Дипломная работа: Сравнение некоторых показателей качества питьевой воды в г. Южно-Схалинске

Анализ материалов о транспорте, распределении, путях выведения металлов из организма показал, что они, в свою очередь, связаны с рядом тех же физических, химических свойств, как самих металлов, так и поступающих в организм соединений. Основное значение имеет циркуляция металлов в виде свободных ионов, прочность образуемых ими связей с биокомплексами, растворимость последних и химические превращения поступивших соединений – быстрота диссоциаций, растворимость образующихся после диссоциации или гидролиза соединений и т.д.

Прочность связей, степень сродства катионов металлов к функциональным химическим группировкам в организме, также может определять не только общую токсичность, но избирательность или специфичность действия, что подтверждается на примере такой распространенной во всех тканях и вместе с тем такой биологически важной функциональной группе – сульфгидридной. Так, специфическое повреждение почек такими металлами как, как ртуть или кадмий, объясняют высоким сродством их к SH-группам ткани почек (также и особо высоким содержанием последних в почках).

Глава 2 Материалы и методы исследования

2.1 Состояние качества питьевой воды в г.Южно-Сахалинске и Сахалинской области на начало 2004 года

В области только в 7 муниципальных образованиях (в Тымовском, Поронайском, Холмском, Смирныховском, Анивском, Ногликском, Невельском районах) разработаны и действуют целевые программы по обеспечению населения доброкачественной питьевой водой. Однако финансирование мероприятий по вопросам водоснабжения из бюджетов муниципальных образований осуществляется недостаточно.

Не решены вопросы организации зон санитарной охраны в Александровск-Сахалинском, Анивском, Макаровском, Невельском, Холмском районах.

Коммунальные водопроводы не имеют необходимого комплекса водоподготовительных сооружений в 100% Охинском, в 50% Курильском и Углегорском, в 80% Невельском, в 66% Александровск-Сахалинском районах, в 87% в г. Южно-Сахалинске.Отсутствуют обеззараживающие установки в 75% на водопроводах в Курильском, в 20% в Невельском, в 43% Томаринском районах, в 83% г. Южно-Сахалинске.

Не соответствуют санитарным требованиям по комплексу водоподготовительных сооружений на 85% ведомственных водопроводах в г. Южно-Сахалинске, на 40% в Холмском, на 100% в Углегорском, на 50% в Томаринском, на 100% в Курильском районах.Не обеспечены обеззараживающими установками 33% водопроводов в Долинском, 100% в Курильском, 50% в Томаринском районах, 84% в г. Южно-Сахалинске.

В источниках централизованного водоснабжения за 2003 год удельный вес неудовлетворительных проб по санитарно-химическим показателям увеличился на 4,3% .Наиболее неудовлетворительное качество воды водоемов 2 категории по санитарно-химическим исследованиям зарегистрировано в Поронайском, Холмском районах, в г. Южно-Сахалинске.

Увеличиваются обьемы сброса загрязненных вод без очистки и обеззараживания в поверхностные водные обьекты. Из общего обьема сточных вод проходят через очистные сооружения только 58%. Из-за длительной эксплуатации без провидения капитальных ремонтов ежегодно снижается эффективность работы очистных сооружений (Дарижапов, 2004).

2.2 Характеристика районов г.Южно-Сахалинска в которых происходило исследование качества питьевой воды

Мониторинг качества питьевой воды проводился в период с 12 января 2004 г. по 29 декабря 2006 г. За этот период анализу было подвергнуто 302 пробы воды. Из них 248 пробы исследованы работниками городской СЭС с помощью атомно-адсорбционного метода и, соответственно, нами исследовано 54 пробы методом инверсионной вольтамперометрии.

Исследования качества питьевой воды проводили в пяти районах г.Южно-Сахалинска в течение 2004-2006 гг. Среди исследуемых районов нами были выбраны следующие:

1) Школа № 34 в п. Новоалександровск.

2) Водовод I в п. Луговом.

3) Квартал образованный пересечением ул. Комсомольской, ул. Пуркаева, ул. Ленина и пр. Победы.

4) Район ул. Авиационнаой.

5) Район военного городка (пр. Мира 380-391).

Последний объект (военный городок) выбран не случайно, так как он не подведомственен Сахалинскому водоканалу и сравнение результатов проб полученных в данном районе с 4 выше перечисленными, может служит критерием степени очистки воды проводимой на водоочистных сооружениях города.

Число проб подвергнутых анализу в период с 2004-2006 годы приведено в таблице 1.

Таблица1. Число проб отобранных в период с 2004-2006 годы.

Число за скобками показывает общее количество проб. В скобках, левая цифра указывает количество проб, подвергнутое полному санитарно-химическому анализу, а правая - сокращенному санитарно-химическому анализу. Кроме этого, мы исследовали ежегодно по 1 пробе в четырех районах выше указанных районах города. Полученные данные соответствует тем, которые предоставили нам работники СЭС.

2.3 Отбор проб воды для санитарно-химического исследования. ГОСТ 4979-69 от 1 февраля 2001 года

Для отбора проб воды для санитарно-химического анализа брали бутыль емкостью два литра с притертой пробкой. Перед отбором проб бутыль не менее двух раз ополаскивали водой подлежащей исследованию.

Бутыль наполняли водой до верха. При закрытии бутыли верхний слой воды сливали так, чтобы под пробкой оставался не большой слой воздуха

На каждую бутыль составляли сопроводительный документ, в котором указывали дату отбора, наименование и местонахождение источника.

Анализ проводили не менее чем через три часа после взятия пробы.

2.4 Метод инверсионной вольтамперометрии (Соловьев, 1998)

Измерение концентрации ионов металлов в пробах питьевой воды мы проводили с помощью анализатора инверсионного вольтамперометрического «АКВ-07МК».

Измерение массовой концентрации элементов в растворах проб определяли «методом стандартных добавок», не требующим построения градуированной кривой. Метод стандартных добавок включает регистрацию вольтамперограмм при одних и тех же параметрах измерений серии следующих растворов:

1) фонового электролита;

2) пробы, подготовленной к измерениям;

3) той же пробы, в которую вводят добавки растворов измеряемого иона, с известной концентрацией (рабочих растворов).

Результата измерений рассчитывали сравнением величин аналитических сигналов полученных вольтамперограмм.

В таблице 2. представлены диапазоны и границы погрешностей результатов измерений по ГОСТу Р 8563-96.

Методика обеспечивает получение результатов анализа массовой концентрации ионов кадмия, свинца, меди, цинка, мышьяка, ртути, серебра и селена в пробах питьевой, природной, морской и очищенной сточной воды с погрешностью, не превышающей значения в таблице 2. при доверительной вероятности Р=0,95 нормы погрешности измерений.

Таблица 2. Диапазоны и границы погрешности результатов измерений.

Нами было исследовано три группы следующих элементов

1) Кадмий, медь, свинец, цинк, железо.

2) Мышьяк, ртуть.

3) Серебро, селен.

2.4.1 Приготовление вспомогательных растворов для измерения концентрации ионов металлов в пробах питьевой воды

2.4.1.1 Приготовление основных стандартных растворов ионов кадмия, свинца, меди, железа, цинка, ртути, мышьяка, селена и серебра.

Вскрывали стеклянную ампулу стандартного образца соответствующих растворов ионов кадмия, свинца, меди, цинка, железа, ртути, мышьяка, селена и серебра с концентрацией 1,0 мг/см3 , каждый раствор выливали в сухой стакан, 5,0 см3 раствора с помощью пипетки вместимостью 5,0 см3 переносили в мерную колбу объемом 50 см3 и доводили до метки бидистиллированной водой.

2.4.1.2 Приготовление аттестованных растворов ионов кадмия, свинца, меди, цинка, железа, ртути, мышьяка, селена и серебра.

Аттестованные растворы с концентрацией 1,0 и 10,0 мг/дм3 готовили отдельно для каждого иона из ранее приготовленных основных растворов, разбавляя их дистиллированной водой.

Объем основных растворов и мерных колб, массовая концентрация исходных и приготовленных растворов ионов кадмия, свинца, меди, цинка и железа и другие необходимые сведения приведены в таблице 3.

Таблица 3. Приготовление аттестованных смесей (АС) растворов ионов кадмия, свинца, меди, цинка, железа, ртути, мышьяка, селена и серебра

2.4.1.3 Приготовление раствора азотной кислоты концентрацией 1 М.

В мерную колбу объемом 1000 см3 помещали 200-300 см3 бидистиллированной воды и вносили цилиндром 70 см 3 концентрированной азотной кислоты, (р = 1,42 г/см3) перемешивали, охлаждали и доводят до метки бидистиллированной водой.

2.4.1.4 Приготовление раствора азотной кислоты концентрацией 0,1 М.

В мерную колбу вместимостью 1000 см3 вносили пипеткой, 7,0 см3 концентрированной азотной кислоты и доводили до метки бидистиллированной водой.

2.4.1.5.Приготовление хлороводородной кислоты концентрации 1 М.

В мерную колбу объемом 1000 см3 помещали 200-300 см3 бидистиллированной воды и вносили цилиндром 80 см3 концентрированной хлороводородной кислоты, (р=1,19 г/см3) перемешивали, охлаждают и доводили до метки бидистиллированной водой.

2.4.1.6 Приготовление раствора ртути (II) азотнокислой концентрации 0,01М

Навеску ртути (II) азотнокислой массой 0,343г. взвешивали на аналитических весах, помещали в мерную колбу объемом 100 см3 и растворяют в 50 см3 раствора азотной кислоты концентрации 0,1 М и доводят до метки бидистиллированной водой.

2.4.1.7 Приготовление раствора фонового электролита для измерения массовой концентрации ионов кадмия, свинца, меди, цинка и железа.

В мерную колбу объемом 1000 см3 вносили 50 см3 раствора хлороводородной кислоты концентрации 1М, 10 см3 раствора азотнокислой ртути концентрации 0,01М и доводили до метки бидистиллированной водой.

2.4.1.8 Приготовление насыщенного раствора сернокислого гидразина.

В стакан, объемом 200 см3 цилиндром наливали 100 см 3 бидистилированной воды, 1 см3 концентрированной серной кислоты (р= 1,83 г/см3) и перемешивали. В полученный раствор добавляли небольшими порциями сернокислый гидразин, растворяя его до получения насыщенного раствора.

2.4.1.9. Приготовление 0,1М раствора трилона Б.

9,3 г соли динатриевой этилендиамин-N,N,N,N- тетрауксусной кислоты 2- водной трилона Б взвешивали с погрешностью не более 0,1 г, помешали в мерную колбу объемом 250 см3 и растворяли в бидистиллированной воде, после чего содержимое колбы доводят до метки и перемешивали.

2.4.1.10. Приготовление фонового электролита для измерения массовой концентрации ионов мышьяка.

В мерную колбу объемом 1000 см3 цилиндром наливали 100 см3 насыщенного раствора сернокислого гидразина, добавляли 50 см3 0,1М раствора трилона Б и доводили до метки бидистиллированной водой.

2.4.1.11.Приготовление фонового электролита для измерения массовой концентрации ионов ртути.

В мерную колбу объемом 1000 см3 вносили 10 см3 хлорной кислоты (р= 1,50-1,51 г/см3) и 30 см3 0,1М соляной кислоты и доводили объем до метки бидистиллированной водой.

2.4.1.12 Приготовление фонового электролита для измерения массовой концентрации ионов селена и серебра.

10,1 нитрата калия взвешивали с погрешностью не более 0,1г. помещали в мерную колбу вместимостью 1000 см3, растворяли в бидистиллированной воде, доводя раствор до метки бидистиллированной водой и перемешивали.

2.4.2 Подготовка проб питьевой воды

Отбор, консервация и хранение проб питьевой воды проводили в соответствие с ГОСТ 24481.

Для каждого анализа отбирали по три параллельные пробы воды (одна резервная). Измерения массовой концентраций ионов металлов выполняли в одной пробе. При проведении анализов одновременно готовили две параллельные пробы.

Пробу подготовленного к испытанию образца воды объемом 100 см3 переносили в выпаривательную чашку, добавляли 1-2 см3 концентрированной азотной кислоты (р=1,42 г/см3). Содержимое чашки упаривали до “влажных солей”. Если остаток был темным, кислотную обработку повторяли до его осветления. Если остаток не осветлялся, пробу упаривали досуха и прокаливают в муфельной печи при 450 оС в течение 30 мин.

Раствор пробы, полученный в результате полной минерализации, охлаждали и переносили в мерную пробирку объемом 20 см3 через бумажный фильтр, увлажненный раствором фонового электролита. Раствор контрольной пробы готовили к выполнению измерений аналогично пробам воды, используя вместо пробы бидистилированную воду.

2.4.3 Проверка электрохимической ячейки

Готовили пробу для регистрации фона: в фарфоровую чашку пипеткой помещали 1-5 см3 бидистиллированной воды, добавляют 2 см3 раствора фонового элекролита для измерения массовой концентрации соответствующих ионов, перемешивали стеклянной палочкой и нагревают на электроплите в течение 10 минут. После охлаждения содержимое чашки растворяли в 1 см3 раствора соляной кислоты концентрации 1М и добавляли 1 см3 раствора трилона Б, и после перемешивания переносили в мерную пробирку на 20 см3, доводя содержимое до метки бидистиллированной водой. Полученный раствор переносили в стеклоуглеродный тигель и регистрируют вольтамперограммы (1) при параметрах, указанных в таблице 4.

Затем в стеклоулеродный тигель одноканальной пипеткой переменного объема добавляли по 20 мкл рабочих растворов соответствующих определяемых ионов, регистрировали вольтамперограммы (2) при тех же параметрах. Идентифицируют аналитический пик определяемого элемента. Отсутствие на вольтамперограммах (1) аналитических пиков, определяемых элементов, свидетельствует о чистоте ячейки.

2.4.4 Наименование основных операций выполнения измерений массовой концентрации ионов

а) Регистрация вольтамперограмм «холостой» пробы.

В стеклоуглеродный тигель электрохимической ячейки помещали 20 см 3 «холостой» пробы. Закрепляли тигель в подставке-держателе прибора. Устанавливали потенциал электрохимической очистки рабочего электрода в соответствии с таблицей 4. и не менее 60 секунд не регистрируя вольтамперограммы производили очистку электрода. Выключали ячейку. Устанавливали параметры измерений (потенциал накопления, амплитуду развертки, диапазон тока, и время накопления) в соответствии с рекомендациями таблицы 4. Включали ячейку, регистрировали вольтамперограммы и выключали ячейку.

Устанавливали потенциал очистки электрода 0,0 В. Включали ячейку, выполняли электрохимическую очистку электрода в течение времени, равном времени накопления и выключали ячейку.

Цикл указанных выше операций повторяли не менее трех раз. Электрохимическая очистка электрода обязательна после записи каждой вольтамперограммы.

Результаты измерений (регистрация вольтамперограммы раствора «холостой» пробы и условия выполнения всех измерений) записывали в программном интерфейсе системы сбора и обработки данных в соответствии с руковством по эксплуатации прибора.

б) Регистрация вольтамперограмм раствора пробы.

В стеклоуглеродный тигель помещали 20 см3 раствора пробы, подготовленной к измерениям. Закрепляли тигель на подставке-держателе прибора. Значения потенциалов пика окисления определяемых металлов является качественной характеристикой элемента: их ориентировочные значения приведены в таблице № 4.

Результаты измерений записывал в программном интерфейсе прибора.

в) Регистрация вольтамперограмм пробы с добавками.

Добавку растворов аттестованных смесей (АС) определяемых ионов пипеточным дозатором вносили в тигель с пробой после регистрации вольтамперогамм и очистки электрода.

Объем и концентрация добавляемых в ячейку растворов АС (таб. 4) устанавливаются экспериментально для каждой пробы таким образом, чтобы высота аналитического пика измеряемого иона при регистрации вольтамперограмм пробы с добавкой увеличилась в 1,5-3 раза прим значениях параметров прибора, установленных при регистрации вольтамперограммы измеряемой пробы.

Суммарный объем всех растворов АС, добавленных в ячейку, не должен превышать 10% от объема пробы.

2.4.5.        Обработка результатов измерений

Обработку результатов измерений пробы воды (Х1 и Х2) и расчет массовой концентрации элемента в пробе воды Хср выполняет система сбора и обработки данных анализатора. За результат анализа принимают среднее арифметическое значение из результатов двух параллельных измерений Хср.

Массовая концентрация элемента в пробах воды Х, мг/кг, вычисляют по формуле:

Х= Хср- Х0                                                                                                                                                (2.1)

где:

Х0- массовая концентрация элемента в “холостой” пробе.

2.4.6 Очистка электродов

После проведения серии анализов или в конце работы ячейку и электроды тщательно промывают бидистилированной водой, рабочие электроды механически очищают фильтровальной бумагой, затем бумагой, смоченной этанолом, вспомогательный (хлорсеребряный) электрод ополаскивают раствором хлороводородной кислоты, промывают бидистиллированной водой и помещают в насыщенный раствор хлорида калия.

Таблица 4. Параметры измерений при регистрации вольтамперограмм

2.5      Определение общей жесткости воды методом комплексонометрического титрования

Приборы и реактивы: колбы мерные на 250 мл (1:3), бюретка на 25 мл (1:1),мерный цилиндр на 100 мл (1:1), лабораторный штатив (1:1), шпатель, раствор трилона Б концентрацией 0,1Н, 100 мл, хроматоген черный.

Метод комлексонометрии основан на реакции образования прочных комплексных соединений ионов металлов с рядом комплексообразующих органических соединений, получивших название комплексонов.

Комплексоны - органические соединения, производные аминополикарбоновых кислот. Наиболее распространен комплексон III (трилон Б). Трилон Б со многими катионами образует прочные и растворимые в воде внутрикомплексные соли.

Точку эквивалентности в комплексонометрии можно определить с помощью металл индикаторов – органических красителей, образующих с катионами металлов окрашенные комплексные соединения. Эти комплексы менее устойчивы, чем комплексы тех же катионов с комплексонами. Поэтому при титровании раствора комплексонов происходит связывание им металла и выделяется свободный индикатор, имеющий иную окраску, чем комплекс катиона металла с индикатором. В качестве индикаторов в комплексонометрии используется хромоген чёрный, мурексид и ряд других. Анионы этих индикаторов вступают в реакцию с катионами металлов с образованием комплексов, окрашенных в красный цвет.

При титровании комплексоном комплекс разрушается, а анионы - накапливаются в растворе, сообщая ему синюю окраску.

Появление синий окраски указывает на окончание титрования (достижения точки эквивалентности).

Ход работы:

Отмеряли пробу анализируемой воды объемом 100 мл спомощью мерного цилиндра и помещали ее в мерную колбу объемом 250 мл. Добавляли в колбу хроматоген черный на кончики шпателя, раствор окрашивался в розовый цвет. Сразу же начинали титровать пробу раствором трилона Б, концентрацией 0,1Н, до появление синей окраски.

Общую жесткость вычисляли по формуле:

Жобщ.=                                                 (1.1)

где:

Жобщ.- общая жесткость воды.

N Na2[H2Tr] - нормальность раствора трилона Б.

V Na2[H2Tr] – объем раствора трилона Б.

V H2O – объем анализируемой воды.

Цикл данной операции проводили три раза и находили среднюю величину общей жесткости.

2.6 Санитарно-гигиеническое нормирование веществ в водной среде

Одним из главных гигиенических нормативов является - предельно допустимая концентрация (ПДК). ПДК - это количество вредного вещества в окружающей среде, отнесенное к массе или объёму её конкретного компонента, которое при постоянном контакте или при воздействии в отдельный промежуток времени практически не оказывает влияние на здоровье человека и не вызывает не благоприятных последствий у его потомства.

В качестве ПДК принимается наименьшая концентрация из пороговых уровней, установленных по разным критериям вредного действия.

Более чем половина всех нормированных веществ ПДК в воде обоснована по органолептическому и общесанитарному показателю. Опасность водных загрязнителей оценивается по комплексу показателей. В соответствии с действующей классификацией, предложенной Г.Н.Красовским, вещества подразделяются на четыре класса, причём для соединений I-го и II-го классов риск развития неблагоприятных эффектов у человека в случае превышения установленных ПДК наиболее значителен.

Наиболее значимые в гигиеническом отношении вещества загрязняющие воду приведены в таблице 5.

Таблица 5. ПДК некоторых веществ

2.7 Расчет индекса загрязнения вод

Моделирование и оценка качества водных акваторий необходимы для районирования этих акваторий по степени экологической напряженности, а также с целью принятия оптимальных природоохранных мероприятий.

При выполнении таких оценок требуется охарактеризовать качество водной среды. В настоящее время оценка качества вод затруднена, так как она основывается на сравнении средних концентраций, наблюдаемых в пунктах контроля, с нормативами ПДК для каждого компонента. Особое затруднение возникает при необходимости отразить тенденцию изменения качества водного объекта за продолжительный период. В связи с этим предпринимаются попытки комплексной оценки качества вод по абиотическим критериям. Одним из наиболее удачных подходов в этом направлении является метод, использующий в качестве критериев индексы загрязнения вод – (ИЗВ). ИЗВ характеризуют среднее содержания основных загрязняющих веществ в долях ПДК содержащихся в водных объектах.

Расчет ИЗВ выполняется по формуле:

                                                            (2.1)

где:

ИЗВ индекс загрязнения вод.

С1,С2,Сn – среднегодовые концентрации загрязняющих веществ.

ПДК1, ПДК2, ПДКn предельно допустимые концентрации веществ, соответствующих компонентов.

На основе значения ИЗВ, возможно оценить качества питьевой воды в том или ином объекте.

Таблица 6. Критерии загрязнения или улучшения качества на основании ИЗВ

Глава 3 Определение некоторых показателей качества питьевой воды в различных районах г.Южно-Сахалинска и их сравнительный анализ

3.1 Показатели качества питьевой воды в различных районах г.Южно Сахалинска представленные в таблицах 7-12

В таблице 7. приведены среднеквартальные значения веществ за период с 2004 по 2006 годы в школе №34 п. Новоалександровск.

Как видно из данной таблице, концентрация ионов меди в этом объекте за весь период исследований оставалась стабильной и составляла 0,01 мг/л. Лишь в III квартале 2004г. она незначительно увеличелась до 0,02 мг/л. Концентрация ионов цинка за данный период исследования варьировала от 0,004 до 0,005 мг/л. Концентрация ионов кадмия в I и II квартале 2004г. была ниже порога чувствительности метода измерения, в последующий период она увеличилась до 0,00002 мг/л и в дальнейшем оставалась стабильной. Концентрация ионов свинца варьировала от 0,002 до 0,004 мг/л. Все выше указанные концентрации были ниже предельно допустимых, что следует из таблицы 5. Концентрации же ионов ртути, мышьяка, селена и серебра были ниже порога чувствительности метода измерения.

Следует обратить внимание на концентрацию ионов железа, в III кварталах 2004-2006 гг., отмечалось превышение ПДК.

Общая жесткость питьевой воды была ниже 3 г*экв/л, то есть вода являлась мягкой. Максимальная жесткость наблюдалась во II кварталах 2004- 2006 гг. Просуммировав концентрацию каждого вещества за квартал и разделив полученное число на 4, мы получили следующие, среднегодовые значения для каждого компонента за 2004 год:

Сср (Cu) = 0,01250 (мг/л)

Ccр (Zn) = 0,00425 (мг/л)

Ccр (Сd) = 0,00002 (мг/л)

Сср (Рb) = 0,00300 (мг/л)

Сср (Fe) = 0,30750 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ.

ИЗВ = 1,54175

Найдем среднегодовые значение концентраций веществ, за 2005 год:

Сср (Cu) = 0,01000 (мг/л)

Ccр (Zn) = 0,00425 (мг/л)

Сср (Сd) = 0,00002 (мг/л)

Ccр (Pb) = 0,00325 (мг/л)

Ccр (Fe) = 0,26000 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ.

ИЗВ = 1,40525

Найдем, среднегодовые значения веществ за 2006 год:

Сср(Сu) = 0,01000 (мг/л)

Сср (Zn) = 0,00475 (мг/л)

Сср (Pb) = 0,00325 (мг/л)

Ccр (Сd) = 0,00002 (мг/л)

Ccр (Fe) = 0,26750 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ.

ИЗВ = 1,43075

Таблица 7. Концентрация веществ в пробах питьевой воды школы №34 в период с 20004 по 2006 годы

В таблице 8. приведены среднеквартальные значения веществ за период с 2004 по 2006 годы в водоводе I п. Луговое. Как видно из данной таблице, концентрация ионов меди в этом объекте за весь период исследований варьировала от 0,02-0,05 мг/л. Концентрация ионов цинка за данный период исследования менялась от 0,01 до 0,02 мг/л. Концентрация ионов кадмия оставалась стабильной и состовляла 0,00002 мг/л. Концентрация ионов свинца варьировала от 0,001 до 0,005 мг/л. Концентрация ионов железа колебалась между 0,23 и 0,28 мг/л. Все выше указанные концентрации были ниже предельно допустимых, что следует из таблицы 5. Концентрации же ионов ртути, мышьяка, селена и серебра были ниже порога чувствительности метода измерения.

Общая жесткость питьевой воды была ниже 3 г*экв/л, то есть вода являлась мягкой. Максимальная жесткость наблюдалась во II кварталах 2004- 2006 гг.

Просуммировав концентрацию каждого вещества за квартал и разделив полученное число на 4, мы получили следующие, среднегодовые значения для каждого компонента за 2004 год:

Сср (Cu) = 0,03000 (мг/л)

Ccр (Zn) = 0,01000 (мг/л)

Ccр (Сd) = 0,00002 (мг/л)

Ccр (Pb) = 0,00200 (мг/л)

Cср (Fe) = 0,24000 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ.

ИЗВ = 1,24000

Найдем среднегодовые значение концентраций веществ, за 2005 год:

Сср (Cu) = 0,02500 (мг/л)

Ccр (Zn) = 0,01000 (мг/л)

Сср (Сd) = 0,00002 (мг/л)

Ccр (Pb) = 0,00225 (мг/л)

Ccр (Fe) = 0,26000 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ.

ИЗВ = 1,09725

Найдем, среднегодовые значения веществ за 2006 год:

Сср(Сu) = 0,02250 (мг/л)

Сср (Zn) = 0,02000 (мг/л)

Сср (Pb) = 0,00225 (мг/л)

Ccр (Сd) = 0,0002 (мг/л)

Ccр (Fe) = 0,6000 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ.

ИЗВ= 1,33350

Таблица 8. Концентрация веществ в пробах питьевой воды вододовода I (п. Луговое) в период с 2004 по 2006 годы

В таблице 9. приведены среднеквартальные значения веществ за период с 2004 по 2006 годы в районе центра города.

Как видно из данной таблице, концентрация ионов меди в этом объекте за весь период исследований изменялась в пределах от 0,01 до 0,03 мг/л. Концентрация ионов цинка за данный период исследования варьировала от 0,01 до 0,03 мг/л. Концентрация ионов кадмия оставалась стабильной за весь период исследования и составляла 0,00002 мг/л. Концентрация ионов свинца варьировала от 0,001 до 0,005 мг/л. Все выше указанные концентрации были ниже предельно допустимых, что следует из таблицы 5. Концентрации же ионов ртути, мышьяка, селена и серебра были ниже порога чувствительности метода измерения.

Следует обратить внимание на концентрацию ионов железа, практически во всех кварталах 2004-2006 гг., отмечалось превышение ПДК.

Общая жесткость питьевой воды была ниже 3 г*экв/л, то есть вода являлась мягкой. Максимальная жесткость наблюдалась во II кварталах 2004- 2006 гг.

Просуммировав концентрацию каждого вещества за квартал и разделив полученное число на 4, мы получили следующие, среднегодовые значения для каждого компонента за 2004 год:

Сср (Cu) = 0,01250 (мг/л)

Ccр (Zn) = 0,01500 (мг/л)

Ccр (Сd) = 0,00002 (мг/л)

Ccр (Pb) = 0,00250 (мг/л)

Cср (Fe) = 0,3050 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ.

ИЗВ = 1,49350

Найдем среднегодовые значение концентраций веществ, за 2005 год:

Сср (Cu) = 0,02000 (мг/л)

Ccр (Zn) = 0,01250 (мг/л)

Сср (Сd) = 0,00002 (мг/л)

Ccр (Pb) = 0,00275 (мг/л)

Ccр (Fe) = 0,32500 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ.

ИЗВ= 1,59050

Найдем, среднегодовые значения веществ за 2006 год:

Сср(Сu) = 0,02250 (мг/л)

Сср (Zn) = 0,02000 (мг/л)

Сср (Pb) = 0,00350 (мг/л)

Ccр (Сd) = 0.00002 (мг/л)

Ccр (Fe) = 0,33000 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ.

ИЗВ = 1,69250

Таблица 9. Концентрация веществ в пробах питьевой воды центра города с 2004 по 2006 годы.

В таблице 10. приведены среднеквартальные значения веществ за период с 2004 по 2006 годы в ул. Авиационной.

Как следует из данной таблице, концентрация ионов меди в этом объекте за весь период исследований изменялась в пределах от 0,001 до 0,002мг/л. Концентрация ионов цинка за данный период исследования варьировала от 0,001 до 0,002 мг/л. Концентрация ионов кадмия оставалась стабильной за весь период исследования и составляла 0,00002 мг/л. Концентрация ионов свинца варьировала от 0,001 до 0,002 мг/л. Концентрация ионов железа изменялась в пределах от 0,21 до 0,26. Все выше указанные концентрации были ниже предельно допустимых, что следует из таблицы 5. Концентрации же ионов ртути, мышьяка, селена и серебра были ниже порога чувствительности метода измерения.

Общая жесткость питьевой воды была ниже 3 г*экв/л, то есть вода являлась мягкой. Максимальная жесткость наблюдалась во II кварталах 2004- 2006 гг.

Просуммировав концентрацию каждого вещества за квартал и разделив полученное число на 4, мы получили следующие, среднегодовые значения для каждого компонента за 2004 год:

Сср (Cu) = 0,22750 (мг/л)

Ccр (Zn) = 0,00100 (мг/л)

Ccр (Сd) = 0,00002 (мг/л)

Ccр (Pb) = 0,00150 (мг/л)

Cср (Fe) = 0,22750 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ.

ИЗВ = 1,11050

Найдем среднегодовые значение концентраций веществ, за 2005 год:

Сср (Cu) = 0,00100 (мг/л)

Ccр (Zn) = 0,00125 (мг/л)

Сср (Сd) = 0,00002 (мг/л)

Ccр (Pb) = 0,00150 (мг/л)

Ccр (Fe) = 0,24000 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ.

ИЗВ = 1,15250

Найдем, среднегодовые значения веществ за 2006 год:

Сср(Сu) = 0,00100 (мг/л)

Сср (Zn) = 0,00125 (мг/л)

Сср (Pb) = 0,00100 (мг/л)

Ccр (Сd) = 0,00002 (мг/л)

Ccр (Fe) = 0,22500 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ.

ИЗВ= 1,05225

Таблица 10. Концентрация веществ в пробах питьевой воды района ул. Авиационной с 2004 по 2006 годы.

В таблице 10. приведены среднеквартальные значения веществ за период с 2004 по 2006 годы в ул. Авиационной.

Как следует из данной таблице, концентрация ионов меди в этом объекте за весь период исследований изменялась в пределах от 0,001 до 0,002мг/л. Концентрация ионов цинка за данный период исследования варьировала от 0,001 до 0,002 мг/л. Концентрация ионов кадмия оставалась стабильной за весь период исследования и составляла 0,00002 мг/л. Концентрация ионов свинца варьировала от 0,001 до 0,002 мг/л. Концентрация ионов железа изменялась в пределах от 0,21 до 0,26. Все выше указанные концентрации были ниже предельно допустимых, что следует из таблицы 5. Концентрации же ионов ртути, мышьяка, селена и серебра были ниже порога чувствительности метода измерения.

Общая жесткость питьевой воды была ниже 3 г*экв/л, то есть вода являлась мягкой. Максимальная жесткость наблюдалась во II кварталах 2004- 2006 гг.

Просуммировав концентрацию каждого вещества за квартал и разделив полученное число на 4, мы получили следующие, среднегодовые значения для каждого компонента за 2004 год:

Сср (Cu) = 0,00100 (мг/л)

Ccр (Zn) = 0,00100 (мг/л)

Ccр (Pb) = 0,00100 (мг/л)

Сср (Ag) = 0,00200 (мг/л)

Cср (Fe) = 0,18000 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ для меди, цинка, кадмия , свинца и железа.

ИЗВ = 0,83530

Найдем среднегодовые значение концентраций веществ, за 2005 год:

Сср (Cu) = 0,00100 (мг/л)

Ccр (Zn) = 0,00100 (мг/л)

Сср (Ag) = 0,00200 (мг/л)

Ccр (Pb) = 0,00100 (мг/л)

Ccр (Fe) = 0,18750 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ для меди, цинка, кадмия и свинца.

ИЗВ = 0,86060

Найдем, среднегодовые значения веществ за 2006 год:

Сср(Сu) = 0,00100 (мг/л)

Сср (Zn) = 0,00100 (мг/л)

Сср (Pb) = 0,00100 (мг/л)

Ccр (Аg) = 0,00200 (мг/л)

Ccр (Fe) = 0,1825 (мг/л)

В соответствии с формулой (2.1) найдем значение ИЗВ для меди, цинка, кадмия и свинца.

ИЗВ= 0,84360

Таблица 11. Концентрация веществ в пробах питьевой воды в районе военного городка за период 2004-2006 годы

3.2 Сравнительный анализ индекса загрязнения вод в различных районах г.Южно-Сахалинска за период с 2004-2006 гг

Результаты расчета индекса загрязнения вод представлены в таблице 12.

Таблица 12. Индексы загрязнения вод в различных районах города за период с 2004-2006 гг

На основе таблице построим диаграмму, приведенную на рисунке 2.

Рисунок 2. Динамика ИЗВ в период с 2004 по 2006 годы

Как видно из диаграммы практически во всех районах наблюдается рост ИЗВ. Исключение составляет школа № 34 и район военного городка.

Поскольку основным загрязнителем воды являются ионы железа мы рассмотрим подробно его динамику.

В таблице 13. приведены среднегодовые значения концентраций железа в различных районах города в период с 2004 по 2006 гг.

Таблица 13. Динамика изменения среднегодовых концентраций ионов железа в различных объектах в период с 2004 по 2006 гг

На основе таблице составим диаграмму представленную на рисунке 3.

Рисунок 3. Динамика среднегодовых концентраций ионов железа

Как следует из диаграммы концентрация ионов железа имеет тенденцию роста, лишь в центре города.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе проделанной работы мы можем сделать следующие выводы:

- вода г.Южно-Сахалинска в целом соответствует санитарно-гтгиеническим требованиям, однако имеются превышения ПДК железа в отдельных районах, таких как центр города, школа №34 в п.Новоалександровске.

- очистка воды на водоочистных сооружениях города не достаточна по сравнению с той которая производится территории не подведомственной водоканалу.

- в качестве мер повышение качества питьевой воды можно порекомендовать меры по обезжелезиванию.

- следует обратить внимание на низкую жесткость питьевой воды во всех исследуемых районах, так это оказывает неблагоприятный эффект на здоровье население и способствует росту сердечно-сосудистых заболеваний.

Литература

1.    Барковский В.Ф., Городенцева Т.Б. Основы физико-химических методов анализа.- М.: Высшая школа, 1983.- 426 с.

2.    Барсукова З.А. Аналитическая химия.- М.: Высшая школа, 1990.- 320 с.

3.    Вальвакова Н.B. Требования к оформлению выпускных квалификационных работ: Учебно-методическое пособие.- Южно-Сахалинск: Изд-во Сах-ГУ, 2003.- 16 с.

4.    Глазковская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшавтов СССР.- М.: Высшая школа, 1988.- 328 с.

5.    Громов О.А. Анализ в химии. - М.: Химия, 1987.- 447 с.

6.    Данильчук Б.С. Токcикология и токсины. – М.: Медицина, 1989.- 271 c.

7.    Дарижапов Б.Б. О мерах повышения качества питьевой воды Зибарь Р.Н., Васильева А. А. Тяжелые металлы в биосфере.- М.: Мысль, 1984.- 396 c.

8.    Злыкин О.B. Влияние некоторых ксенобитиков на организм человека.- М.: Медицина, 1995.- 342 c.

9.    Крылов Б.M. Анализ степени токсичности ряда элементов.- М.: Просвещение, 1988.- 381 с.

10.  Левина Э.Н. Общая токсикология металлов.- М.: Мысль, 1982.- 275 с.

11.  Лужников Е.A. Клиническая токсикология.- М.: Медицина, 1999.- 441 с.

12.  Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод.- М.: Химия, 1984.- 448 c.

13.  Люборский В.M. Повышение качества питьевой воды / В.M. Люборский, И.Н. Рыбников.- М.: Стройиздат, 1987.- 108 с.

14.  Мишин О.А. Влияние тяжелых металлов на живые организмы.- М.: Просвещение, 1985.- 273 с.

15.  Мраков В.A. Загрязняющие вещества в питьевой воде.- М.: Наука, 1990.- 415 c.

16.  Николаев Л.А. Металлы в живых организмах.- М.: Просвещение, 1986.- 127 с.

17.  Новиков С.С. Оценка качества питьевой воды.- М.: Мысль, 1995.- 183 с.

18.  Ольгин М.В. Выявление степени токсичности ряда веществ.- М.: Медицина, 1993.- 281 c.

19.  Орлов Д.А. Химия и охрана почв.- М.: Химия, 1996.- 175 с.

20.  Пивоваров Ю.П. Гигиена с основами экологии человека / Ю.П. Пивоваров, В.B. Королик, Л.C. Зиневич.- Ростов-на-Дону: Феникс, 2002.- 652

21.  Протасов В.Ф. Экология,здоровье и охрана окружающей среды в России.- M.: Финансы и статистика, 2000.- 655 c.

22.  Пряшин Э.В. Клиническая токсикология.- M: Медицина, 1994.- 583 с.

23.  Пузаков С.A. Химия.- M.: Медицина, 1995.- 268 с.

24.  Романов Д.М. Количественный метод анализа в химии.- M.: Наука, 1998.- 340 c.

25.  Cафронов С.Н. Оформление курсовых и дипломных работ: Учебно- метод.пособ.- Южно-Сахалинск: Изд-во Южно-Сахалинского гос. пед. института, 1998.- 45 с.

26.  Степановских А. C. Экология.- Курган.: Зауралье, 1997.-617 с.

27.  Топилин К.Л. Экологические проблемы современной России.- М.: Финансы и статистика, 2001.- 568 c.

28.  Трусов B.И. Учебно-методическое пособие по общей химии для студентов лечебных и медико-профилактических факультетов.- М.:Медицина, 1993.- 237 с.

29.  Трухина О.Е. Физико-химические методы анализа при экологическом мониторинге.- М.: Просвещение, 1989.- 352 с.

30.  Урманов И.A. Методы очистки промышленных сточных вод.- M.: Стройиздат, 1988.- 286 с.

31.  Уткин Г.Я. Загрязняющие вещества в воде.- М.: Мысль, 1987.- 428 c.

32.  Фефилов А.K. Охрана окружающей среды.- М: Проспект,- 1992.- 372 с.

33.   Фомин В.В. Мониторинг и методы контроля окружающей среды.-М.: Наука, 2001.-334 с.

34.  Хворин И.М. Токсичность тяжелых металлов в виде различных соединений.- М.: Просвещение,- 1985.-368 с.

35.  Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности.- М.: Контур, 1998.- 233 с.

36.  Чащина У.А Гигиена и охрана здоровья человека.- M.: Высшая школа,- 1991.- 186 с.

37.  Шустов С.Б. Химические основы экологии.- М.: Просвещение, 1994.-239

38.  Энциклопедический словарь-справочник. Окружающая среда / Под ред. А.И. Шпигеля.- M: Прогресс, 1999.- 376 c.

39.  Эйхлер В. Яды в нашей пищи. Перевод с немецкого Г.И. Лойдиной, В.А. Турганимовой / Под ред. Б.Р. Cтригановой / - М.: Мир, 1993.- 188 c.

40.  Юрин В.М. Основы ксенобиологии.- Минск: Новое знание, 2002.- 263 c.

41.  Юрченко Г.П. Атамно-адсорбционный метод анализа.- М.: Химия, 1990.- 251 c.

42.  Юрьева А.В. Патогенез вредных и ядовитых веществ.- М.: Медицина, 1998.- 446 c.

43.  Ярмоленко Т.O. Особенности патогенеза тяжелых металлов.- М.: Наука, 1996.- 248 c.

44.  Ярцев А.Е. Токсикология .- М.: Просвещение, 1988.- 368 c.

45.   Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества. // М.: Роскомстандарт России, 1999.- 42 c.

46.  Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества. Cан.ПиН 2.14.1074.-01. // М.: Минздрав России, 2002.- 69 c.