Основные источники загрязнения родникой воды деревни Мулла Камыш Туймазинского района и определение ее жесткости

Автор: Фазлиахметова Резида Анваровна

учитель химии

Филиал МБОУ "СОШ № 1 с. Серафимовский" - ООШ с. Верхние Бишинды муниципального района Туймазинский район Республики Башкортостан

 

«Подземная вода есть самое большое полезное ископаемое». 

А. П. Карпинский 

 

ВВЕДЕНИЕ 

 В наши дни проблема охраны окружающей среды чрезвычайно возросла в связи со значительным, а очень часто и катастрофическим воздействием хозяйственной деятельности человека на природу.

Производственная деятельность человека нанесла биосфере-живой оболочке Земли, серьезный урон, нарушив сложившиеся за время существования планеты экологическое равновесие. Загрязнение окружающей среды в нашем сознании связывается в первую очередь с отравлением воды, воздуха, земли.

Жизнь как физико-химический процесс протекает и водной среде. Животные, растения на 70%-80% состоят из воды. В се реакции обмена веществ и организме человека протекают с участием воды или в водной среде. Но вода не только условие жизни индивидуального организма. Без нее невозможно существование биосферы, поскольку круговорот веществ и энергии в биосфере возможен только с участием воды.

Водные ресурсы Земли составляет соленая и пресная вода. На долю пресной воды приходится 2,8% от общего запаса. Теоретически водные ресурсы можно считать неисчерпаемым, если принять, что при их рациональном использованием они непрерывно возобновляются в процессе круговорота.

Люди используют воды рек, подземные и родниковые воды для хозяйственных нужд и питья. Но не всегда их качество соответствует санитарно-гигиеническим нормам и требованиям около 90% поверхностных и не менее 30% подземных вод, забираемых для нужд человека, должны подвергаться обработке. Однако из-за высокого уровня загрязнения воды водоисточников, традиционно применяемые технологии очистки воды далеко не всегда эффективны.

Цель исследования: исследовать  качественный состав, жесткость родниковой воды  деревни    Мулла-Камыш, сырую и кипяченую воду из водопровода ООШ села Верхние Бишинды

Задачи: 

·                     Определить качество воды, которую употребляет население деревни Мулла Камыш и школьники ООШ с. Верхние Бишинды

·                     Найти пути решения проблемы улучшения воды перед употреблением.

·                     Провести анализ питьевой воды из разных источников

Гипотеза: знание свойств и состава воды используемого родника и школьной водопроводной воды  позволит избежать возможных проблем со здоровьем.

Методы исследования: 

·                     Наблюдение.

·                     Опыты.

·                     Сравнение.

Работа базируется на собственных исследованиях 

Актуальность темы 

Для того чтобы хорошо себя чувствовать, человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду. На сегодняшний день сохранение и укрепление здоровья человека - одна из наиболее актуальных проблем современности.

Объект исследования – вода.

1. Основная часть  

а) Основные источники загрязнение воды.

«Вода, у тебя нет ни вкуса, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаться, не ведая, что ты такая!

Нельзя сказать, что ты необходима для жизни:  Ты сама жизнь!»

 Да, правильно. Вода – это основа всей жизни на Земле. Если без пищи человек может существовать 30-35 суток и более, то без воды смерть наступает через пять дней. «Пресная вода» - самый важный минерал на Земле» - писал Ферсман. Но проблема в последнее время становится одной из важнейших. Последствия бесконтрольного сбора отходов в водоемы оказались трагическими.

Вода весьма распространённое на Земле веществ. Почти ¾ поверхности земного шара покрыто водой, образующей океаны, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере; в виде огромных масс снега и льда , которая круглый год лежит на вершинах высоких гор и в полярных странах. В недрах земли также находится вода, пропитывающая почву и горные породы.

Вода - основа всех жизненных процессов; единственный источник кислорода в главном движущем процессе на Земле – фотосинтезе. Вода присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе,  и в почве, и во всех живых существах. Последние содержат до 80-90% воды в своей биосфере. Потери 10-20% воды живыми организмами проводит к их гибели.

 В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она захватывает некоторые примеси из воздуха.

В ней растворены различные газы и соли, находятся твердые взвешенные частички. В 1 литре пресной воды может содержаться до 1 грамма солей, тем самым вызывая  загрязнение воды.

Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ. Одним из основных загрязнителей воды  является нефть и нефтепродукты.  Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выводов в районе залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой  деятельностью: нефтедобычи, транспортировкой, переработкой и использованием  нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

Все источники загрязнения можно разделить на несколько групп. Это неорганические вещества, находящиеся в сточных водах сернокислотных, содовых, азотно-туковых, металлургических предприятий, обогатительных комбинатов. В отходах этих производств содержатся растворимые и взвешенные вещества: кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов, руды, шлаки и другое. Большую опасность представляют вещества, используемые в сельском хозяйстве. Их неправильное использование и хранение приводят к тому, что они попадают в водоемы. Органические загрязнения подразделяют по происхождению на растительные, животные и синтетические. Растительные загрязнения – остатки растений. Примеси животного происхождения представляют собой физиологические выделения людей и животных. Синтетические загрязнения-нефтепродукты, продукты органического синтеза, коксохимических производств (ПАВ, СМС и другое) Источники загрязнения водоемов СМС и ПАВ – бытовые сточные воды, предприятия текстильной и кожевной промышленности, горно-обогатительные комбинаты, нефтеперерабатывающая промышленность.

В нашей стране выявлено более 1800 очагов загрязнения подземных вод, почти 80% из которых приходятся на долю европейской части России.

Из общего объема подземных вод, разбираемых на хозяйственно-питьевые цели, 5-6% загрязнены соединениями азота, сульфитами, хлоридами, нефтепродуктами, фенолом, солями тяжелых металлов и другими вредными веществами, содержание которых превышает их ПДК в несколько раз, и наблюдается по отдельным скважинам или эпизодически.

В связи с тем, что доля поверхностных вод в централизованном водоснабжении доминирует (60% от общего объема), а их качество не соответствует санитарно-гигиеническим нормам и требованиям. Около 90% поверхностных вод и не менее 30% подземных вод подвергаются обработке. Однако из-за высокого уровня загрязнения водоисточников (особенно солями тяжелых металлов), традиционно применяемые технологии очистки воды далеко не всегда являются эффективными. Около трети населения используют для питья колодезную воду, наиболее подверженную загрязнению. По данным СЭС, каждая третья проба из этих источников не соответствуют санитарно – гигиеническим требованиям по химическим и микробиологическим показателям.

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на воздушную среду и животные организмы занимает токсичные, синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрации этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг на литр, при ПДК – 0,1 мг на литр. Эти вещества могут образовывать в водоемах слой пены, особенно хорошо заметны на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2мг на литр.

Из других загрязнителей необходимо назвать металлы ( например: ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных  полей и стоки животноводческих ферм.

Наибольшую опасность для водной среды представляют ртуть, свинец и их соединения.

Расширенное производство (без очистного сооружения) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями.  Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступлении в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных  сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий производителей, а так же в результате потерь при транспортировке, хранения и частично атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные  стоки содержат значительное количество остатков удобрений  (азотных, фосфорных, калийных),  внесенных на поля.

В ряде районов важным источником питьевой воды (пресной) является подземные воды. Раньше они считались наиболее чистым. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземных вод также подвергаются загрязнению.  Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья.

В современных условиях сильно увеличиваются потребность человека в воде на коммунально-бытовые нужды. Объем потребления воды для этих целей зависит от региона и уровня жизни, составляя от 3 до 700 литров на одного человека в сутки. В Москве, например, на одного жителя приходится около 650 литров , что является одним из самых высоких показателей в мире.

Из анализа водопользования за 5-6 прошедших десятилетий вытекает, что ежегодный прирост безвозвратного водопотребления, при котором использование  воды безвозвратно теряется для природы , составляет 4-5%. Перспективные расчеты показывают, что при сохранении таких темпов потребление и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 г. человечество  может исчерпать все запасы пресной воды.

Уже в настоящее время недостаток пресной  воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие  регионы, еще недавно  считавшиеся благополучными в этом отношении. В настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения планеты.

Большими загрязнителями окружающей среды в Республике Башкортостан являются предприятия объединения «Башнефть», которые более полувека эксплуатируют недра западной части Башкортостана. В результате этого наблюдаются значительные нарушения установившихся связей подземных и надземных природных комплексов. Несмотря  на принятые меры по повышению качества нефтепромыслового оборудования происходят аварии. Наблюдаются факты загрязнения земель нефтью, сточными водами. До 200 га земли в год выходят из оборота. В год случается до 15 тысяч порывов на трубопроводах.

Многие десятилетия химической эксплуатации нефтяных богатств республики привели не только к истощению недр, но и к серьезным экологическим осложнениям.

Не подчитано, сколько было закачано в пласты самых невероятных «коктейлей» из всевозможных растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ), углекислоты и тому подобного за десятилетия экспериментов.

 

Только на Аланском месторождении, а период с 1967-1986 гг. в пласты было закачено свыше 7,3 тыс. тонн импортных канцерогенных ПАВ. Еще раньше объединение «Башнефть» применяло «прогрессивный» способ строительства скважин,  дававший экономию цемента, металла и времени, но не обеспечивавшие надежной защиты природы: по подсчетам, 1600 скважин, а это половина всего фонда НГДУ «Туймазанефть», негерметичны. Это обстоятельство самым пагубным образом сказалось на качестве питьевой воды в родниках и речках, находящихся на территории Туймазинского района и окрестностях города Октябрьского. Так из 49родников 30 как источник питьевой воды использовать нельзя -заслонены. В результате порывов нагнетальных скважинам, соленая вода порой затопляет пашни, лесные посадки, приводит к порче земли. Так из-за выхода соленых вод на поверхность земли деревень  Мулла-Камыш и Имангулово погибли вековые лесные насаждения. В настоящее время происходит вторичное зарастание лесов менее ценными породами.

Вода, загоняемая нефтяниками в пласты и попадающая  в источники питьевой воды, насыщена различными химикатами. Об этом свидетельствует анализ воды родника деревни  Мулла-Камыш, проведенный в СЭС города Туймазы.

Показатели качеств	Ед.измерения.	Фактическое содержание.	ПДК ( питьевой воды)
pH  Общая жидкость Хлорид и натрий Сульфаты Нитриты Нитраты Ионы кальция Ионы магния Плотный осадок	Мг*экв/литр Мг/литр Мг/литр Мг/литр Мг/литр Мг/литр Мг/литр Мг/литр	6,8 28 120 68 ------ 28 68,4 32 460	6-7 7 150-180 350 10 60 60 1000

 

Заключение: данную воду без кипячения для питья использовать нельзя.

В добываемой сегодня жидкости, нефти содержится только 4%, а остальное вода, более 70млн. куб. метров в год…

Засоление и загрязнение водных объектов на нефтепромыслах Башкортостана происходит повсеместно. Так, например, содержание хлоридов в реке Ик до города Октябрьского составляет 135мг/литр, в реке Кашлыкуль 1300мг/литр, в родниках деревни  Максютово-2100мг/л, в деревни Старые Туймазы-130мг/л, в поселке Черный до 2150мг/л.

В целом содержание хлоридов в районах деятельности НГДУ «Октябрьскнефть», «Аксаковнефть», «Южарланнефть» составляет от 389 до 900 мг/л.

Я живу в деревне Мулла-Камыш. Из-за деятельности нефтяников «Октябрьскнефть» все родниковые воды нашей деревни засолены. Эту воду сельчане не используют для питья, полива, хозяйственных нужд. В начале 1990г.  нефтяники провели водопровод, и деревня снабжается водой из других источников,  вода  которых пригодна для питья. Я, являясь жителем деревни Мулла-Камыш решил исследовать состав родниковой воды.

Для сравнения родниковой воды из  родника  деревни Мулла-Камыш мы взяли водопроводную воду ООШ села Верхние (сырую и  кипяченую) , дистиллированную воду. Поставили следующий эксперимент и данные оформили в следующей таблице. №1

б) Различия между родниковой, сырой и кипяченой водопроводной, дистиллированной водой (Таблица №1) (Приложение)

в) Определение жесткости родниковой и сырой водопроводной воды комплексонометрическом методом

1) Принцип комплексонометрического метода.

Двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусная кислота (трилон Б) образует растворимые в воде внутрикомплесные соединения с катионами металлов. Эти комплексы обладают различной прочностью и образуются при определенных для каждого катиона значения рН. К числу катионов, с которыми трилон  Б образует комплексы относятся катионы Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Cu2+, Ni2+ и других. Если раствор, содержащий ионы одного вышеупомянутых металлов, ввести индикатор, дающий непрочное соединение с ионами этого металла, то при добавлении трилона Б к такому окрашенному раствору в эквивалентной точке произойдет изменение окраски. В качестве индикаторов для определения Ca2+, Mg2+ можно взять хромовый темно-синий.

Трилонометрическое определение каждого иона производится при том же значении рН при котором этот ион образует с трилоном Б соединение более прочное, чем с индикатором.

2. Необходимые реактивы и их приготовление

А) Дистиллированная вода для приготовления и разбавления проб.

Б) Раствор трилона Б

Дли приготовления раствора трилона Б берем 100мл 0,01 Н раствора сульфата магния, добавляем 5мл аммиачного буферного раствора, 5-7 капель темно-синего хромого индикатора. Раствор окрашивается в малиново-красный цвет. Медленно титруем, при интенсивном перемешивании до изменения цвета раствора до фиолетово-синего цвета. На титрование ушло 75мл 0,1 Н раствора трилона Б.

Поправочный коэффициент раствора трилона Б к данной нормальности вычисляем по формуле.

Kтр=  

Где а - расход трилона Б на титрование мл; Кмg- поправочный коэффициент 0,01Н раствора соли магния, К=1.

Кмg=0,67

В) Буферный раствор

20 мл хлорида аммония (х.ч.) растворяем в дистиллированной воде, добавляем 100  мл 25% раствора аммиака и доводим до 2 л дистиллированной водой.

Г) Раствор индикатора.

Хромовый тёмно-синий взвесим 0,5 г и растворяем его  в 20 мл аммиачного буферного раствора и доводим  до 100 мл этиловым спиртом.

Д) Раствор соли магния.

Раствор соли магния 0,1 Н концентрации готовим растворением содержимого одной ампулы стандарт титра в дистиллированной воде, после чего объем доводим до 1 л. Титр не устанавливаем.

3. Определение жесткости воды.

К 50 мл испытуемой прозрачной воды добавляем дистиллированной воды до общего объема 100 мл, 5 мл аммиачного  буферного раствора, 5-6 капель индикатора, раствор окрашивается в малиново-красный цвет. Медленно титруем раствором трилона Б, хорошо перемешивая до изменения цвета раствора в фиолетово-синий цвет. На титрование ушло 20 мл трилона Б.

Жесткость воды рассчитываем по формуле:

Ж=1000  ; мг*экв/л

Где V- объем пробы, взятой для титрования (мл),

Н- нормальность раствора трилона Б;

А- число мл раствора трилона Б, израсходованное на титрование данного объема пробы;

К- поправочный коэффициент трилона Б к данной нормальности,

Ж=1000 8  мг*экв/л

Жесткость сырой водопроводной воды ООШ села Верхние Бишинды

Ж=10000*14*0,67*0,1/50=18,76 мг*экв/л

Эксперимент показывает, что жесткость воды родника  деревни Мулла-Камыш в 3,8 раза выше нормы . А жесткость школьной водопроводной воды в 2,7 раза выше нормы . Вследствие поставленного  эксперимента мы пришли к следующему выводу: присутствие в воде значительного количества солей кальция и магния делает воду не пригодной для питья и хозяйственных нужд,  присутствие хлорид ионов в значительном количестве делает воду не пригодной и для полива растений.

Заключение.

Население, проживающие на территории Верхнебишиндинского сельсовета, используют для питья и хозяйственных нужд колодезную или родниковую воду. Колодезная вода- это вода наиболее подверженная загрязнению. По данным СЭС, каждая третья проба из этих источников не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям по химическим и микробиологическим показателям. На территории нашего сельсовета расположены большое количество нефтедобывающих установок НГДУ «Октябрьскнефть»

За многие десятилетия добычи нефти и закачивания в отработанные пласты самых невероятных «коктейлей» из всевозможных растворов привели к тому, что поверхностные и родниковые воды на нашей территории сильно загрязнены. Как питьевую воду нельзя. Мы исследовали   качественный состав, жесткость родниковой деревни    Мулла-Камыш, сырую и кипяченую воду из водопровода ООШ села Верхние Бишинды. В результате этого исследования мы установили: родниковая вода д. Мулла-Камыш и сырая водопроводная вода ООШ с. Верхние Бишинды имеет большую жесткость, а  в родниковой воде деревни Мулла Камыш содержание хлорид ионов сильно завышены. Это вода непригодна для хозяйственных нужд и питья.

Администрации ООШ с. Верхние Бишинды рекомендуем поставить фильтр глубокой очистки воды в школьном  водопроводе.

 

Литература:
1.    Общая химия. Глинка Н.А.
2.     Природные условия Башкортостана. Фаткуллин  Р.А
3.     Химия. 11 класс. Габриелян О.С.
4.     Экология. 9 класс. Криксунов Е.А.
5.     Основы аналитический химии. Астафуров В.И.
6.     Химия в школе. №,1998,№8,2004
7.     Инструкция к набору химических реактивов для определения жесткости воды.