Алексеева Н.И. 30 ноября 2000 11:39:46

**************Ecological Cooperation Project*****************
* eco@fadr.msu.ru http://fadr.msu.ru/ecocoop/eco *
*************************************************************

> ПРОВЕДЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОГО АНАЛИЗА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
>
> Неделько Юлия, ученица 9 класса
> - Общеобразовательная средняя школа ? 7 г. Сосновый Бор, Ленинградская
> область
> Руководитель работы: учитель биологии Алексеенко З.А.
>
> В настоящее время окружающая среда все больше влияет на состояние здоровья
> человека, особенно на детей. Ухудшение санитарно-гигиенического состояния
> окружающей среды сопровождается существенным снижением качества питьевой
> воды. Следствием чего увеличивается число желудочно-кишечных заболеваний,
> заболевания щитовидной железы, дифтерии, появление кариеса, все больше
> регистрируются случаи нарушения обмена веществ и др.
> Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном
> отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные
> органолептические (запах, привкус, цветность и мутность) свойства. Поэтому
> перед употреблением вода предварительно соответствующим образом
> подготавливается. В городских условиях подготовкой воды занимается
"фабрика
> воды" - водопроводная станция.
> Качество водопроводной воды должно соответствовать гигиеническим
нормативам
> содержания вредных веществ в питьевой воде [1]. Контроль за качеством
> подготовленной питьевой воды осуществляется систематически государственной
> санитарно-эпидемилогической службой города только в части эпидемических и
> органолептических показателей. В этой связи целью настоящей работы
являлось
> проведение анализа элементного состава питьевой воды с целью подготовки
> экспериментальных материалов для составления, в дальнейшем, экологического
> паспорта школы.
> В данной работе силами учащихся школы выполнялись все подготовительные
> работы по отбору проб воды, а собственно анализ химического состава этих
> проб были выполнены в НИИ физики Санкт-Петербургского государственного
> университета. В качестве объекта исследований были выбрана питьевая вода,
> которая поступает в школу из городской водопроводной сети. Для проведения
> анализа элементного состава были выбраны следующие пробы воды:
> - вода сырая, отстоянная и затем отфильтрованная (проба 1),
> - вода кипяченая, отстоянная и затем отфильтрованная (проба 2),
> - вода сырая, неотстоянная (проба 3),
> - вода кипяченая, неотстоянная (проба 4).
> Объем каждой пробы воды составлял 100 мл. Для отбора проб воды
использовался
> комплект лабораторной стеклянной химической посуды: кварцевые стаканы
> емкостью 500 мл и 200 мл с нанесенными на их гранях мерными делениями,
колбы
> с притертыми пробками, стеклянная воронка, многослойные бумажные фильтры и
> спиртовка. Транспортировка приготовленных проб воды осуществлялась в
> стеклянной таре емкостью 150 мл, снабженная плотно закрывающейся крышкой.
> Перед проведением отбора проб вся стеклянная посуда подвергалась горячей
> стерилизации. Отбор и обработка проб проводились по методике лаборатории
> физики аэрозолей..
> Все четыре подготовленные пробы воды отправлялись в НИИ физики
> Санкт-Петербургского государственного университета, где в лаборатории
физики
> аэрозолей на рентгеновском анализаторе МЕКА-1044 проводился их элементный
> анализ.
> Для определения первого обобщенного показателя качества питьевой воды - ее
> водородного показателя pH - использовалась проба 3 (сырая неотстоянная
> вода). Определение величины показателя pH производилось с помощью теста
> "Экопротект" из комплекта экологической набор - лаборатории "Пчелка-У"
[2],в
> соответствии с методикой этого комплекта.
> Величина второго обобщенного показателя питьевой воды- общая жесткость g -
> определяется путем суммированием величин концентрации в воде элементов
> кальция (Ca) и магния (Mg): g = (m / m) Ca + (m / m) Mg ,
> где: m - концентрация химического элемента в пробе воды и m - значение
> молекулярной массы этого элемента. Измерения проводились с использованием
> ядерно-физических (нейтронно-активационного и рентгенно-флуоресцентного)
> методов.
>
>
> Как следует из результатов, ни в одной из проб не зарегистрировано
> присутствие в питьевой воде очень важных для жизнедеятельности человека
> химических элементов - фтора (F) и йода (I).
> Предполагая, что чувствительность ядерно-физических методов для
регистрации
> концентрации этих элементов может быть недостаточной, было принято решение
> провести уточнение содержания в питьевой воде элементов F и I. С этой
целью
> было предложено использовать гидрохимический метод анализа элементного
> состава воды.
> Для проведения такого анализа два экземпляра пробы 3 (сырая неотстоянная
> вода) отправлялись в НИИ химии Санкт-Петербургского государственного
> университета, где в лаборатории гидрогеологии, с использованием
> гидрохимического метода, определялось наличие в воде F и I и их
> концентрация.
>
> Из полученных результатов анализа проб питьевой воды следует, что
> ее элементный состав может быть охарактеризован следующими показателями:
> Элементы 1 класса опасности.
> Во всех пробах воды отмечено только наличие "следов" ртути (Hg).
> Зарегистрированные в этом случае концентрации этого элемента значительно
> ниже величины погрешности измерений и поэтому не могут быть определены
> количественно.
> Элементы 2 класса опасности.
> Во всех пробах воды зарегистрировано:
> - значительное (более чем на порядок) превышение норм ПДК по алюминию
(Al),
> - незначительное (в пределах погрешности измерений) превышение норм ПДК по
> кремнию (Si) и селену (Se),
> - содержание свинца (Pb), соответствующее норме ПДК,
> - "следы" ниобия (Nb) и вольфрама (W), концентрация которых значительно
ниже
> величины погрешности измерений.
> Зарегистрированная концентрация остальных элементов 2 группы
> опасности -значительно ниже норм ПДК.
> Элементы 3 класса опасности.
> Во всех пробах воды зарегистрировано:
> - весьма значительное (на полтора порядка и более) превышение норм ПДК по
> хлору (Cl),
> - значительное (более чем в два раза) превышение норм ПДК по магнию (Mg),
> - превышение, в пределах погрешности измерений, норм ПДК по хрому (Cr).
> Зарегистрированная концентрация остальных элементов 3 группы опасности
> существенно ниже норм ПДК.
> Зарегистрированные в пробе исследуемой воды концентрации элементов фтора
(F)
> и йода (I), равные соответственно 0,005 и 0,001 мг/л, на три порядка ниже
> допустимых норм ПДК и поэтому могут расцениваться только как наличие
> "следов" этих элементов в питьевой воде. Несмотря на то, что фтор
относится
> ко 2 классу опасности химических элементов, наличие его в питьевой воде,
> также как и йода, относящегося к 4 (безвредному) классу опасности,
> необходимо для нормальной жизнедеятельности человеческого организма,
> особенно детского.
> Результаты оценки обобщенных показателей химического состава питьевой
воды,
> свидетельствуют, что:
> - величина водородного показателя pH = 5,0 + 0,5 близка к значению ПДК и,
> следовательно, исследуемая питьевая вода по своему химическому составу
почти
> нейтральна,
> - значение показателя общей жесткости воды g = 2 - 3 ммаль / л,
практически
> одинаковое для всех проб воды, существенно ниже допустимого уровня.
> Известно, что наименее минерализованными водами являются атмосферные
осадки.
> Как следует из результатов исследования химического состава атмосферных
> осадков (снега) в районе города Сосновый Бор, описанных в работе [4],
> величина показателя жесткости снежной воды не превышает значения g = 1
ммоль
> / л. Поэтому зарегистрированный в настоящей работе показатель жесткости
воды
> g = 2 - 3 ммоль / л, свидетельствует о сравнительно низкой минерализации
> исследуемой питьевой воды.
> Из проведенного анализа результатов измерений элементного состава питьевой
> воды в школе следует, что:
> Зарегистрированная концентрация элемента 1 класса опасности - ртути -
> значительно ниже величины погрешности измерений и поэтому может быть
> классифицирована как наличие "следов" этого элемента.
> Наличие избыточной концентрации многих элементов 2 и 3 класса опасности
> характерно для источников природных вод северо-западного региона России.
> Высокий уровень концентрации хлора может быть объяснено только процессом
> интенсивного хлорирования при биохимической обработке воды перед ее
подачей
> в водопроводную сеть города.
> Питьевая вода водопроводной сети характеризуется отсутствием в ней весьма
> важных для жителей города, особенно для детского организма, химических
> элементов - фтора и йода.
> Зарегистрированные значения обобщенных показателей качества воды -
> водородного параметра pH и общей жесткости g - свидетельствуют, что
> исследуемая питьевая вода по своему химическому составу практически
> нейтральна.
>
> Литература
> 1. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды
централизованных
> систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Санитарные правила и
> нормы.
> Сан ПиН 2.1.4.559 - 96.- М.: Минздрав РФ, 1996. - 134 с.
> 2. Паспорт и технические характеристики набор-лаборатории "Пчелка-У".-
СПб.:
> АО НПП "КРИСМАС+", 1997. - 28 с.
> 3. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды.
> Глава 1.3. Нормативы контроля параметров вод. - СПб.: изд. "Экометрия",
> 1998.- 851 с.
> 4. Андреев С.Д., Ивлев Л.С., Кудряшов В.И. и др. Аэрозольные исследования
в
> районе Санкт-Петербурга, включая восточную часть Финского залива. //
> Экологические вести. - 1999. - ? 1. - С. 55-60.
>
> Carrying out the element analysis of consumption water
>
> Julia Nedelko, student of the ninth form
> - Secondary school ? 7, Sosnovy Bor, Leningrad region
> Master of work: biology teacher Z.A. Alekseenko
>
> Annotation
> Water quality of water-supply must meet the hygienic norm of harmful
> substances content. In particular, consumption water composition must be
> safe. This work is dedicated to the element composition analysis of
> consumption water fed to school from the town supply and determination of
> generalized indices of its quality, i.e. hydrogenous parameter and general
> water hardness.
> Carrying out the water chemical analysis demands rather complicated
> laboratory equipment and therefore all the preparatory work of selection
of
> water samples was fulfilled in this school but the determination of
element
> composition of these samples was carried out in St. Petersburg State
> University where nuclear-physical and hydrochemical analysis method can be
> used.
> The samples of unboiled and boiled water were chosen as investigation
> objects. One sample of unboiled water and one sample of boiled water were
> analysed. Two other analogous samples were held beforehand in a dark room
> for five days.
> From the obtained results it follows:
> - the registered mercury concentration in all the consumption water
samples
> (mercury is the first class danger element) is much lower than the
> measurement inacuracy value and it can be qualified as presence of signs
of
> the element;
> - excessive concentration of the elements of the second and third class
> danger is typical for the sources of natural water in the North-West
region
> of Russia;
> - the high concentration of chlorine in all the water samples can be
> explained by the extensive chlorination of water during its biochemical
> treatment before feeding it into the town water-supply;
> - the consumption water of the town water-supply is characterized by the
> absence of chemical elements like fluorine and iodine which are rather
> important for vital activity of human, especially for children;
> - the registered values of generalized qualitative indices of water, the
> water-supply parameter and general hardness show that the investigated
> consumption water by its chemical composition is practically neutral.
>
>
>
>
>