенное содержание железа наблюдается в болотных водах (единицы миллиграмм), где концентрация гумусовых веществ достаточно велика. Наибольшие же концентрации железа (до нескольких десятков миллиграмм в 1 дм3) наблюдаются в подземных водах с низкими значениями и низким содержанием, а в районах залегания сульфатных руд и зонах молодого вулканизма концентрации железа могут достигать даже сотен миллиграмм в 1 л воды. В поверхностных водах средней полосы России содержится от 0,1 до 1 мг/л железа, в подземных водах содержание железа часто превышает 15-20 мг/л.

Значительные количества железа поступают в водоемы со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и с сельскохозяйственными стоками. Очень важен анализ на содержание железа для сточных вод.

Концентрация железа в воде зависит от рН и содержания кислорода в воде. Железо в воде колодцев и скважин может находится как в окисленной, так и в востановленной форме, но при отстаивании воды всегда окисляется и может выпадать в осадок. Много железа растворено в кислых бескислородных подземных водах.

Анализ воды на железо необходим для самых разных типов воды - поверхностных природных вод, приповерхностных и глубинных подземных вод, сточных вод промышленных предприятий.

Содержащая железо вода (особенно подземная) сперва прозрачна и чиста на вид. Однако даже при непродолжительном контакте с кислородом воздуха железо окисляется, придавая воде желтовато-бурую окраску. Уже при концентрациях железа выше 0,3 мг/л такая вода способна вызвать появление ржавых потеков на сантехнике и пятен на белье при стирке. При содержании железа выше 1 мг/л вода становится мутной, окрашивается в желто-бурый цвет, у нее ощущается характерный металлический привкус. Все это делает такую воду практически неприемлемой как для технического, так и для питьевого применения

В небольших количествах железо необходимо организму человека – оно входит в состав гемоглобина и придает крови красный цвет. Но слишком высокие концентрации железа в воде для человека вредны. Содержание железа в воде выше 1-2 мг/дм3 значительно ухудшает органолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус. Раздражающее действие на слизистые и кожу, гемохроматоз, аллергия. Железо увеличивает показатели цветности и мутности воды.

Кадмий

Кадмий - химический элемент II группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева; белый, блестящий, тяжёлый, мягкий, тягучий металл.

В природные воды кадмий поступает при выщелачивании почв, полиметаллических и медных руд, в результате разложения водных организмов, способных его накапливать. ПДК кадмия в питьевой воде для России составляет 0,001 мг/м3, для стран ЕС - 0,005 мг/м3. Соединения кадмия выносятся в поверхностные воды со сточными водами свинцово-цинковых заводов, рудообогатительных фабрик, ряда химических предприятий (производство серной кислоты), гальванического производства, а также с шахтными водами. Понижение концентрации растворенных соединений кадмия происходит за счет процессов сорбции, выпадения в осадок гидроксида и карбоната кадмия и потребления их водными организмами.

Растворенные формы кадмия в природных водах представляют собой главным образом минеральные и органо-минеральные комплексы. Основной взвешенной формой кадмия являются его сорбированные соединения. Значительная часть кадмия может мигрировать в составе клеток гидробионтов.

Избыточное поступление кадмия в организм может приводить к анемии, поражению печени, кардиопатии, эмфиземе легких, остеопорозу, деформации скелета, развитию гипертонии. Наиболее важным в кадмиозе является поражение почек, выражающееся в дисфункции почечных канальцев и клубочков с замедлением канальцевой реабсорбции, протеинурией, глюкозурией, последующими аминоацидурией, фосфатурией. Избыток кадмия вызывает и усиливает дефицит Zn и Se. Воздействие на протяжении продолжительного времени может вызывать поражение почек и легких, ослабление костей.

Симптомы кадмиевого отравления: белок в моче, поражение центральной нервной системы, острые костные боли, дисфункция половых органов. Кадмий влияет на кровяное давление, может служить причиной образования камней в почках (в почках он накапливается особенно интенсивно). Опасность представляют все химические формы кадмия

Калий

Калий - химический элемент I группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева; серебряно-белый, очень лёгкий, мягкий и легкоплавкий металл.

Калий входит в состав полевых шпатов и слюд. На земной поверхности калий, в отличие от натрия, мигрирует слабо. При выветривании горных пород калий частично переходит в воды, но оттуда его быстро захватывают организмы и поглощают глины, поэтому воды рек бедны калием и в океан его поступает много меньше, чем натрия. ПДК калия в питьевой воде для стран ЕС - 12,0 мг/дм3.

Отличительная особенность калия - его способность вызывать усиленное выведение воды из организма. Поэтому пищевые рационы с повышенным содержанием элемента облегчают функционирование сердечно-сосудистой системы при ее недостаточности, обусловливают исчезновение или существенное уменьшение отеков. Дефицит калия в организме ведет к нарушению функции нервно-мышечной (парезы и параличи) и сердечно-сосудистой систем и проявляется депрессией, дискоординацией движений, мышечной гипотонией, гипорефлек-сией, судорогами, артериальной гипотонией, брадикардией, изменениями на ЭКГ, нефритами, энтеритами и др. Суточная потребность в калии 2-3 г.

Кальций

Кальций в природе встречается только в виде соединений. Самые распространенные минералы - диопсид, алюмосиликаты, кальцит, доломит, гипс. Продукты выветривания минералов кальция всегда присутствуют в почве и природных водах. Растворению способствуют микробиологические процессы разложения органических веществ, сопровождающиеся понижением водородного показателя.

Большие количества кальция выносятся со сточными водами силикатной, металлургической, химической промышленности и со стоками сельскохозяйственных предприятий и особенно при использовании кальцийсодержащих минеральных удобрений.
Характерной особенностью кальция является склонность образовывать в поверхностных водах довольно устойчивые пересыщенные растворы СаСО3. Известны достаточно устойчивые комплексные соединения кальция с органическими веществами, содержащимися в воде. В маломинерализованных окрашенных водах до 90-100% ионов кальция могут быть связаны гумусовыми кислотами.

В речных водах содержание кальция редко превышает 1 г/л. Обычно же его концентрация значительно ниже.

Концентрация кальция в поверхностных водах имеет заметные сезонные колебания: весной содержание ионов кальция повышено, что связано с легкостью выщелачивания растворимых солей кальция из поверхностного слоя почв и пород.
Кальций важен для всех форм жизни. В человеческом организме входит в состав костной, мышечной ткани и крови. Масса кальция, содержащегося в организме человека, превышает 1 кг, из них 980 г сосредоточено в составе скелета.

Длительное употребление в пищу воды с повышенным содержанием солей кальция может вызывать у людей мочекаменную болезнь, склероз и гипертонию. Дефицит кальция вызывает деформацию костей у взрослых и рахит у детей.
Жесткие требования предъявляются к содержанию кальция в водах, питающих паросиловые установки, так как в присутствии карбонатов, сульфатов и ряда других анионов кальций образует прочную накипь. Данные о содержании кальция в воде необходимы так же при решении вопросов, связанных с формированием химического состава природных вод, их происхождением, а так же при исследовании карбонатно-кальциевого равновесия.

ПДК кальция составляет 180 мг/л.

Кремний

Кремний - один из самых распространенных на Земле химических элементов. Главный источник соединений кремния в природных водах - процессы химического выветривания и растворения кремнийсодержащих минералов и горных пород. Но кремний отличается малой растворимостью и его в воде, как правило, не много.

Попадает кремний в воду и с промышленными стоками предприятий, производящих керамику, цемент, стекольные изделия, силикатные краски. ПДК кремния - 10 мг/л

Марганец

Марганец - химический элемент VII группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Металл.

Марганец активизирует ряд ферментов, участвует в процессах дыхания, фотосинтеза, влияет на кроветворение и минеральный обмен. Недостаток марганца в почве вызывает у растений некрозы, хлорозы, пятнистости. При недостатке этого элемента в кормах животные отстают в росте и развитии, у них нарушается минеральный обмен, развивается анемия. На почвах, бедных марганцем (карбонатных и переизвесткованных), применяют марганцевые удобрения. ПДК марганца в воде в России - 0,1 мг/дм3. При превышении ПДК марганца отмецают мутагагенное влияние на человека, поражение центральной нервной системы. Особенно опасно при систематическом употреблении такой воды беременными женщинами, в 90 процентов случаях, приводит к врождённым уродствам ребёнка.

Мышьяк

Мышьяк - один из самых известных ядов. Это металл, токсичный для большинства живых существ. Его ПДК в воде - 0,05 мг/л. При отравлении мышьяком поражается центральная и периферическая нервная система, кожа, периферическая сосудистая система.

Неорганический мышьяк более опасен, чем органический, трехвалентный более опасен, чем пятивалентный. Главным источником мышьяка в воде являются промышленные стоки.

Натрий

Натрий является одним из главных компонентов химического состава природных вод, определяющих их тип.

Основным источником поступления натрия в поверхностные воды суши являются изверженные и осадочные породы и самородные растворимые хлористые, сернокислые и углекислые соли натрия. Большое значение имеют и биологические процессы, в результате которых образуются растворимые соединения натрия. Кроме того, натрий поступает в природные воды с хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами и с водами, сбрасываемыми с орошаемых полей.

В поверхностных водах натрий мигрирует преимущественно в растворенном состоянии. Концентрация его в речных водах колеблется от 0,6 до 300 мг/л в зависимости от физико-географических условий и геологических особенностей водных объектов. В поземных водах концентрация натрия колеблется в широких пределах - от миллиграммов до десятков граммов в 1 литре. Это определяется глубиной залегания подземных вод и другими условиями гидрогеологической обстановки.

Биологическая роль натрия крайне важна для большинства форм жизни на Земле, включая человека. Организм человека содержит около 100 г натрия. Ионы натрия активируют ферментативный обмен в организме человека. Избыточное содержание натрия в воде и пище приводит к гипертензии и гипертонии.

ПДК калия составляет 50 мг/л.

Никель

Никель - химический элемент первой триады VIII группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева; серебристо-белый металл, ковкий и пластичный.

На Земле никель почти всегда встречается совместно с кобальтом и главным образом в виде смеси соединений никеля с кобальтом и мышьяком (купферникель), с мышьяком и серой (никелевый блеск), с железом, медью и серой (пентландит) и другими элементами. Промышленные месторождения никеля (сульфидные руды) обычно сложены минералами никеля и меди. В биосфере никель - сравнительно слабый мигрант. Его относительно мало в поверхностных водах, в живом веществе. ПДК никеля в питьевой воде в России составляет О,1 мг/л, в странах ЕС - 0,05 мг/л.

Никель - необходимый микроэлемент в организме человека, в частности для регуляции обмена ДНК. Однако его поступление в избыточных количествах может представлять опасность для здоровья. Он поражает кровь и желудочно-кишечный тракт.

Ртуть

Ртуть - в обычных условиях - жидкий, летучий металл. Очень опасное и токсичное вещество. ПДК ртути в воде - всего 0,0005 мг/л.

Ртуть поражает центральную нервную систему, особенно у детей, кровь, почки, вызывает нарушение репродуктивной функции. Особенно опасна метилртуть - металл-органическое соединение, образующиеся в воде при наличии ртути. Метилртуть очень легко всасывается тканями организма и очень долго из него выводится.

Практически все загрязнение воды ртутью имеет искусственное происхождение - ртуть попадает в природные водотоки из сточных вод промышленных производств.

Свинец

Свинец - химический элемент IV группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева; тяжёлый металл голубовато-серого цвета, очень пластичный, мягкий.

Концентрация свинца в природных водах обычно не превышает 10 мкг/л, что обусловлено его осаждением и комплексообразованием с органическими и неорганическими лигандами; интенсивность этих процессов во многом зависит от рН. ПДК свинца в питьевой воде составляет: для стран ЕС - 0,05 мг/дм3, для России - 0,03 мг/дм3.

Анализ воды на свинец важен для поверхностных вод питьевых и сточных вод. Необходимо проверить воду на содержание свинца, если есть подозрения в попадании в водоток промышленных стоков.

Растения поглощают свинец из почвы, воды и атмосферных осадков. В организм человека свинец попадает с пищей (около 0,22 мг), водой (0,1 мг), пылью (0,08 мг).

Для всех регионов Украины свинец - основной антропогенный токсичный элемент из группы тяжелых металлов, что связано с высоким индустриальным загрязнением и выбросами автомобильного транспорта, работающего на этилированном бензине. Свинец накапливается в теле, костях и поверхностных тканях. Свинец влияет на почки, печень, нервную систему и органы кровообразования. Пожилые и дети особенно чувствительны даже к низким дозам свинца.

Цинк

Цинк содержится в воде в виде солей и органических соединений. При больших концентрациях он придает воде вяжущий привкус. Цинк может нарушать обмен веществ, особенно сильно он нарушает метаболизм железа и меди в организме.

Цинк попадает в воду с промышленными стоками, вымывается из оцинкованных труб и иных коммуникаций, может накапливаться и поступать в воду из ионообменных фильтров.

Фтор

Круговорот фтора в природе охватывает литосферу, гидросферу, атмосферу и биосферу. Фтор обнаруживается в поверхностных, грунтовых, морских и даже метеорных водах.

Питьевая вода с концентрацией фтора более 0,2 мг/л является основным источником его поступления в организм. Воды поверхностных источников характеризуются преимущественно низким содержанием фтора (0,3-0,4 мг/л). Высокие содержания фтора в поверхностных водах являются следствием сброса промышленных фторсодержащих сточных вод или контакта вод с почвами, богатыми соединениями фтора. Максимальные концентрации фтора (5-27 мг/л и более) определяют в артезианских и минеральных водах, контактирующих с фторсодержащими водовмещающими породами.
Неорганические соединения

Аммоний

Аммоний-ион (NH4+) - в природных водах накапливается при растворении в воде газа - аммиака (NH3), образующегося при биохимическом распаде азотсодержащих органических соединений. Растворенный аммиак поступает в водоём с поверхностным и подземным стоком, атмосферными осадками, а также со сточными водами. В природе образуется при разложении азотсодержащих органических соединений. Является загрязнителем как природных, так и промышленных вод. Аммиак присутствует в стоках животноводческих комплексов и некоторых промышленных производств. Может попадать в воду при технологических нарушения процесса аммонизации - обработки питьевой воды аммиаком за несколько секунд до хлорирования для обеспечения более длительного обеззараживающего эффекта. Как правило, концнентрации аммиака в воде не достигают опасных значений, но он вступает в реакцию с другими соединениями, в результате чего возникают более токсичные вещества.

Наличие иона аммония и нитритов в концентрациях, превышающих фоновые значения, указывает на свежее загрязнение и близость источника загрязнения (коммунальные очистные сооружения, отстойники промышленных отходов, животноводческие фермы, скопления навоза, азотных удобрений, поселения и др.).

Сероводород

Сероводород - H2S - довольно распространенный загрязнитель воды. Он образуется при гниении органики. Значительные объемы сероводорода выделяются на поверхность в вулканических районах, но для нашей местности этот путь значения не имеет. У нас в поверхностных и подземных водотоках сероводород выделяется при разложении органических соединений. Особенно много сероводорода может быть в придонных слоях воды или в подземных водах - в условиях дефицита кислорода.

В присутствии кислорода сероводород быстро окисляется. Для его накопления нужны восстановительные условия.

Сероводород может поступать в водотоки со стоками химических, пищевых, целлюлозных производств, с городской канализацией.

Сероводород не только токсичен, он имеет резкий неприятный запах (запах тухлых яиц), который резко ухудшает органолептические свойства воды, делая ее непригодной для питьевого водоснабжения. Появление сероводорода в придонных слоях служит признаком острого дефицита кислорода и развития заморных явлений в водоеме.

Сульфаты

Сульфаты присутствуют практически во всех поверхностных водах. Главным естественным источником сульфатов являются процессы химического выветривания и растворения серосодержащих минералов, в основном гипса, а также окисления сульфидов и серы. Значительные количества сульфатов поступают в водоемы в процессе отмирания живых организмов, окисления наземных и водных веществ растительного и животного происхождения.

Из антропогенных источников сульфатов в первую очередь надо упомянуть шахтные воды и в промышленные стоки производств, в которых используется серная кислота. Сульфаты выносятся также со сточными водами коммунального хозяйства и сельскохозяйственного производства.

Сульфаты участвуют в круговороте серы. При отсутствии кислорода под действием бактерий они восстанавливаются до сероводорода и сульфидов, которые при появлении в природной воде кислорода снова окисляются до сульфатов. Растения и бактерии извлекают растворенные в воде сульфаты для построения белкового вещества. После отмирания живых клеток в процессе разложения сера протеинов выделяется в виде сероводорода, легко окисляемого до сульфатов в присутствии кислорода.

Повышенные содержания сульфатов ухудшают органолептические свойства воды и оказывают физиологическое воздействие на организм человека – они обладают слабительными свойствами.

Сульфаты в присутствии кальция способны образовывать накипь, так что их содержание строго регламентируется и в технических водах.

Нитраты

Загрязнение воды нитратами может быть обусловлено как природными, так и антропогенными причинами. В результате деятельности бактерий в водоемах аммонийные ионы могут переходить в нитрат-ионы, кроме того, во время гроз некоторое количество нитратов возникает при электрических разрядах – молниях.

Основными антропогенными источниками поступления нитратов в воду являются сброс хозяйственно-бытовых сточных вод и сток с полей, на которых применяются нитратные удобрения.

Наибольшие концентрации нитратов обнаруживаются в поверхностных и приповерхностных подземных водах, наименьшие – в глубоких скважинах. Очень важно проверять на содержание нитратов воду из колодцев, родников, водопроводную воду, особенно в районах с развитым сельским хозяйством.
Повышенное содержание нитратов в поверхностных водоемах ведет к их зарастанию, азот, как биогенный элемент, способствует росту водорослей и бактерий. Это называется процессом эвтрофикации. Процесс этот весьма опасен для водоемов, так как последующее разложение биомассы растений израсходует весь кислород в воде, что, в свою очередь, приведет к гибели фауны водоема.

Опасны нитраты и для человека. Различают первичную токсичность собственно нитрат-иона; вторичную, связанную с образованием нитрит-иона, и третичную, обусловленную образованием из нитритов и аминов нитрозаминов. Смертельная доза нитратов для человека составляет 8-15 г. При длительном употреблении питьевой воды и пищевых продуктов, содержащих значительные количества нитратов, возрастает концентрация метгемоглобина в крови. Снижается способность крови к переносу кислорода, что ведет к неблагоприятным последствиям для организма.

Нитриты

Нитриты - промежуточная ступень в цепи бактериальных процессов окисления аммония до нитратов или, напротив, восстановления нитратов до азота и аммиака. Подобные окислительно-восстановительные реакции характерны для станций аэрации, систем водоснабжения и природных вод. Наибольшие концентрации нитритов в воде наблюдается летом, что связано с деятельностью некоторых микроорганизмов и водорослей.

Анализ воды на нитриты делается для вод поверхностных и приповерхностных водотоков.

Нитриты могут применяться в промышленности как консерванты и ингибиторы коррозии. В сточных водах они могут попадать в открытые водотоки.

Повышенное содержание нитритов указывает на усиление процессов разложения органических веществ в условиях медленного окисления NO2- в NO3-, это указывает на загрязнение водоема. Содержание нитритов является важным санитарным показателем.

Хлориды

Почти все природные воды, дождевая вода, сточные воды содержат хлорид-ионы. Их концентрации меняются в широких пределах от нескольких миллиграммов на литр до довольно высоких концентраций в морской воде. Присутствие хлоридов объясняется присутствием в породах наиболее распространенной на Земле соли – хлорида натрия. Повышенное содержание хлоридов объясняется загрязнением водоема сточными водами.

Свободный хлор (свободный активный хлор) – хлор, присутствующий в воде в виде хлорноватистой кислоты, иона гипохлорита ил растворенного элементарного хлора.

Связанный хлор – часть общего хлора, присутствующая в воде в виде хлораминов или органических хлораминов.

Общий хлор (общий остаточный хлор) – хлор, присутствующий в воде в виде свободного хлора или связанного хлора или обоих вместе.
Органические соединения

Бензол

Бензол является одним из самых неприятных органических загрязнителей воды. Его допустимая концентрация составляет 0,01 мг/л. Как правило, загрязнение воды бензолом имеет промышленное происхождение. Он попадает в воду в стоках химических производств, при добыче нефти и угля.

Бензол поражает центральную нервную систему, кровь (может способствовать развитию лейкемии), печень, надпочечники. Кроме того, бензол может вступать в реакцию с другими веществами с образование других токсичных соединений. При реакции с хлором могут образовываться диоксины.

Фенол

Фенолы представляют собой производные бензола с одной или нескольким гидроксильными группами. Их принято делить на две группы - летучие с паром фенолы (фенол, крезолы, ксиленолы, гваякол, тимол) и нелетучие фенолы (резорцин, пирокатехин, гидрохинон, пирогаллол и другие многоатомные фенолы).

Фенолы в естественных условиях образуются в процессах метаболизма водных организмов, при биохимическом распаде и трансформации органических веществ, протекающих как в водной толще, так и в донных отложениях.

Фенолы являются одним из наиболее распространенных загрязнителей, поступающих в поверхностные воды со стоками предприятий нефтеперерабатывающей, сланцеперерабатывающей, лесохимической, коксохимической, анилинокрасочной промышленности и др. В сточных водах этих предприятий содержание фенолов может превосходить 10-20 г/дм3 при весьма разнообразных сочетаниях. В поверхностных водах фенолы могут находиться в растворенном состоянии в виде фенолятов, фенолят-ионов и свободных фенолов. Фенолы в водах могут вступать в реакции конденсации и полимеризации, образуя сложные гумусоподобные и другие довольно устойчивые соединения. В условиях природных водоемов процессы адсорбции фенолов донными отложениями и взвесями играют незначительную роль.

В незагрязненных или слабозагрязненных речных водах содержание фенолов обычно не превышает 20 мкг/дм3. Превышение естественного фона может служить указанием на загрязнение водоемов. В загрязненных фенолами природных водах содержание их может достигать десятков и даже сотен микрограммов в 1 л. ПДК фенолов в воде для России составляет 0,001 мг/дм3.

Анализ воды на фенол важен для природных и сточных вод. Необходимо проверять воду на содержание фенола если есть подозрение в загрязнении водотоков промышленными стоками.

Фенолы - соединения нестойкие и подвергаются биохимическому и химическому окислению. Многоатомные фенолы разрушаются в основном путем химического окисления.

Однако при обработке хлором воды, содержащей примеси фенола, могут образовываться очень опасные органические токсиканты - диоксины.

Концентрация фенолов в поверхностных водах подвержена сезонным изменениям. В летний период содержание фенолов падает (с ростом температуры увеличивается скорость распада). Спуск в водоемы и водотоки фенольных вод резко ухудшает их общее санитарное состояние, оказывая влияние на живые организмы не только своей токсичностью, но и значительным изменением режима биогенных элементов и растворенных газов (кислорода, углекислого газа). В результате хлорирования воды, содержащей фенолы, образуются устойчивые соединения хлорфенолов, малейшие следы которых (0,1 мкг/дм3) придают воде характерный привкус.

Формальдегид

Формальдегид - CH2O - органическое соединение. Другое его название - муравьиный альдегид.

Основным источником загрязнения вод формальдегидом является антропогенная деятельность. Сточные воды, использование в водоснабжении материалов из некачественных полимеров, аварийные сбросы - все это приводит к попаданию формальдегида в воду. Он содержится в сточных водах производств органического синтеза, пластмасс, лаков, красок, предприятий кожевенной, текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности.

В природных водах формальдегид довольно быстро разлагается с помощью микроорганизмов.

Формальдегид поражает центральную нервную систему, легкие, печень, почки, органы зрения. Формальдегид является канцерогеном. Его ПДК в воде - 0,05 мг/л

В Рязанской области отмечено 20 районов из 25 имеющихся, где превышена предельно допустимая концентрация вредных химических элементов. Самая чистая вода, по мнению составителей карты, течет на юге нашего региона - в Александро-Невском, Сапожковском, Сараевском, Ухоловском и Пронском районах.

«Железные» рязанцы

В Рязани пробы воды показали наличие микробов, способных вызвать острые кишечные инфекции.

Это может быть связано с фекальным загрязнением, например, сбросом канализации в воду, или с другими причинами, приводящими к тому, что вода оказывается загрязнена микробами, - отмечают исследователи.

В рязанской воде также почти в 5 раз превышена концентрация железа (1.4350 мг/л). От «железной» воды у рязанцев повышается риск развития болезней пищеварительной системы, крови, кожи, снижается иммунитет и выпадают волосы.

Чтобы обеззаразить воду от микробов, специалисты рекомендуют пить только кипяченую. Для очистки также советуют использовать фильтр-кувшин со специальным картриджем для удаления бактерий (со 100% защитой), фильтрующую систему с отдельным краном на основе обратного осмоса или ультрафильтрации. Важно, что на упаковке фильтра или сменного картриджа должна быть специальная пометка «100% защита от бактерий», или «Фильтр обратного осмоса», или «В составе фильтра используется метод ультрафильтрации».

Бор, фтор, свинец…

В Захаровском районе вода тоже грешит концентрацией железа в 3,5 раза выше нормы. В Касимовском районе помимо микробного загрязнения в воде почти в 4 раза превышена концентрация свинца. В самом Касимове вода может вызвать острые кишечные инфекции из-за неудовлетворительных бактериологических проб. Наличие в воде вредных бактерий повышает также риск развития болезней пищеварительной системы. Значительно превышены бактериологические пробы воды в Милославском районе. Микробное загрязнение воды присутствует и в Пителинском районе.

В Рыбновском районе помимо микробного загрязнения воды обнаружено превышение ПДК железа в 4 раза, фтора - в 2 раза, свинца - в 1,5 раза, бора - в 1,16 раз. К тому же, жесткость воды - более 10 мг/экв/л при номе в 7мг/экв/л. Все это грозит бесплодием и внутриутробными уродствами у плода, раком, развитием болезней пищеварительной системы, крови, нервной и эндокринной систем, почек, зубов и костей, кожи, снижает иммунитет и способствует выпадению волос.

В Рязанском районе помимо микробного загрязнения превышено в 5 раз содержание железа в воде и в 2 раза – фтора.

В Скопине помимо микробного загрязнения, в воде почти в 5 раз превышено содержание железа и в 1,15 раз – свинца. Концентрация свинца также в 5 раз выше нормы найдена в воде Старожиловского района. Чуть меньше свинца найдено в воде Скопинского района (в 1,11 раз), где также выше нормы содержатся микробы и железо (в 1,16 раз выше нормы).

В Спасском районе предельно допустимая концентрация бора и фтора в воде почти в 2 раза выше нормы. Те же элементы превышены в воде Чучковского и Шиловского районов, плюс живительная влага там загрязнена микробами. В 4 раза содержание бора превышено в воде Шацкого района, а фтора - в 3 раза. В 2 раза выше нормы содержится бор в воде Сасовского района, которая также загрязнена микробами. Также в 2 раза выше нормы бора в воде Ряжского района. В Путятинском районе в воде превышено в 1,03 раз содержание железа. В воде Михайловского района обнаружено микробное загрязнение, а также в 2,5 раза превышена предельно допустимая концентрация железа. В Кораблинском районе в воде превышена предельно допустимая концентрация железа (в 4 раза выше нормы) и свинца (в 1,5 раза).

В воде в Ермишинского района помимо микробного загрязнения, в 3,5 раза превышено содержание бора, и в 2 раза выше нормы содержится фтора, и 1.61 раз – железа. В Клепиковском районе также вода загрязнена микробами, и превышена предельно допустимая концентрация фтора в 2 раза, железа – в 0.5 раз, бора – почти в 2 раза, свинца – в 1.33 раз выше нормы. Кроме того, вода в этом районе повышенной жесткости. В Кадомском районе в воде помимо микробного загрязнения в 4,5 раза превышено содержание бора и в 3 раза - железа и фтора.

КСТАТИ

Снизить концентрацию бора в воде поможет фильтрующая система с отдельным краном на основе обратного осмоса. Для снижения свинца в воде используют фильтры-кувшины, насадки, систему с отдельным краном. На упаковке фильтра должна быть специальная пометка «Очистка воды от тяжелых металлов», или «В составе фильтра используется ионообменная смола», или «Фильтр на основе ионного обмена».

Для смягчения воды применяются фильтры-кувшины со специальным картриджем для очистки жесткой воды, а также фильтрующая система с отдельным краном в комплектации, предназначенной для снижения жесткости воды. На упаковке фильтра должна быть специальная пометка «Для очистки жесткой воды» или «Снижение жесткости воды».

Свинец - один из важнейших видов минерального сырья и в то же время - глобальный загрязнитель окружающей среды. В природе самородный металл встречается редко, однако содержится в большом количестве минеральных отложений и руд.

Как свинец попадает в воду?

В естественные водоёмы соединения свинца попадают с атмосферными осадками, из-за вымывания пород и почв. Но самый большой вклад в загрязнение водных источников вносит деятельность человека. Огромное количество свинца поступает в воду со стоками промышленных и горно-обогатительных предприятий. Использование тетраэтиленсвинца в автомобильном топливе, бытовые отходы, сжигание угля - так же одни из самых распространённых способов попадания тяжёлых металлов в грунтовые и открытые воды.

Нередки случаи присутствия свинца в централизованном водоснабжении. Во многих домах старого образца ещё остались свинцовые трубы или элементы трубопровода, частицы которых в процессе коррозии их поверхности попадают прямиком в квартиры.

Чем опасен свинец в воде?

По требованиям СанПин концентрация соединений свинца в питьевой воде не должна превышать 0,03 мг/л. Однако это вещество крайне токсично и имеет свойство накапливаться в организме, что при регулярном употреблении даже микроскопических доз способно вызывать тяжёлые отравления как в острой, так и в хронической формах.

Первые симптомы интоксикации свинцом - бессонница, вялость, слабость в конечностях, головные боли, раздражительность, головокружение, тошнота, депрессия, потеря аппетита и прочие. Если вовремя не обратиться к врачу, то симптомы только усиливаются и появляются новые, такие как нарушение координации движений, речи, судороги и боли в мышцах. Более тяжёлые формы интоксикации могут привести к коме и даже смерти.

В хронических формах отравление свинцовыми соединениями может спровоцировать такие заболевания как энцефалопатия (повреждение коры головного мозга), железодефицитная анемия и кислородное голодание тканей, нефропатия (поражение почечных канальцев), первичное бесплодие. Этот опасный металл имеет свойство блокировать выработку организмом витамина Д и усвоение кальция из пищи. Скапливаясь, главным образом в костной ткани, он становится причиной ломкости костей и порчи зубов, волос и ногтей.

Особую опасность свинец в воде представляет для маленьких детей и беременных женщин. Исследования подтверждают, что он отрицательно воздействует на умственные способности ребёнка и нормальное развитие плода.

Очистка питьевой воды от ядовитых веществ очень важна для здоровья и жизни человека. Концентрацию свинца можно определить проведя

Для чего нужна карта качества (анализов) воды. Разновидности источников водоснабжения населённых пунктов. Факторы, влияющие на качество и состав природных вод. Регламентирующие документы для оценки показателей питьевой воды. Предельно-допустимые показатели по органолептическим и токсикологическим свойствам воды. Что показывает и как пользоваться картой анализов. Карта качества (анализов) воды Российской Федерации поможет вам узнать, насколько чистая и качественная вода в вашем регионе, какие микроэлементы в ней преобладают, карта даст полные сведения о жёсткости и составе воды.

Основные источники водозаборов

Качество вашей водопроводной воды зависит от климатических и геологических особенностей вашего региона, ведь забор воды для нужд водоснабжения населения выполняется из источников природных вод.

Все поверхностные воды можно разделить на водоёмы озёрного типа, речные бассейны, болотистые образования и морские водоёмы. Забор воды для системы водоснабжения может выполняться из рек, озёр, а также из подземных скоплений воды (артезианских скважин, колодцев).

Прежде чем сделать выводы о пригодности воды из какого-либо водного объекта для использования в хозяйственных и бытовых целях, необходимо провести её химический анализ, который позволит выявить наличие всевозможных микроорганизмов и элементов в составе, а также сделать выводы об их влиянии на здоровье человека.

Как вы уже поняли, качество питьевой воды в вашем регионе напрямую связано с качеством и особенностями поверхностных вод суши или глубинных источников, из которых происходит забор воды для системы водоснабжения населённого пункта. В свою очередь качество природных вод может зависеть от таких факторов:

• Рельефа местности. При прохождении водой препятствий она насыщается кислородом.
• Наличия той или иной растительности по берегам водоёма. Большое количество опавшей листвы в водоёме способствует повышенному уровню ионообменных смол.
• Состава грунтов. Так, если грунты содержат много известняковых пород, то вода в водоёмах будет прозрачной, но с высокой жёсткостью. А грунты с большим содержанием плотных непроницаемых пород дают мягкую воду высокой мутности.
• Количества солнечного света. Чем его больше, тем благоприятней среда для развития различных микроорганизмов в воде. Сюда входя не только бактерии и грибы, но и представители водной флоры и фауны.
• Всевозможные природные катаклизмы могут приводить к резкому изменению состава и качества воды.
• Объёмы и частота осадков также влияют на характеристики водной среды.
• Производственная и хозяйственная деятельность человека оказывает воздействие на состав и качество питьевой воды. Например, выбросы с некоторых заводов могут попадать с осадками в природные воды, вызывая их загрязнение частицами азота или серы.
• Но не стоит забывать и об общей экологической ситуации в регионе.

Качество воды

Конечно, карта анализов воды содержит все данные о химическом составе вод в вашем регионе. Но понять их без знания нормативов качества воды очень сложно. Для оценки качества питьевой воды используются следующие действующие на территории России нормативные документы: ГОСТ 2874-82 и СанПиН 2.1.4.1074-01.

1. Органолептические нормы питьевой воды описывают допустимые показатели по цветности, вкусовым качествам, прозрачности и запаху жидкости. Некоторые из них оцениваются по 5-ти бальной шкале, для оценки других используется градусная мера или объём на литр. Чтобы вы могли самостоятельно сделать выводы о качестве воды в вашем регионе, мы приводим таблицу норм по органолептическим характеристикам питьевой воды:

Верхний предел по мутности и цветности воды считается нормой только в паводковый период. Всё остальное время предельно-допустимым значением считается первое число.

1. Токсикологические нормы питьевой воды позволяют регулировать уровень содержания вредных для человеческого организма компонентов. Так, в действующих нормативных документах указывается их предельно-допустимая концентрация, при которой человеку не может быть нанесён вред при условии, что такую воду он будет пить на протяжении всей жизни. Для анализа качества воды по токсикологическим характеристикам можно использовать таблицу допустимых показателей:

Карта качества воды

Для составления данной карты взяты пробы воды из различных источников водоснабжения населённых пунктов, а именно рек, озёр, родников, колодцев, скважин и т.п. После проведения всех необходимых анализов в аккредитованной лаборатории данные были нанесены на карту.

Как пользоваться он-лайн картой http://www.watermap.ru/map в сети:

• Вы можете посмотреть результаты анализов по всем проверяемым параметрам.
• Для каждой пробы отдельно указан источник, откуда бралась вода, с точными координатами. Благодаря этому вы можете без труда найти ближе всего расположенный к вам источник чистой питьевой воды.
• Все источники на карте окрашены в один из трёх цветов: красный, зелёный или жёлтый. Выбор расцветки происходит автоматически в зависимости от результатов анализов и соответствия или превышения ПДК показателей по данному источнику.

Расшифровка цветов:

• зелёный цвет говорит о том, что анализируемые показатели находятся ниже на 30% от верхнего предела нормы;
• жёлтый цвет указывает на то, что один или несколько анализируемых значений достигают верхнего порога нормы;
• красный цвет говорит о превышении одними или несколькими показателя верхнего допустимого порога.

Всегда ли мы отдаем себе отчет в том, что значит для нас вода - эта бесцветная, без запаха и вкуса жидкость? Учеными давно обнаружена прямая связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни человека. Вы задумывались над тем, какую воду пьете каждый день? Большинство из нас, несмотря на предостережения врачей, предпочитают водопроводную - прошедшую несколько уровней очистки и поступившую по трубам в кран.
По данным лаборатории питьевого водоснабжения НИИ экологии человека и окружающей среды РАМН, 90% водопроводных сетей подают в дома воду, не отвечающую санитарным нормам. Главная причина наличия в водопроводной воде вредных для здоровья нитратов, пестицидов, нефтепродуктов и солей тяжелых металлов - это катастрофическое состояние водопроводных систем.
По данным Госсанэпиднадзора, очень низкое качество питьевой воды в Бурятии, в Приморском крае, в Архангельской, Калининградской, Томской, Кемеровской, Курганской, Ярославской областях.
При централизованном водоснабжении законодательно определено, что вода, поступающая к потребителю, должна быть безопасной для здоровья; при этом подразумевается, что содержание вредных веществ в воде не должно превышать предельно допустимых концентраций. Соединения свинца остаются одним из важнейших факторов загрязнения водопроводной воды. Основным источником являются водопроводные трубы и свинцовый припой, при соединении труб. Хотя во многих странах уже давно запретили промышленный выпуск труб, содержащих свинец. В действительности, производители применяют свинцовый припой и в настоящее время. В результате употребления этих материалов и появляется в питьевой воде свинец.
Свинец не имеет ни вкуса, ни запаха, определить, есть ли он в питьевой воде, можно, проведя химический анализ. Хотя, зрительно, можно обойтись и без него: посмотрев на свои водопроводные трубы, вы сами, без труда, сможете определить, стоит ли вам опасаться за свое здоровье. Если трубы серые на вид и их можно легко поцарапать острым предметом - это свинец, и естественная коррозия, происходящая в водопроводе, обязательно приведет к попаданию его в питьевую воду. Вода с повышенным содержанием свинца может вызывать острые или хронические отравления у человека.
В связи с этим актуальными являются исследования качества водопроводной воды, которая может оказывать на здоровье людей не только положительное, но и отрицательное влияние. Тема представляется нам интересной, потому что вода, которую мы пьем, оказывает большое влияние на здоровье. И хотелось быть уверенными в том, что домашняя вода не причинит вреда здоровью нашим семьям и друзьям.
Существует значительное количество литературы, посвящённой данной теме. Наиболее подробно представлен материал по требованиям к качеству питьевой водопроводной воды и влиянию её состава на здоровье человека в книге Ицковой А.И. «Наш быт глазами врача». Серьезное исследование, посвященное проблеме качества питьевой воды, отражено в материалах книги Михаила Ахманова «Вода, которую мы пьем». Автор уделяет особое внимание способам очистки воды в домашних условиях, оценивает эффективность и полезность фильтров, предлагаемых отечественными и зарубежными фирмами. Работая над книгой, исследователь собрал сведения о качестве питьевой воды в разных регионах России, получил консультации ведущих специалистов. Данный материал мы считаем особенно интересным и познавательным, рекомендуем его для прочтения всем, кого заботит собственное здоровье.

Новизна: Выявление особенностей содержания свинца в водопроводной питьевой воде на здоровье человека

Цель: Исследование влияния свинца в водопроводной воде на здоровье человека.

Задачи:
найти в источниках информации и проанализировать данные о том, какое влияние оказывает содержание свинца в водопроводной воде на здоровье человека;
изучив литературные источники, подобрать методику обнаружения свинца в водопроводной воде, провести исследование;
провести опрос одноклассников и друзей о знаниях состава питьевой воды и влиянии его на наше здоровье;
разработать рекомендации по улучшению воды в домашних условиях доступными способами, проинформировать друзей и одноклассников.

Объект исследования: водопроводная вода водоканала центрального района города Киселевска.

Предмет исследования: содержание свинца в водопроводной воде.

Гипотеза: Предположим, что изучение влияния свинца в водопроводной воде на здоровье будет эффективным, если изучить современные литературные и интернет источники, посвященные этой проблеме, подобрать для исследования доступную методику выявления свинца в водопроводной воде, разработать рекомендации по улучшению воды в домашних условиях, проинформировать одноклассников.

Методы исследования: анализ литературных и информационных источников, cоциологический опрос, наблюдение, анализ, эксперимент (исследование состава питьевой воды по выбранным методикам), интервью, самоанализ.

Практическая значимость: Результаты нашей деятельности позволят получить информацию о состоянии качества водопроводной воды по вопросу содержания примесей свинца. Материалы и результаты работы могут быть использованы на внеклассных занятиях по экологии, а так же для информирования учащихся и их родителей.

Место проведения исследования: Центральный район г. Киселевска

Обзор литературы
В ходе выполнения исследовательской работы, был проведен обзор литературы по теме исследования, изучено влияние качества питьевой воды на здоровье, нормативы качества питьевой воды
Мы выяснили, что соединения свинца в водопроводной воде остаются одним из важнейших факторов вредного воздействия на здоровье человека. Одним из основных источников являются старые водопроводные трубы. Свинец - тяжелый металл, способный накапливаться в организме человека и приводить к тяжелым отравлениям, предельно допустимая величина которого, в воде не должна превышать 0,01 - 0,03 мг/л. В природе свинец встречается в виде различных соединений, наиболее важное из которых свинцовый блеск PbS. Распространенность свинца в земной коре составляет 0,0016 вес. %.
Свинец представляет собой голубовато-белый тяжелый металл плотностью 11,344 г/см3. Он очень мягок, легко режется ножом. Температура плавления свинца 327,3 оС. На воздухе свинец быстро покрывается тонким слоем окисла, защищающим его от дальнейшего окисления.
Министерство по охране окружающей среды установило максимально допустимый уровень содержания свинца в питьевой воде в размере 15 частей на миллиард.
Особенно он опасен для детей. По данным статистики, около 4 миллионов детей в мире страдают последствиями отравления свинцом. Его токсическое действие связано с подавлением воспроизводства гемоглобина и дезактивацией энзимов в головном мозгу и нервной системе. В зависимости от концентрации свинца в организме это приводит к патологии разной степени тяжести.
Источники попадания свинца (Pb) в водопроводную воду:
- старые водопроводные трубы;
- свинец, содержащийся в, переходниках водопроводных труб
- свинцовые спайки швов для труб;
- «мягкие» припои (самый известный - «третник» - сплав свинца с оловом) - способ соединения труб между собой;
- свинец, растворенный в природной воде; свинец загрязнителей, попадающих в природную воду различными путями (например, бензин);
Постоянное попадание в организм малых доз свинца опасно, так как этот металл имеет свойство накапливаться в органах и тканях, вызывая хронические отравления. Практически нет органов, в которых свинец не накапливался бы, но больше всего он оседает в ногтях, волосах и деснах. Следы отравления начинают проявляться, когда количество свинца превышает 40-60 мг/100 мл. При этом поражается периферическая нервная система, печень и почки.
Свинец оказывает губительное влияние на красные кровяные тельца, поэтому длительное употребление воды даже с малыми дозами содержания свинца, через некоторое время может привести к анемии, так как красные кровяные тельца теряют свою способность переносить кислород.
Кроме того, свинец блокирует поступление в организм витамина D, который способствует накоплению кальция в костях. Особенно опасно употребление воды с содержанием свинца маленьким детям и беременным женщинам. У последних может возникнуть угроза преждевременных родов или уродств у плода.
Для обнаружения свинца мы искали методику, основанную на цветной реакции - качественный анализ. Основной критерий отбора - методика проста в исполнении, и могла быть выполнена в условиях школьной лаборатории.

Методика исследования
В большинстве современных домов устанавливаются неметаллические трубы, но все же еще остается множество домов, в которых установлены старые трубы, что является причиной повышения уровня свинца в воде. Мероприятия, проводимые за последние годы различными структурами, позволили значительно уменьшить содержание свинца в воде. Но металлические краны и трубы, соединяющие дома с магистральной водопроводной трубой, и домашние краны иногда все-таки обостряют эту проблему. Вода, задерживающаяся в трубах и кранах на протяжении нескольких часов, вбирает в себя частицы свинца, которые образуются в результате коррозии самой трубы или швов на ней.
Не существует более точного способа определить уровень содержания свинца в вашей питьевой воде, кроме как проверить ее химический состав.
На основе литературных данных выбран наиболее удобный и оптимальный метод определения свинца в водопроводной воде.
Мы воспользовались методикой лабораторной работы, которая доступна для проведения опыта в школьной лаборатории (методика позаимствована из зарубежного опыта преподавания химии).
Предлагаемый метод обнаружения свинца основан на цветной реакции, в результате которой образуется осадок иодида свинца.
Если осадок не выпадает и вода не меняет цвет, значит, водопроводная вода не содержит свинец в ощутимых количествах. Чувствительность метода 0,1 мг в 5 мл раствора.
Оценка результатов: осадок воды характеризуется: количественно - по толщине слоя; по отношению к объёму пробы воды - ничтожный, незначительный, заметный, большой; качественно - по составу: аморфный, кристаллический, хлопьевидный, илистый, песчаный.
Реактивы и оборудование:
- чистые пробирки;
- раствор йодистого калия;
- уксусная кислота;
- спиртовка или газовая горелка;
- лед или емкость с холодной водой;
- серная кислота;
- измерительный цилиндр емкостью 10 мл;
- миллилитровые стаканы (стеклянная посуда промывается дистиллированной водой).

Порядок работы:
Цель: Определение содержания свинца в пробах водопроводной воды из трех источников жилых помещений центрального района города, с учетом установленных водопроводных труб. Мы исследовали пробы воды из трех водопроводных источников: забор воды производили в МБОУ СОШ№14, МБУ ДО ЦДТ; жилой домпо ул. Унжакова, 16. Необходимо установить, содержатся ли в воде растворимые соединения свинца.
Существует очень характерная и высокочувствительная реакция, которую по праву можно назвать одной из самых красивых в химии. Она основана на способности свинца вступать во взаимодействие с йодом, образуя малорастворимое соединение PbI2.
Опытная часть:
Ход работы:
1) наливаем в пронумерованные пробирки пробы воды;
2) подготовка раствора реагента;
3) проведение опыта.

Опыт №1. Определение соединений свинца в воде при помощи раствора йодистого калия - KI.
1. Перелили 10 мл пробы воды из бутылки №1 в чистую пробирку из тугоплавкого стекла;
2. Прибавили 1 мл раствора реагента (раствора йодистого калия - KI, подкисленного несколькими каплями уксусной кислоты, для лучшего протекания реакции).3
3. Исследование изменений пробы воды. Встряхнули содержимое пробирки. Если в воде содержались растворимые соединения свинца, выпадет желтый осадок йодида свинца. Он ничем не примечательный с виду. Но если хорошо нагреть пробирку на пламени спиртовки или газовой горелки (осадок при этом должен раствориться), а потом быстро охладить, например, поместив в лед или емкость с холодной водой, то осадок РbI2 выпадет вновь, только теперь в виде красивых золотистых кристаллов.

Вода в пробирке №1 незначительно изменила окраску, цвет светло- светло желтый, заметно незначительное помутнение, что свидетельствует о незначительных примесях свинца в воде, соответствующих ПДК;

Вода в пробирке №3 не изменила своих качеств, помутнения, изменения цвета и осадка не обнаружено;

Опыт № 2. Определение соединений свинца при помощи серной кислоты.
В пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, прибавляют 2-3 капли серной кислоты.
1.При взаимодействии с ионом свинца Pb^2+ происходит реакция типа: К2SO4 + Pb(NO3)2 = PbSO4 + 2КNO3.
2.Образовавшийся сульфат свинца выпадает в виде плотного белого осадка.
3. Контрольная реакция.
Стоит отметить, выпадение такого же с виду осадка - характерная реакция и на барий-ион. Как можно быть уверенным, что это не сульфат бария? Для этого надо провести контрольную реакцию: добавить к осадку раствор сильной щелочи, после чего нагреть пробирку. Если это именно сульфат свинца, то осадок постепенно исчезнет, из-за образования растворимой комплексной соли. Реакция идет по такой схеме: PbSO4 + 4NaOH = Na2 + Na2SO4. Сульфат бария при таком же контрольном испытании останется в виде осадка.
Опыт проводили с каждой из взятых проб водопроводной воды, по завершению были сделаны следующие выводы:
В воде из пробирки №1 замечено незначительное помутнение, осадка не обнаружено;
Вода в пробирке №2 не изменила своих качеств, помутнения, изменения цвета и осадка не обнаружено;
Вода в пробирке №3 не изменила своих качеств, помутнения, изменения цвета и осадка не обнаружено.
Оценка результатов: по характеру выпавшего осадка и окраски воды мы определили ориентировочное содержание ионов свинца: при отсутствии осадка - концентрация ионов свинца менее 0,01 мг/л; при слабо - выраженном осадке, либо изменении цвета воды появляющемся через несколько минут, - до 0,3 мг/л; ярковыраженный осадок свидетельствует о достаточно высоком содержании ионов свинца (более 0,3 мг/л).
Предельно допустимая концентрация свинца в водопроводной воде не должна превышать 0,01-0,03 мг/л.
Вывод: Опыт свидетельствует, в ходе наблюдений за тремя испытуемыми пробами воды, подтвердилось предположение о том, что водопроводная вода может содержать примеси свинца, положительно то, что обнаруженные примеси не превышают предельно допустимых норм. Следует обратить внимание на качество и материал водопроводных труб, где брали забор воды для пробирки №1.

Результаты интервью со специалистами ОАО «ПО «Водоканал»
Для получения подробной информации о существовании данной проблемы в нашем городе, мы подготовились к беседе со специалистами службы, которая обеспечивает нас водой. Был разработан список вопросов и провели интервью с главными специалистами Киселевского водоканала:
Павлом Александровичем Сапрыкиным - заместитель директора по производству киселевского отделения ОАО «ПО «Водоканал» и Гайворонским Виктором Викторовичем - начальником аварийно - восстановительных работ ОАО «ПО «Водоканал».
Вывод: Из ответов специалистов стало понятно, что со стороны городской части труб эта проблема не возникает, значит, свинец выделяется в трубах, находящихся у вас дома. Основной источник свинца в водопроводной воде - разрушение свинецсодержащих элементов водопроводных сетей (припои, латунные сплавы).

Методика и результаты проведения анкетирования
При выполнении исследовательской работы нами было проведено анкетирование среди учащихся моего класса, с последующей статистической обработкой и анализом полученных данных. В анкетировании приняли участие 22 человека.
Порядок проведения анкетирования:
1.Разработка анкет;
2.Проведение тестирования, каждый из респондентов заполнял анкету самостоятельно, чтобы избежать влияния со стороны;
3.Обработка и анализ полученных результатов.
Результаты анкетирования:
С целью определения осведомленности о безопасности водопроводной воды и способах ее очистки, нами были разработаны вопросы анкеты и проведен опрос друзей и одноклассников, в результате мы выявили:
1.73 % опрошенных одноклассников употребляют сырую водопроводную воду;
2.Только 59% учащихся знают о том, какие водопроводные трубы установлены в квартирах;
3.У 59% опрошенных возникают подозрения на качество и безопасность водопроводной воды, которую они пьют;
4. Не знают о примесях тяжелых металлов, вредных для здоровья, которые могут содержаться в водопроводной воде - 73% опрошенных;
5.О способах очистки водопроводной воды знают 95% опрошенных
6.Самыми популярными методами очистки воды в семьях одноклассников являются фильтрование и кипячение, 95% предпочитают - кипячение. Способ отстаивания воды не используется.
Вывод: Более 70% опрошенных не знают о том, какие вредные примеси могут содержаться в водопроводной воде и эффективных способах очистки воды в домашних условиях.