Geum.ru

Тема: «Питьевая вода вред или польза?»

Вид материалаДокументы
Определение содержания ионов аммония (NH4)
Определение содержания нитрит - ионов(NO2)
Определение содержания нитрат - ионов (NO3)
Определение содержания ионов железа (Fe)
Определения содержания ионов марганца (Mn)
Определение воды на жесткость
Определение содержания ионов кальция (Ca
Определение содержания гидрокарбонат - ионов (HCO3 )
Характеристика объекта исследования
Анализ проведенных исследований и обсуждение
Подобный материал:
1   2   3

Описание применяемых методик

Исследования проводились с использованием нескольких видов воды: из горячего и холодного кранов, воды марки «Пойковчанка», воды, отфильтрованной фильтром АКВАТЕК, из столовой сп. Каркатеевы.

Первые пробы исследовались 5 ноября 2007 г. в Федеральном государственном университете «Центр Лабораторного анализа и технических измерений по Федеральному округу» города Ханты-Мансийска. Повторный анализ проводился 9 ноября 2008 г.

Анализ проб воды проводился по методике определения ионов согласно методическим пособиям [8].

Определение содержания ионов аммония (NH4+)

Для освобождения мешающего влияния ионов железа, осаждаем AL2O3 на 150мл пробы добавляем 2-3мл AL2O3

Fen++nOH- Fe(OH)n

Затем к пробам приливаем по 1мл сигментовой соли и реактива Неслера (приложение 1)

Определение содержания нитрит - ионов(NO2- )

Берём 50 мл. фильтрованной робы и дистиллированную воду (50мл.)

К каждой пробе приливаем 2 мл реактива Гриса и оставляем на 40 минут (приложение 1)

Определение содержания нитрат - ионов (NO3-)

К 10мл, пробы добавляем по 2мл раствора салициловой кислоты, и выпаривать в водяной бане. Затем добавляем 2мл серной кислоты и оставляем на 10минут. После чего добавляем 10 мл дистиллированной воды и по 15 мл раствора NaOH и сигнетовой соли (приложение 1).Переносим в мерную колбу вместимостью 50мл и доводим объём дистиллированной водой до 50 мл. Охлаждаем и сразу замеряем оптическую плотность (K=0,06 длина волны 400).

Определение содержания ионов железа (Fe2+)

Отбирают 50мл пробы. При необходимости проводят подготовку, приливают 1мл 10%-го раствора гидрохлорида гидроксиламина и кипятить уменьшения объема в 2 раза. Пробу охлаждают и переливают в мерную колбу (50мл).Приливают 10мл ацетатно-аммонийного буферного раствора 2 мл о-фенатролина доводят до метки холостой водой. Перемешивают и оставляют на 10-15минут после чего замеряют оптическую плотность (K=0,1929 длина волны=490).

Определения содержания ионов марганца (Mn2+)

Берём 50мл пробы. Затем приливаем 5мл формальдоксина, приливаем 5мл дистиллированной воды. Затем к пробе добавляем 5мл раствора аммиака и оставляем на 5 минут. После чего приливаем раствор трилона Б, 5мл. гидрохлорида гидроксилимина.

Определение воды на жесткость

Берём 100мл пробы и к ней добавляем 5мл буферного раствора и 10-15 мг порошка индикатора. Титруем раствором трилона Б до изменения цвета в голубую окраску. Замеряем количество ушедшего на титрование трилона Б и вычисляем жесткость по формуле:

Cх=Стр*Vтр*1000=

V

где: Сх - общая жесткость; Стр.- концентрация трилона Б (0,017), Vтр - объём трилона Б, пошедшего на титрование; V- объём воды (1000мл).

Определение содержания ионов кальция (Ca2+)

Берём 10мл пробы добавляем 2мл 8%-го раствора NaOH и 0,1-0,22мл. муликсина . Титруем раствором трилона Б до красной окраски. Замеряем количество ушедшего на титрование трилона Б и вычисляем жесткость по формуле:

Сх=20,04*Стр-Vтр*1000

V

где: Стр. - концентрация трилона Б (0,017), Vтр - объём трилона Б, пошедшего на титрование; V - объём воды (100мл.); 20,04-млэквивалент кальция.

(Эквивалентом элемента называют такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях).

Определение содержания гидрокарбонат - ионов (HCO3 -)

Берём 100мл. пробы , добавляем 10 капель смешанного индикатора и приливаем соляную кислоту(HCl) 0,05 моль\дм3 что бы проба изменила цвет на малиновую окраску и добавляем ещё 4-5мл HCl. После кипятим в течении 10 минут, охлаждаем и титруем раствором Буры до зелёной окраски. Замеряем объём Буры, пошедший на титрование, и вычисляем концентрацию гидрокарбонатов по формуле:

С=61,02(Ск*Vк-Сб*Vб*1000)

V

Определение содержание хлорид – ионов (Cl-)

Берём по 100мл каждой пробы, добавляем 0,3мл смешанного индикатора азотистой кислоты до изменения окраски до желтой.

После чего титруем 0,05Н раствором нитрата ртути до изменения окраски до синей. Замеряем кол-во, ушедшее на титрование, и вычисляем по формуле:

Х=(Vn-Vo)*0.05*35,45*1000

V

где: Vn-объём раствора нитрата ртути, затраченный на титрование; Vo-объём нитрата ртути, затраченный на титрование; 35.45-Мr хлорид-иона; V-объём пробы.


Характеристика объекта исследования

Вода — на первый взгляд простейшее химическое соединение двух атомов водорода и одного атома кислорода — является, без всякого преувеличения, основой жизни на Земле. В природе вода никогда не встреча­ется в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального рас­творителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соеди­нений, соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород.

Кальций, поступающий в организм, обладает благоприятной для человека способностью уплотнять клеточные и межклеточные коллоиды, а также влиять на процессы образования клеточной оболочки. Выявлена способность ионов кальция уплотнять клеточную оболочку и снижать клеточную проницаемость, что приводит к снижению кровяного давления, а при недостаточной концентрации ионов кальция происходит растворение межклеточных спаек, разрыхление стенки кровеносных капилляров и увеличение клеточной проницаемости, что приводит к повышению кровяного давления. Магний также необходим человеческому организму, он содержится в каждой клетке тела человека и постоянно вводится в организм с пищей и с водой. Выявлено также негативное влияние повышенного содержания магния на нервную систему человека, способность его вызывать обратимое угнетение центральной нервной системы, так называемый магниевый наркоз. Первоначально магний, поступающий в организм человека в более высоких дозах, чем это предусмотрено гигиеническими нормативами, поражает двигательные нервные окончания, а при более высоких концентрациях распространяет свое влияние и на центральную нервную систему. Наркотическое влияние магниевых солей подавляется ионами кальция. В каждой клетке организма значительная часть ионов магния находится в связанном состоянии с белками плазмы. Вода, содержащая ионы железа, при отстаивании или нагреве приобретает желтовато-бурую окраску [6].

Каков минеральный состав "средней" воды? Понятно, что никакой "средней" воды нет и быть не может, поэтому ее необходимо "придумать". В качестве таковой используется гипотетическая вода, в которой концентрация элементов соответствует рекомендациям ВОЗ. Сделано это потому, что по данным ВОЗ именно такое предельно содержание каждого из элементов в воде делает ежедневное ее употребление безопасной для здоровья. Таким образом, в качестве потребляемой принимается некая вода, в которой содержание основных биоэлементов равно максимально допустимому с точки зрения безопасности для здоровья. В реальности содержание большинства элементов в воде гораздо меньше ПДК [10].

Анализ проведенных исследований и обсуждение

Авторов заинтересовал вопрос: «Химический состав какого вида воды соответствует санитарно – эпидемиологическим нормам? »

Авторы использовали кипячение и отстаивание для очистки водопроводной воды. При отстаивании осадок приобретает желто-бурую окраску. Это сви­детельствует о выпадении гидроксида желе­зами Fe(ОН)3. Он появляется в результате окисления соединений двухвалентного же­леза кислородом воздуха до трехвалентного со­стояния. Соли трехвалентного железа легко гидролизуются (присоединяются ионы ОН- ), коагулируют (слипаются в более круп­ные частицы) и оседают на дно (приложение3, рис.1).

Исследования проводились в лаборатории Федерального государственного университета «Центр Лабораторного анализа и технических измерений по Федеральному округу» города Ханты-Мансийска. Авторы провели анализ состава горячей и холодной воды из крана, воды марки «Пойковчанка», отфильтрованной воды из столовой сп. Каркатеевы (фильтр АКВАТЕК). Результаты анализа проб воды представлены в таблице 2.

Таблица 2

Химический анализ различных проб воды, проведенный в ноябре 2007 года


№
NH4+

мг/дм3
NO3-

мг/дм3
NO2-

мг/дм3
Fe2+

мг/дм3
Mn2+

мг/дм3
Cl-

мг/дм3
Ca2+

мг/дм3
HCO3-
Общая

жесткость

1
1,6
0,3
0
3,38
0,02
94,8
6,5
6,3
0,8

2
1,8
0,1
0
0,274
0,061
93,06
5,6
6,3
0,88

3
0
0
0
0,021
0,013
4,45
0,17
0,1
0,25

4
0,015
2,2
0
0
0,007
135,6
24,3
3,9
1,5

ПДК
2,5 мг/дм3
45

мг/дм3
3,3

мг/дм3
0,3

мг/дм3
0,1

мг/дм3
350

мг/дм3
35

мг/дм3
0,3-0,5

мгэкв/дм3 *
7-10

ммоль/дм3



*ПДК- предельно допустимая концентрация

1- вода из холодного крана

2- вода из горячего крана

3- вода марки «Пойковчанка»

4- вода из столовой сп. Каркатеевы (фильтр АКВАТЕК)


По результатам исследования в пробах 1 и 2 концентрация гидрокарбонат - ионов превышает предельно допустимую в 12,6 раза. Концентрация ионов железа в воде из холодного крана в 11,2 раза превышает ПДК.

Для проверки данных решили провести повторный анализ проб воды из холодного и горячего крана, результаты которого представлены в таблице 2.

Таблица 3

Химический анализ различных проб воды, проведенный в ноябре 2008 г.


№
NH4+

мг/дм3
NO3-

мг/дм3
NO2-

мг/дм3
Fe2+

мг/дм3
Mn2+

мг/дм3
Cl-

мг/дм3
Ca2+

мг/дм3
HCO3-
Общая

жесткость

1
1,1
1,7
0,013
0,43
0,086
80,3
3,61
3,234
0,91

2
0,78
1,44
0,006
0,7
0,013
93,06
4,01
3,844
0,84

ПДК
2,5 мг/дм3
45

мг/дм3
3,3

мг/дм3
0,3

мг/дм3
0,1

мг/дм3
350

мг/дм3
35

мг/дм3
0,3-0,5

мгэкв/дм3 *
7-10

ммоль/дм3


*ПДК- предельно допустимая концентрация

1- вода из холодного крана

2- вода из горячего крана

По результатам исследования в пробах 1 и 2 концентрация гидрокарбонат - ионов превышает предельно допустимую в 6 раза. Концентрация ионов железа в воде из холодного крана в 1,4 раза превышает ПДК, а в воде из горячего крана в 2,3 раза. Уменьшение концентрации ионов связано с мероприятиями по очистке холодной воды в сп. Каркатеевы.

Из результатов исследования видно, что по содержанию ионов кальция, хлорид - ионов, ионов марганца, нитрат - ионов, нитрит - ионов все 4 пробы пригодны для употребления в пищу. Пробы воды из горячего и холодного крана превышают предельно допустимую концентрацию гидрокарбонат - ионов в более чем в 12,6 раза. Пробы воды из холодного крана превышают предельно допустимую концентрацию ионов железа в 11,2 раза.

По данным ВОЗ, смертельная доза железа принятого внутрь составляет от 40 до 250 мг/кг массы тела. При этом развивается геморрагический некроз (разрушение) и отслойка участков слизистой оболочки желудка. Безопасная суточная доза железа по рекомендациям Экспертного Комитета ВОЗ по пищевым добавкам составляет 0,8 мг/кг массы тела. Исходя из этой дозы, была рассчитана ПДК железа в питьевой воде — 0,3 мг/л. Наши исследования показали, что не рекомендуется употреблять воду п.Каркатеевы из холодного крана в сыром виде.

Далее изучалось действие проб воды, забор которых проводили в ноябре 2008 года, на проростки семян астры. Замерялась высота побега, подсчитывалось количество листков. Результаты исследований представлены в таблицах 4,5,6.

Таблица 4

Результаты наблюдений за проростками астры при поливе водой из холодного крана

№

образца


Дата
Кол-во

побегов
Кол-во

листков
Средняя высота побега



№1
05.04
3
13
3см

20.04
3
17
4,5см

04.05
3

24
5,5см


При поливе растений водой из холодного крана количество побегов сохранилось, увеличивалось количество листьев и высота побега (приложение 3, рис. 2)

Таблица 5

Результаты наблюдений за проростками астры при поливе водой из горячего крана


№ образца
Дата

Кол-во побегов
Кол-во листов
Средняя высота побега

№2
5.04
3
9
2.5см

20.04
3
13
3.5см

4.05
3
18
4.85см



При поливе растения водой из горячего крана количество побегов сохранилось, наблюдался прирост листьев (приложение 3, рис. 3)

Таблица 6

Результаты наблюдений за проростками астры при поливе водой из столовой сп. Каркатеевы (фильтр АКВАТЕК)


№ образца
Дата

Кол-во побегов
Кол-во листов
Средняя высота побега

№3
5.04
3
12
4

20.04
3
16
5

4.05
3
20
5.5



Количество побегов сохранилось, прирост листьев был равномерным (приложение3, рис.4).

Сравнение результатов влияния проб воды на проростки астры представлены на гистограммах 2-3 (приложение 3).


Заключение

Для очистки водопроводной воды в домашних условиях можно использовать кипячение и отстаивание. При отстаивании в результате окисления соединений двухвалентного же­леза кислородом воздуха до трехвалентного со­стояния, т.к. соли трехвалентного железа присоединяются ионы ОН- , коагулируют и оседают на дно.

Пригодными для употребления в пищу являются пробы из холодного крана, из горячего крана, из столовой сп. Каркатеевы (фильтр АКВАТЕК), марки «Пойковчанка» по содержанию ионов кальция, хлорид - ионов, ионов марганца, нитрат - ионов, нитрит – ионов. Пробы воды из горячего и холодного крана превышают предельно допустимую концентрацию гидрокарбонат - ионов в 10 раз. Пробы воды из холодного крана превышают предельно допустимую концентрацию ионов железа в 11,2 раза, поэтому вода не пригодна для употребления в сыром виде. Изучая действие воды из холодного и горячего кранов, питьевой воды марки «Пойковчанка» на проростки семян астры, авторы пришли к выводу, что химический состав воды (например, повышенное содержание ионов марганца) влияет на рост и развитие проростков.


Вывод

В результате анализа химического состава питьевой воды, выявлен ионный состав различных проб, проведен сравнительный анализ соответствия концентрации ионов с предельно допустимой концентрацией. Выявлено, что качество водопроводной воды по санитарно-химическим показателям не соответствует требованиям Сан ПиН 2.1.4.1074-01. Употреблять в сыром виде возможно только питьевую воду марки «Пойковчанка».