Анализ водопроводной воды в различных округах Москвы

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

В России число смертных случаев, связанных с использованием воды из-под крана, за прошлый год выросло почти в 3 раза относительно 2015 года. Наибольшая смертность наблюдается в основном в небольших городах России ввиду устаревших очистительных сооружений, старых труб и обеззараживания хлором. Как следует из государственного доклада Роспотребнадзора «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации», дополнительные случаи смертности из-за воды связаны с инфекционными заболеваниями, болезнями системы кровообращения, органов пищеварения и новообразованиями.

Таким образом, проблема негативного воздействия воды на человеческий организм актуальна и требует рассмотрения. Поэтому целью моей работы стало изучение воды из-под крана в различных районах Москвы и получение информации о её пригодности для использования в пищевых и бытовых целях. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1) Изучить информационные источники по теме НИР;

2) На основе собранной информации выделить наиболее опасные вещества для здоровья человека;

3) Изучить влияние данных веществ на организм человека;

4) Собрать пробы воды в различных районах Москвы;

5) Изучить химический состав взятых проб;

6) По результатам исследования сделать вывод о качестве водопроводной воды в Москве.

Предмет работы: водопроводная вода из различных округов Москвы.

Рабочая гипотеза: избыток различных химических веществ и соединений в воде является одним из факторов развития различных болезней у населения. Альтернативная гипотеза: вода из-под крана чистая и пригодна для питья.

1. Состав и вред химических веществ, входящих в водопроводную воду

1.1 Химический состав водопроводной воды в Москве

Вещества, которые чаще всего встречаются в воде:

1. Хлориды

2. Сульфаты

3. Аммоний

4. Жесткие соли кальция и магния

5. Фтор

6. Марганец

7. Селен

8. Молибден

9. Нитраты

По оценке Мосводоканала: «Вода в системе снабжения столицы соответствует всем нормам питьевой и пить ее безопасно для здоровья. Для повседневного использования холодной водопроводной воды, подаваемой в дома москвичей, нет никаких ограничений. Она безопасна, безвредна и полностью пригодна для питья. Ее дополнительная очистка не требуется», - гласит сообщение на сайте организации. Конечно, есть различия, но они не глобальны.

Несомненно, системы обеззараживания станций водоснабжения крупных городов гарантируют микробиологическую безопасность даже при отборе воды из поверхностных источников. Однако существует актуальная проблема изношенности водопроводных сетей. Разрушение труб ведёт к тому, что в воду попадают вредные вещества.

В зависимости от химического состава воды выделяют две группы использования: в пищевых и бытовых целях. Использование воды в пищевых целях подразумевает под собой непосредственное употребление воды, а также 5 использование воды из-под крана для приготовления пищи. К бытовым целям относится мытье различных приборов, посуды, мебели, тела.

1.2 Пути попадания отравляющих веществ в водопроводную воду. Предельно допустимые концентрации химических веществ

Хлоросодержащие соединения - одни из основных реагентов, используемых на водоочистных станциях для обеззараживания и осветления воды, поступающей в дома россиян. В воде хлор образует гипохлорную кислоту и гипохлорид натрия. Эти химические соединения, производные хлора, могут быть опасны для здоровья при их высоких концентрациях в воде. Предельно допустимая концентрация остаточного хлора в водопроводной питьевой воде составляет 0,1-0,3 мг/л.

Сульфаты - содержание сульфатов в природных водах колеблется в широких пределах (от долей миллиграмма до нескольких граммов на литр) и обусловлено вымыванием солей из пород или сбросом в водоемы промышленных и бытовых сточных вод. Наличие в воде сульфатов более 500 мг/л придает ей солоноватый привкус и приводит к нарушению работы пищеварительной системы.

Аммиак - наличие в воде аммиака растительного или минерального происхождения не опасно в санитарном отношении. Если же аммиак образуется в результате разложения белка сточных вод, такая вода непригодна для питья. Превышение в питьевой воде ПДК по содержанию аммония может свидетельствовать о попадании фекальных стоков или органических удобрений в источник. По данным ВОЗ, содержание аммония не должно превышать 0,5 мг/л. Постоянный прием внутрь воды с повышенным содержанием аммония вызывает хронический ацидоз и изменения в тканях. Кроме того, аммиак (в виде газа) раздражает конъюнктиву глаз и слизистые оболочки.

Жесткие соли кальция и магния - это минеральные соединения, которые природная вода вымывает из почвы и грунта и из горных пород. Соли таких металлов придают воде, так называемую, жесткость. Регулярное употребление воды с высоким содержанием жестких солей является мочекаменной болезни. В среднем в водопроводной воде содержится около 3,0-3,5 мг-кв/л.

Фтор - поступление его в организм человека зависит от содержания его в питьевой воде и пище. Рекомендуемое содержание фтора в питьевой воде в условиях российского климата не должно превышать 1,2 мг/л. При недостаточном поступлении фтора в организм может развиться тотальный кариес зубов. Повысить поступление фтора можно путем специального фторирования водопроводной воды.

Марганец - чаще всего попадает в воду в результате жизнедеятельности марганцевых бактерий, а также через почвенные удобрения. Редко содержание этого металла превышает 2 мг/л, но допустимая норма для здоровья человека - не более 0,5 мг/л. В случае отравления марганцем поражается печень и может развиться болезнь Паркинсона, так как чрезмерные дозы марганца оказывают негативное воздействие на деятельность мозга.

Селен - может приводить к острому отравлению, сопровождающемуся нарушением работы желудочно-кишечного тракта, озноба, резкими болями в животе. При регулярном употреблении воды с повышенным содержанием селена у человека развивается селеноз, выражающийся в изменении качества ногтевых пластин (ломкость, истончение), волос (обесцвечивание, облысение), кожи (дерматиты) и зубов (кариес). Содержание селена в питьевой воде не должно превышать 0,01 мг/л.

Молибден - вода, в которой превышено содержание данного вещества, обладает вяжущим вкусом, в отличие от воды, в которой концентрация молибдена не превышает норму: 0,07 мг/л. При употреблении молибденовой воды с концентрацией 10-15 мг/л может увеличиваться печень, появляться суставная боль в кистях и стопах, выявляться серьезные расстройства работы почек и пищеварительной системы.

Нитраты - в концентрации более 20 мг/л оказывают токсическое действие на организм человека. Постоянное употребление воды с повышенным содержанием нитратов приводит к заболеваниям крови, сердечно-сосудистой системы, вызывает заболевания обмена веществ и крови.

1.3 Наиболее опасные вещества водопроводной воды. Риски, связанные с превышением предельной допустимой концентрации

1) Нитраты.

Одним из главных факторов качества воды является содержание нитратов. Они представляют высокую опасность для человека, но главная их проблема в том, что при употреблении такой воды наносится вред организму при отсутствии моментального токсического эффекта.

Болезни, которые можно выделить при чрезмерном употреблении нитратов:

• Флюороз - заболевание зубов, при котором они сначала покрываются жёлто-коричневым налётом, а впоследствии начинают крошиться.

• Метгемоглобинемия - болезнь, при которой в крови появляется метгемоглобин. При высокой концентрации в крови он оказывает критическое влияние на почки.

• Увеличение щитовидной железы или зоб. Комплексное нарушение работы эндокринной области.

Очень опасно употреблять воду с нитратами детям в возрасте до одного года. Восстанавливающие свойства организма развиваются только после первого года жизни ребенка, поэтому длительная интоксикация солями азотной кислоты вызовет задержку роста и нарушение работы сердечной системы. В современных условиях очень внимательно надо ограничивать поступление нитратов в организм: не пить воду и не употреблять пищу с высоким содержанием нитратов. Норма содержания этого вещества в питьевой воде регламентируется СанПиН и составляет не более 45 мг/л.

2) Аммиак.

Следующее по опасности вещество, которое может содержаться в воде, это аммиак.

Аммиак является органическим соединением, которое имеет специфический запах. Это загрязнитель природных, а также промышленных вод. Присутствует он в стоках животноводческих и садоводческих предприятий и ряда производств. Также он попадает в воду из-за нарушений в процессах предварительной водообработки, когда аммиак попадает за пару секунд до хлорирования в воду с целью обеспечения длительного обеззараживания.

При разовом употреблении солей аммония он приводит к нарушению нервной системы, почек, вызывает отек легких.

Кратковременное употребление воды с концентрацией солей аммония в пределах 75-360 мг/кг вызывает повышение артериального давления.

По нормам СанПиН ПДК в воде аммиака составляет 0,5 мг/л.

3) Водородный показатель, жесткость воды.

Помимо вредных веществ также следует учитывать такие показатели, как жёсткость и pH.

Водородный показатель воды определяет нейтральную, кислую и щелочную реакцию воды при определенной концентрации ионов водорода.

Водопроводная вода с параметрами pH:

- от 1 до 3 - сильнокислотная;

- от 3-5 - кислая;

- от 5-6 - слабокислая;

- 7 - нейтральная;

- 7-8 - слабощелочная;

- 10-14 - сильнощелочная;

Вода с показателем pH меньше 6 является кислой, мягкой и коррозионной. Считается, что кислая среда является одной из основных причин разрушения клеток и повреждения тканей, развития заболеваний и процессов старения, роста болезнетворных организмов. В кислой среде до клеток не доходит строительный материал, разрушается мембрана.

Кислая среда провоцирует множество заболеваний, среди которых:

-сердечно-сосудистые заболевания;

-артрит;

-остеопороз;

-онкологические заболевания;

-так же способствует развитию бактерий, вирусов, грибков, гельминтов и прочих паразитов.

Паразиты предпочитают кислую среду обитания, и именно в кислой среде они проявляют себя наиболее патогенно. Кислую среду в организме создают психические и физические перегрузки, мясо, пища, прошедшая глубокую термическую и иную технологическую обработку, снижающую содержание в ней полезных веществ. Эти же источники закисления наполняют организм свободными радикалами, которые перегружают иммунную систему. Один из признаков закисления организма -- некомфортная сухость во рту.

Вода с pH выше 8,5 является жесткой. Ниже представлены признаки, характерные для жёсткой воды:

-Формирование "шкалы" или осадка на трубопроводах и светильниках;

-Щелочной привкус, который может сделать вкус кофе горьким;

-Образование накипи на посуде, стиральной машине, бассейнах;

-Сложность в получении пены из мыла и моющих средств и образование нерастворимых осадков на одежде и т. д.;

-Уменьшение эффективности электрических водонагревателей.

По нормам СанПиН рН питьевой воды должен быть в пределах 6,5…8,5. хлоросодержащий вода обеззараживание

4) Жёсткость. Ионы металлов.

Общая жесткость определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния, и она варьируется на 4 категории:

-мягкая - 0-60 мг/л

-средней жесткости - 60-120 мг/л.

-жесткая - 120-180 мг/л.

- очень жесткая - 180 мг/л и выше.

Хотя Всемирная Организация Здравоохранения не предлагает какой-либо рекомендуемой величины жесткости по показаниям влияния на здоровье и 12 данные об отрицательном влиянии на здоровье, специфически связываемом с высокими уровнями кальция или магния в питьевой воде, отсутствуют, выделяются отрицательные качества жёсткой и мягкой воды. Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения. Мягкая вода в большей степени склонна вызывать коррозию труб, и вследствие этого в питьевой воде в распределительной системе могут присутствовать некоторые тяжелые металлы, такие как медь, цинк, свинец и кадмий, которые, в свою очередь ведут к отрицательным характеристикам воды.

По СанПиНу жесткость питьевой воды должна быть не выше 7,0 мг-экв/л.

2. Показатели и сравнение проб воды

Проведение экспериментов и отбор проб

Пробы собирались в 9 различных округах Москвы в жилых домах. Правила проведения сборов:

1. Слить воду на полной мощности в течении 10-15 минут;

2. Налить в стерильную и герметичную ёмкость воду, не менее 1-ого литра;

3. Сделать анализы в течении 5-6 часов.

Проведение опытов:

1) Пробы разлить в 4 различных ёмкости;

2) Провести тест на нитраты:

Берём первую пробирку и наливаем 10 мл исследуемой воды и 10 капель реактива Грисса (сульфаниловой кислоты и альфа-нафтиламина в разбавленной уксусной кислоте). Спустя 20 минут определяем по степени окраски приблизительное содержание нитритов: от бледно-розового до коричневого.

3) Тест на pH:

Во вторую пробирку наливаем 10 мл исследуемой воды. Погружаем в пробирку лакмусовый индикатор и прослеживаем изменение цвета: от красного до синего.

4) Тест на аммиак:

В третью пробирку с 10 мл исследуемой воды помещаем специальный реактив на измерение аммиака и ждём около пяти минут. Сравниваем цвет раствора по цветовой шкале и определяем количество аммиака.

5) Тест на жёсткость:

В четвёртую пробирку с 10 мл исследуемой воды помещаем тест-полоску для определения жесткости воды - интенсивность ее окраса меняется в зависимости от концентрации вещества в воде.

2.1 Показательная таблица

В таблице ниже представлено сравнение показателей pH, нитратов, аммиака, жёсткости между собой и с санитарными правилами и нормами (СанПиН).

Табл. 1

2.2 Сравнение полученных проб с нормами в столбчатой диаграмме

Сопоставим полученные результаты с нормами содержания отдельных веществ в воде:

Наиболее щелочную среду имеет вода из Северо-Восточного округа. В Южном, Северном и Центральном округах рН воды соответствует норме (рис. 1).

Рис. 1

Содержание нитратов в воде превышает допустимые нормы во всех округах столицы (рис. 2).

Рис. 2

Вода в Северо-Восточном районе загрязнена аммиаком и непригодна для питья, в остальных же районах содержание аммиака приемлемо (рис. 3).

Рис. 3

Жесткость воды превышает норму в 6 округах из 9 исследуемых, но опасных последствий это не имеет (рис. 4).

Рис. 4

2.3 Экологическая карта

На основе полученных данных составлена экологическая карта Москвы. Цветом отображена пригодность использования водопроводной воды: красный цвет - вода непригодна ни для питья, ни для использования в бытовых целях; желтый - вода может быть использована в бытовых целях; зеленый - вода пригодна к употреблению и использованию в бытовых целях (рис. 5).

Рис. 5

Заключение

В ходе работы были выявлены наиболее опасные для здоровья человека токсичные вещества, содержащиеся в воде. Таковыми являются: нитраты, аммиак. Немаловажен показатель кислотности и жёсткости воды.

В Южном, Юго-Западном, Западном, Северо-Восточном, Северном, Северо-Западном, Восточном и Центральном округах превышено содержание нитратов почти в 2 раза. Только Юго-Восточный округ имеет низкий показатель концентрации нитратов. Показатель pH почти у всех округов в норме, кроме Юго-Западного и Северо-Восточного. Содержание аммиака почти во всех районах опасно только при длительном употреблении, кроме Северо-Восточного и Юго-Западного округа, где показатели высоки и опасны для организма, и кроме Южного, Северного и Центрального, где показатели в норме. Жесткость в норме у всех округов, кроме Юго-Восточного. В целом, основываясь на полученных в ходе работы данных, можно сказать, что водопроводная вода в Москве плохого качества. Во всех округах, кроме Юго-восточного, употреблять воду из-под крана в пищевых целях опасно для здоровья. Водопроводная вода в трёх районах Москвы совершенно непригодна для использования ни в пищевых, ни в бытовых целях, а во всех остальных районах воду пить не рекомендуется из-за повышенного содержания в ней либо нитратов, либо аммиака.

Проблема чрезмерной насыщенности водопроводной воды химическими веществами и соединениями актуальна и требует немедленного решения, так как каждый житель Москвы ежедневно использует воду как в бытовых, так и в пищевых целях. Чтобы предотвратить проникновение опасных для здоровья веществ в воду, необходимо установить жесткий контроль за очистительными станциями и сооружениями. Для очищения поступающей в квартиру воды рекомендуется устанавливать очистительные фильтры.

Список литературы

1) СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения.

2) Ю.Ю. Елисеев - «Общая гигиена», 2006.

Размещено на Allbest.ru