Исследование воды родников на соответствие санитарным нормам
Содержание
Введение
. Обзор литературы
.1 Значение родников
.2 Топонимика родников
.3 Органолептические и химические
показатели, определяющие качество питьевой воды родников
. Методика исследования и материалы
.1 Органолептические и химические
характеристики воды
.2 Метод социологического опроса
. Характеристика района исследования
. Результаты исследований
.1 Гидрологические,
органолептические и химические показатели качества воды
.2 Результаты социологического
опроса
Выводы
Список литературы
Приложения
Введение
В настоящее время очень актуальной является
проблема низкого качества воды в домах нашего города, особенно в районах старой
застройки, к которому относится район местонахождения нашей школы и моего
проживания. Это вынуждает многих жителей использовать воду, привезенную из
близлежащих родников. Предметом моего исследования являются родники,
расположенные в черте города Мурома и в непосредственной близости от него, с
которых жители привозят воду для питья и приготовления пищи.
Качество родниковой воды оценивается рядом
органолептических и химических показателей, которые оцениваются путем
проведения наблюдений, опытов и химических анализов.
Целью работы является оценка качества питьевой
воды в наиболее используемых источниках, изучение их экологического состояния,
проведение химических и органолептических исследований. Для осуществления целей
были сформулированы задачи:
. изучить литературу по теме
исследования;
. проанализировать состояние родниковой
воды в исследуемых родниках;
. сравнить органолептические и химические
показатели воды исследуемых родников;
. выявить родники, вода которых пригодна
для питья;
. изучить мнение населения микрорайона
Казанки о качестве воды и используемых родниках;
. назвать мероприятия для улучшения
условий использования родниковой воды.
Материалами работы являются результаты
исследований, проведённые в сентябре 2014 г.
1. Обзор литературы
.1 Значение родников
Родник - это небольшая струя воды, выбивающаяся
из-под земли. Родники имеют большой практический интерес. Они издавна служат
местными источниками питьевой воды, которая во многих случаях обладает высокими
вкусовыми и лечебными свойствами. Их питание осуществляется за счёт более
глубоких водоносных слоев (свыше 10-20 м), куда загрязняющие вещества с
поверхности практически не проникают, хотя бывают исключения, при которых
имеющиеся существенные источники на поверхности могут повлиять на качество
воды. По гидрохимическим особенностям воды родников можно судить о состоянии
подземных вод в целом в данном регионе.
Родники являются стратегическими объектами
природы. При возникновении чрезвычайной ситуации они могут выступать как
единственные источники питьевой воды для населения.
С родниками связаны легенды и обычаи населения.
Воду некоторых родников местное население считает святой, целебной,
используемой при лечении различных заболеваний. На некоторых родниках сооружены
часовни, которые представляют собой историческую и культурную ценность и
привлекают многочисленных туристов.
В нашем Муромском крае родников довольно много.
Часть из них хорошо изучена и исследована. Объектами моих исследований стали
родники, которые расположены в с. Ковардицы, с. Лазарево и в черте города в
районе Штапа (родник Петра и Февронии).
1.2 Топонимика родников
Довольно интересной является топонимика
родников. По преданию в селе Лазарево, в XVI веке, жила муромская святая
Иулиания Лазаревская. Ее житие стало образцом благочестия для всего
православного мира. В этом селе и соседней деревне Жемчужино всего бьют четыре
природных источника, некоторые названы в честь Иулиании и Георгия Лазаревских.
Один из родников, образовался еще после всемирного потопа, при исследовании вод
источника были обнаружены ионы серебра. Жизнь православной четы Иулиании и
Георгия передавалась из уст в уста многочисленными преданиями и в одном из них,
повествуется как, в 1584 году во время охоты слуга утопил их сына - Ивана
Осорьина. От слез безутешной матери на этом месте забил родник. Существует
поверье, что вода в нем имеет сильное, но не однозначное действие, и обращаться
с ней надо очень осторожно. Испив ее, тяжело больной или выздоравливал через
три дня или тихо отходил в мир иной.
О происхождении родника в с. Ковардицы сведений
мною обнаружено не было.
Источник Петра и Февронии, что в Штапском
овраге, в разное время назывался Поняевский, Успенский, Воскресенский, Мытов
или Мытовской овраг. Штап - неофициальный район города, на северо-востоке
Мурома, граничит с Ремесленной слободой.
.3 Органолептические и химические показатели,
определяющие качество питьевой воды родников
Для оценки качества родниковой воды используются
показатели загрязненности по внешнему виду, жесткости, температуры,
прозрачности, запаха, вкуса, а также ее химический состав.
Жесткость воды обуславливается присутствием в
воде солей кальция и магния, сернокислых солей. Различают общую жесткость
(карбонатную) устранимую и постоянную. Общая жесткость обуславливается всей
суммой солей кальция и магния, содержащихся в воде. Она исчезает после
кипячения воды. Постоянной является такая жесткость, которая сохраняется после
кипячения воды. Она зависит от наличия сульфатных, хлористых и других солей
кальция и магния, которые при кипячении разлагаются, превращаясь в
нерастворимые углекислые соли (карбонаты).
Жесткость воды измеряется в
миллиграмм-эквивалентах на литр воды. Один миллиграмм - эквивалент жесткости
соответствует содержанию 28 мг СаО или 20,16 мг MgO на литр воды. Жесткость
воды выражается также в немецких градусах. Градус жесткости соответствует
содержанию 10 мг СаО в литре воды. При этом 1 мг эквивалент жесткости равен
2,8° немецких. Для перевода немецких градусов жесткости в мг-эквивалент
жесткости следует их величину умножить на коэффициент 0,26.
Воду с жесткостью до 3,5 мг.экв./ литр (10
немецких) называют мягкой; 3,5 -7,0 мг.экв./л (от 10 до 18) - умеренно жесткой;
свыше 7,0 мг. экв./л (более 18) - жесткой. Питьевая вода по ГОСТу должна иметь
общую жесткость 7,0 мг.экв./л., но не более 10,0 мг.экв./л.
Температура воды не является показателем, но
имеет некоторое значение как биологический и физический фактор, от которого
зависит интенсивность биологических процессов, самоочищение родника.
Прозрачность и мутность воды определяется по её
способности пропускать видимый свет. Степень прозрачности воды зависит от
наличия в ней взвешенных частиц органического и минерального происхождения.
Вода со значительным содержанием органических веществ становится мутной
(мутность измеряется в мг взвешенных частиц на литр воды), мутная вода плохо
обеззараживается, в ней создаются условия для развития микроорганизмов, в том
числе и болезнетворных. Мутность зависит и от количества растворимых в ней
солей. Допустимая прозрачность питьевой воды не менее 30 см.
Цвет воды зависит от наличия в ней примесей
минерального и органического происхождения. Он обуславливает наличием в воде
гуминовых веществ, перегноя, которые вымываются из почвы и придают окраску воде
от жёлтой до коричневой. Окись железа окрашивает воду в жёлто-бурый и бурый
цвет, глинистые примеси в желтоватый цвет. Зелёная окраска открытого водоёма
обуславливает размножение водорослей (цветение).
Запах воды зависит от организмов (живущих и
отмирающих), почвы, растительности вокруг и дна. При наличии органических
веществ растительного происхождения и продуктов их распада имеет землистый,
илистый, травянистый или болотный запах. Вода, где присутствуют и размножаются
водоросли, часто имеет рыбный или огуречный запах. Гнилостный запах зависит от
размножения органических веществ. Запах сероводорода вода приобретает в
результате разложения серосодержащих органических веществ или вследствие
восстановления сульфатов воды в сульфиды при наличии гниющих органических
веществ.
Таблица №1. Оценка запаха воды
Интенсивность
запаха
|
Характер
проявления запаха
|
Интенсивность
запаха, баллы
|
нет
|
Запаха
нет
|
0
|
Очень
слабая
|
Запах
обнаруживается при лабораторном исследовании
|
1
|
слабая
|
Запах
обнаруживается потребителем, если обратить на это внимание
|
2
|
заметная
|
Запах
легко замечается
|
3
|
отчетливая
|
Запах
заставляет воздержаться от питья
|
4
|
Очень
сильная
|
Запах
делает воду непригодной для питья
|
5
|
В питьевой воде интенсивность запаха не должна
превышать 2 балла при температуре 20 °С и 60 °С.
Доброкачественная питьевая вода должна быть
приятной по вкусовым качествам, освежающей, что обуславливается оптимальным
количеством растворённых в ней солей и газов. Неприятный вкус или привкус
зависит от
Соли магния (более 1 г/л) придают горький вкус,
хлористого натрия и калия (более 500 м/л) - солёный вкус. Соли закиси железа
(0,9 мг/л) придают вяжущий вкус, гуминовые кислоты - болотный, продукты гниения
- затхлый, гнилостный.
Из химических показателей, наиболее значимыми
для оценки качества питьевой воды являются показатели хлоридов, сульфатов,
ионов железа, кислотность, соли кальция и магния, определяющие её жесткость.
Жесткость и железо снижают вкусовые качества
воды, способствуют образованию осадка при кипячении. Хлориды влияют на
водно-солевой обмен, вызывают угнетение желудочной секреции, в результате чего
нарушается процесс переваривания пищи; являются показателем загрязнения
подземных и поверхностных водоисточников, так как хлориды содержаться в сточных
водах и физиологических выделениях человека. Сульфаты поступают в водную среду
со сточными водами многих отраслей промышленности. Атмосферная двуокись серы
(SO2), образующаяся при сгорании топлива и выделяющаяся в процессах
обжига в металлургии, может вносить вклад в содержание сульфатов в
поверхностных водах. Большинство сульфатов растворимы в воде. Сульфаты плохо
всасываются из кишечника человека. Они медленно проникают через клеточные
мембраны и быстро выводятся через почки, неблагоприятно влияют на желудочную
секрецию, приводя к нарушению процессов переваривания и всасывания пищи,
являются показателем загрязнения поверхностных вод производственными сточными
водами и подземных вод водами вышележащих водоносных горизонтов.
2. Методика исследования и материалы
Основными методами исследования были: изучение
литературы по теме исследования, наблюдения, измерения, химический анализ,
сравнение, обобщение, социологический опрос.
.1 Органолептические и химические характеристики
воды
Для исследования родников выезжали в места их
расположения и с помощью рулетки, секундомера, прозрачной емкости для воды
проводил необходимые измерения, а так же визуальные наблюдения, брали пробы
воды для предоставления их в лабораторию.
У каждого источника измерялась глубина
водонакопителя, описывалась растительность прилегающей территории, была сделана
гидрографическая характеристика родников и грунта.
Были определены физико-химические показатели
воды: температура, прозрачность, цветность, мутность, запах, вкус, кислотность,
жёсткость.
Рассмотрим подробнее некоторые используемые
методики.
Исследование загрязненности родников
определяется по внешнему виду согласно следующей таблице.
Таблица №2. Показатели степени загрязненности по
внешнему виду (в баллах)
Баллы
|
Характеристика
загрязнения
|
0
|
Отсутствие
пятен и плёнок
|
1
|
Отдельные
пятна и серые плёнки на поверхности воды
|
2
|
Пятна
и ирризирующие плёнки нефти на поверхности воды
|
3
|
Отдельные
примазки нефти на берегах и прибрежной растительности.
|
4
|
Нефть
в виде пятен и плёнок покрывает большую часть поверхности водоёма.
|
5
|
Поверхность
водоёма покрыта нефтью.
|
Для оценки жесткости используют мыльный раствор.
Наполнив чистую склянку исследуемой водой, добавляют к ней немного мыльного
раствора, склянку взбалтывают. В жесткой воде мыльная пена почти отсутствует, а
в мягкой воде ее будет много.
Для измерения температуры воды используют
ртутный термометр со шкалой на 100 градусов. Для измерения термометр погружают
в воду на глубину на пять минут, после чего, не извлекая термометр из воды,
определяют температуру.
Прозрачность измеряют, налив в прозрачную
ёмкость воду родника с последующим опусканием в нее белого диска, привязанного
к мерной верёвке.
Запах определяют при температуре 50-60 °С. Для
определения запаха наполняют исследуемой водой пробирки, нагрев воду над
спиртовкой до необходимой температуры, закрываю корковой пробкой, и после
взбалтывания определяют запах.
Вкус определяют по ощущениям при потреблении.
При исследовании физико-химических свойств воды
родников были взяты пробы воды в пластиковые бутылки и в тот же день для
чистоты оценки переданы на исследование в лабораторию МУП Водоканал для анализа
химического состава.
Полученные данные сравнивают с нормами
стандартов качества питьевой воды и делают выводы о пригодности ее
использования.
.2 Метод социологического опроса
Провели социологический опрос среди 30 жителей
микрорайона Казанки, включая некоторых моих одноклассников, для определения
знаний населения о качестве воды и возможности использования исследуемых
родников. Респондентам раздавались анкеты, содержащие следующие вопросы:
Удовлетворены ли вы качеством питьевой воды в
вашем доме?
Пользуетесь ли вы для питья и приготовления пищи
водой с родников?
Всегда ли ездите на один и тот же родник?
Пользуетесь ли водой в Лазареве, Ковардицах, в
районе Штапа?
Интересовались ли вы качеством используемой в
роднике воды?
Удобно ли вам добираться до родника?
Ваши пожелания по благоустройству родника?
3. Характеристика районов исследования
Родник №1 в с. Лазарево расположен в центре
села, в 300 м. справа от центральной дороги. Непосредственно к воде подступает
кустарниковая растительность. Питается родник грунтовыми и межпластовыми
водами. По режиму - постоянный. По гидродинамическим признакам - нисходящий.
Родник заключен в бетонную тубу, стекает с довольно большой высоты со стенки
оврага. При выходе вод образуется небольшой водонакопитель, из которого
вытекает ручей шириной 40 см., относящийся к водосбору реки Илевны. Дно
песчаное. Территория около родника замусорена.
Родник №2 в с. Ковардицы. Родник расположен в 5
км от города, в 1200 м слева от дороги на Владимир в понижении слева от
грунтовой дороги. Родник находится в зарослях ольхи и кустарников. Родник
грунтовый, нисходящий. Дно песчаное. Из стенки горизонтально бьет небольшой
ключ, образующий водонакопитель, из которого вытекает ручеек длиной 5,5 м,
шириной 34 см и впадает в большой ручей, относящийся к водосбору реки Илевны.
Глубина водонакопителя 0, 15 м. Территория вокруг заболочена. Растения
представлены осокой, кустами малины и осинником. Благоустроенность родника
незначительная, на спуске к нему выложены доски.
Родник №3 в районе Штапа. Родник расположен в
черте городе, в районе Штапа, в большом овраге. Берег порос ивой и травянистой
растительностью. Преобладает осока, камыш. Родник имеет грунтовое питание,
постоянный, нисходящий. Ширина ручья 70 см. Из водонакопителя вытекает ручеек
по направлению к реке Оке. Глубина водонакопителя 0.2 м. Дно песчаное. Вода
стекает по железной трубе, затем по склону в ручей. Рядом с родником находится
часовня в честь святых Петра и Февронии.
4. Результаты исследований
.1 Гидрологические, органолептические и
химические показатели качества воды
Изученные родники по питанию водами - грунтовые.
По гидродинамическим показателям - нисходящие (образуются в результате
выклинивании на поверхность безнапорных водоносных пластов). По водному режиму
родники постоянные. Все изученные родники имеют водоток и образуют ручьи,
питающие реки. Гидрологическая характеристика представлена в таблицах
Таблица №3. Глубина чаши источников питьевой
воды 09.2014 г
Название
родника
|
Лазарево
|
Ковардицы
|
Штапской
овраг
|
Глубина
чаши
|
0,2
м
|
0,15
м
|
0,25
м
|
Таблица № 4. Результат измерения скорости
течения воды в ручье.
Название
родника
|
Расстояние
|
Время
|
Скорость
течения
|
Лазарево
|
1
м
|
1.4
с
|
0,75
м/сек
|
Ковардицы
|
1
м
|
1.8
с
|
Штапской
овраг
|
1
м
|
2.2
с
|
0,45
м/сек
|
Таблица №5 Результаты расчета дебета родника
Название
родника
|
Время
наполнения емкости в 1 л. (в сек.)
|
Расход
за час (л/час)
|
Расход
за сутки (л/сутки)
|
Лазарево
|
3
|
1199.4
|
28799.7
|
Ковардицы
|
7
|
514.3
|
12343.1
|
Штапской
овраг
|
5
|
720
|
17280
|
Скорость течения воды в ручьях слабая. Все
источники по дебиту малые. Физико-химические свойства воды в родниках по
температуре обыкновенные, температура от +3 до +4. Вода прозрачная, бесцветная,
не имеет запаха и вкуса, мягкая (за исключением родника в районе Штапского
оврага), Ph составляет 5-7 единиц.
В с. Ковардицы в чаше родника на поверхности
было обнаружено масляное пятно.
Данные о химическом составе воды представлены в
таблице №5
Таблица №6. Органолептический и химический
состав воды родников
№
|
Наименование
ингредиента.
|
Единицы
измерения.
|
Норматив
По СанПИН
|
Лазарево
|
Ковардицы
|
Штапской
овраг
|
1
|
Запах
при 20
|
баллы
|
1
|
0
|
0
|
0
|
2
|
Запах
при 60
|
баллы
|
0
|
0
|
0
|
0
|
3
|
Цветность
|
градусы
|
0
|
0
|
0
|
0
|
4
|
Мутность
|
баллы
|
1.5
|
Менее
0.58
|
Менее
0.58
|
Менее
0.58
|
4
|
Привкус
|
баллы
|
1
|
0
|
0
|
0
|
5
|
Водородный
показатель
|
6.0-9.0
|
7
|
6.9
|
6.9
|
6
|
Щелочность
|
Мг/л
|
5.6
|
1.0
|
3.4
|
6.0
|
7
|
Общее
железо
|
Мг/л
|
0.3
|
Менее
0.1
|
Менее
0.1
|
Менее
0.1
|
8
|
Кальций
|
Мг
экв/л
|
|
1.8
|
3.1
|
6.9
|
9
|
Магний
|
Мг
экв/л
|
|
0.6
|
0.9
|
2.9
|
10
|
Общая
жесткость
|
Мг
экв/л
|
7
|
2.4
|
4.0
|
9.8
|
11
|
Сульфаты
|
Мг/л
|
500
|
23.2
|
38.6
|
195
|
12
|
Хлориды
|
Мг/л
|
350
|
10.0
|
9.8
|
63.0
|
Диаграмма 1. сравнения щелочности
Диаграмма 2. сравнения хлоридов и сульфатов
Сопоставив данные химического состава
исследуемых родников с нормативами качества питьевой воды можно сделать вывод,
что все показатели находятся в пределах нормы за исключением повышенной
жесткости и показателей хлоридов и сульфатов в воде родника в Штапском овраге.
Родники частично благоустроены. Водоток заключен
в трубы. Подход к воде вымощен деревянными мостками или выложен камнями.
Санитарное состояние среди изученных родников не
совсем соответствует санитарно-гигиеническим нормам. В непосредственной
близости от родников находятся завалы веток и разлагающиеся опавшие листья и
кустарники, наблюдается замусоренность. В с. Лазарево на территории водосбора
располагаются частные дома, имеющие канализационные отстойники. Подход к
роднику довольно крутой и во время дождя может быть опасным. Как уже
упоминалось ранее, в 30 м. от родника в Штапском находится старый
канализационный коллектор, периодический выход которого из строя вызывает
ухудшение качества питьевой воды. В роднике, находящемся в Ковардицах имеются
следы мойки автомобилей.
.2 Результаты социологического опроса
В результате социологического опроса были
получены следующие данные:
Таблица №7 Результаты социологического опроса.
Вопрос
|
Варианты
ответов (количество ответивших человек)
|
|
Да
|
нет
|
1.
Удовлетворены ли вы качеством питьевой воды в вашем доме?
|
9
|
21
|
2.
Пользуетесь ли вы для питья и приготовления пищи водой с родников?
|
16
|
3.
Всегда ли ездите на один и тот же родник?
|
11
|
19
|
4.
Пользуетесь ли водой в Лазареве, Ковардицах, в районе Штапа?
|
14
|
16
|
5.
Интересовались ли вы качеством используемой в роднике воды?
|
3
|
27
|
6.
Удобно ли вам добираться до родника?
|
12
|
18
|
Диаграмма 3. результатов социологического опроса
Таким образом, в ходе социологического опроса мы
выяснили, что 21 человек (70%) ответивших, не удовлетворены качеством питьевой
воды в квартире, 14 человек (47%) пользуются водой с родников. При этом 27
человек (90%) никогда не интересовались качеством воды. Таким образом, можно
сделать вывод о большом значении использования родниковой воды жителями
микрорайона Казанки. При анкетировании многие жители высказывали пожелания по
благоустройству территорий около родников и созданию более удобных мест подхода
к воде.
Выводы
В ходе проведенных исследований и в результате
анализа данных, предоставленных лабораторией МУП Водоканал г. Мурома было
установлено, что в целом вода указанных родников соответствует нормам и может
использоваться в качестве питьевой.
Показатели прозрачности, цвета, запаха, мутности
в пределах нормы. Повышенной жесткостью отличается вода из источника в Штапском
овраге. В этом же источнике отмечаются более высокие по сравнению с другими
показатели хлоридов и сульфатов. Самые низкие показатели содержания данных
элементов в роднике, находящемся в с. Лазарево. Повышенная жесткость воды
влияет на образование накипи, снижает растворимость, ухудшает качество пищи. Не
смотря на то, что показатели не выходят за пределы нормы, их повышенное
содержание свидетельствует о неблагополучной экологической ситуации на роднике
в районе Штапского оврага
Согласно полученным данным социологического
опроса было выяснено, что местные жители активно используют родниковую воду и
хотели бы видеть родники благоустроенными.
В дальнейшем есть необходимость более детально
обследовать данные родники с составлением их паспорта и оценкой сезонных
изменений, и по возможности организовать выход для очистки и благоустройства
территорий прилегающих к родникам в с. Ковардицы и с. Лазарево, что доступно
сделать школьникам из экологических отрядов.
вода качество экологический
родниковый
Литература
1. Буйволов Ю.А. Физико-химические
методы изучения качества природных вод. Методическое пособие. М.: Экосистема,
2000.
. Вода питьевая. Методы анализа.
Справочник. М.:1998.
. Воскресенская О.Л.
Контрольно-измерительные материалы по экологии: олимпиады и конференции/ О.Л.
Воскресенская и др.- Волгоград: Учитель, 2008.
. ГОСТ Р52232 - 98. Вода питьевая.
. Попова Т.А. Экология в школе.
Мониторинг природной среды: методическое пособие. - М.: ТЦ Сфера, 2005.
. Следников, А.А. Климатические
ресурсы Тамбовской области / А.А. Следников. - Тамбов, 1994.
Приложение
Фотографии исследуемых родников
. Заболоченная территория возле родника в с.
Ковардицы
. Растительность у родника в с. Ковардицы
3. Родник в с. Дмитриевская Слобода
. Родник в с. Ковардицы
5. Растительность у родника в. Лазарево
. Замусоренность у родника в с. Лазарево
7. Характер дна родника в с. Лазарево
. Родник в с. Лазарево
9. Характер растительности у родника в
Дмитриевской Слободе
. Территория родника в районе Штапского оврага