1

Герцаївська районна державна адміністрація

Годинівській НВК

Тема:

«Дослідження вмісту гідрокарбонатів в криничних водах села

Годинівка»

Напрям «Біологія»

Роботу виконала:

Думітраш Анастасія

Марічелівна

Герцаївській район

Годинівській НВК

10 клас

Керівник:

Прескуре Василь Дарійович

Герца-2016

2

Короткі відомості про екологічний проект Прізвище, ім’я та побатькові автора Думітраш Анастасія Марічелівна

Місце навчання

школа Годинівській НВК

клас 10

Вчитель Прескуре Васіль Дарійович

Місце виконання роботи Годинівській навчально-виховний комплекс

Науковий консультант Думітраш Інна Марічелівна

Кількість сторінок у роботі_________18_____________

Кількість джерел у списку літератури_____4_________

Назва роботи «Дослідження вмісту гідрокарбонатів в криничних водах села Годинівка»

Новизна (які нові дані вперше отримано у цій роботі) високий показник твердості води, це

дослідження було зроблене вперше.

Особистий внесок конкурсанта (що у представленій роботі зроблено конкурсантом

власноруч)збирання проб, виконання дослідження за методикою, оброблення результатів,

висновки, а також пошук відповідної теорії.

Практичне значення роботи (як можна практичнозастосувати результати роботи)

Виявлення вмісту гідрокарбонатів у досліджуваних криничних водах в різних точках

моніторину села Годинівка, результати яких можна застосувати в їншихдослідницьких

роботах, а також при оформленні екологічного паспорту місцевості.

3

ЗМІСТ

ВСТУП

РОЗДІЛ ІЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

1.1. Основні джерела забруднення криничних вод…………………………...4

1.2. Криничні води – як основне джерело водопостачання в селах.…..…....7

1.3. Суть поняття « твердість води»та ії вплив на здоров’я людини……….8

1.4. Заходи щодо покращення якості криничних вод…………………….....9

РОЗДІЛ ІІДОСЛІДЖЕННЯ ГІДРОКАРБОНАТНИХ СПОЛУК

КРИНИЧНИХ ВОД СЕЛА ГОДИНІВКА

2.1. Об’єкт, матеріал таметодика дослідження.……………………………..13

ВИСНОВКИ ….…………………………………………………………………17

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ..…………………………………...18

ДОДАТКИ……………………………………………………………………….19

4

ВСТУП

Вода - найбільш поширена неорганічна сполука, найбільш важливий

мінерал на Землі.

ХХ ст. характеризується інтенсивним розвитком промисловості,

транспорту, енергетики, сільського господарства. Все це призвело до того,

що антропогенний вплив на навколишнє середовище прийняв глобальний

характер. На сьогоднішній день спостерігаються значні труднощі з

забезпеченням природними ресурсами, зокрема прісною водою, внаслідок

кількісного та якісного виснаження природних водоймищ, що пов’язано з

забрудненням і нераціональним використанням води.

З традиційних джерел загально доступної води таких як ріки, джерела,

атмосферні і колодязі води, останні використовуються найбільшою мірою у

першу чергу завдяки своєму повсюдному існуванню і відносно легкій

доступності.

Криницями завжди розкривається перший від поверхні водоносний

горизонт – грунтові води, які накопичуються на першому від поверхні

водотривкому шарі головним чином за рахунок інфільтрації атмосферних

вод.Ці води відносяться до зони активного водообміну.

Порушення норм якості води досягло рівнів, які ведуть до деградації

водних екосистем, зниження якості прісної води. Значна частина населення

використовує для своїх життєвих потреб недоброякісну воду, що загрожує

здоров'ю.

Властивості води зазнають значних змін, які важко передбачити, але

необхідно брати до уваги, щоб уникнути негативного впливу.

Через порушення екологічної рівноваги спостерігається загроза

погіршення становища криничних вод.Тому перед людством стоїть важливе

завдання – охорона гідросфери та збереження рівноваги в цілому в біосфері –

тому ці проблеми і висвітлюють актуальність даної роботи.

5

Мета даної роботи – з’ясувати вміст гідрокарбонатних сполук у

криничних водах села Годинівка.

Досягнення мети даної роботи потребувало вирішення наступних

завдань:

- дослідити вміст гідрокарбонатних сполук в досліджуваних криничних

водах;

- порівняти отриманні результати з показником ГДК (гранично

допустима концентрація).

- розробка шляхів покращення якості питної води за допомогою

очищення та фільтрації води.

Об’єкт дослідження : криничні води села Годинівка.

Предмет дослідження :оцінка гідрокарбонатних сполук в криничних

водах досліджувальних точках моніторингу.

6

РОЗДІЛ І

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1 Основні джерела забруднення криничних вод

Основними джерелами забруднення природних вод є промислові стічні

води, комунальні стічні води, сільськогосподарські стоки, нафта і

нафтопродукти, поверхневі стоки та атмосферні опади.

Максимальна кількістьзабрудненняпотрапляє у природні води з

промисловимистічними водами, якімаютьрізний склад та великіоб’єми.

Комунально-побутові стоки характеризуються з одного боку

високимвмістомпоживнихречовин, необхіднихрослинам, але з іншого боку –

вмістоммиючихзасобів, фекалій, хвороботворнихмікроорганізмів,

яєцьгельмінтівтощо. Стоки з сільськогосподарськихугідьмістятьмінераотні та

органічнідобрива. [2].

Основнимиджереламизабрудненняпідземних вод є басейнипобутових і

промисловихстоків, ділянкискладуваннявідходів, забруднені води

поверхневихводоймищ, несправна каналізаційна мережа,

надмірнезастосування добрив та отрутохімікатів.

Під забрудненням водних ресурсів розуміють будь-які зміни фізичних,

хімічних і біологічних властивостей води у водоймах у зв'язку зі скиданням у

них рідких, твердих і газоподібних речовин, що заподіюють чи можуть

створити незручності, роблячи воду даних водойм небезпечною для

використання, наносячи збитки народному господарству, здоров'ю і безпеці

населення[4].

В результаті діяльності людей гідросфера змінюється :

- кількісно( зменшення кількості води, придатної для використання);

- якісно (забруднення).

Серед забруднень розрізняють фізичне, хімічне, біологічне й теплове.

Фізичне забруднення води відбувається внаслідок:

- накопичення в ній нерозчинних домішок – піску, глини, мулу в

результаті змивання дощовими водами з розораних ділянок (полів);

7

- надходження суспензій з полів сільського господарства,

потрапляння пилу, що переноситься вітром у суху погоду тощо.

Хімічне забруднення відбувається через :

- надходження у водойми шкідливих домішок,

неорганічногоскладу (нафта й нафтопродукти, мийні засоби, пестициди

тощо)[3].

Шкідлива дія токсичних речовин , що потрапляють у водойми,

посилюється за рахунок так званого кумулятивного ефекту (прогресуюче

збільшення вмісту шкідливих сполук у кожній наступній ланці трофічного

ланцюга).

Доосновних забруднювачівводи належать хімічні, нафтопереробні й

целюлозно-паперові комбінати, великі тваринницькі комплекси,

гірничорудна промисловість.

Середзабруднювачів води

особливемісцепосідаютьсинтетичнімийнізасоби.Ці речовини надзвичайно

стійкі, зберігаються у воді роками.

Біологічне забруднення водойм полягає в :

- надходженні до них зі стічними водами різних мікроорганізмів

(бактерій, вірусів), спор грибів, яєць гельмінтів, багато з яких є

хвороботворними для людей, тварин і рослин.

Теплове забруднення води відбуваєтьсявнаслідок:

-скидання у водоймипідігрітих вод від ТЕС, АЕС та

іншихенергетичнихоб`єктів. Тепла вода змінюєтермічний і біологічний

режим водойм і шкідливовпливає на їхніхмешканців.

До основнихджерелзабрудненняводоймвідносять:

- атмосферні опади,

щомістятьзабруднюючіречовинипромисловогопоходження;

- стічні води (побутові,каналізаційні стоки, щомістятьшкідливі для

здоров`ясинтетичнімиючізасоби та інші сполуки);

8

- сільськогосподарськістічні води (відходитваринницькихкомплексів,

змив з полівпестицидівдощами і веснянимиталими водами та ін.).

Сільськогосподарськістічні води несуть у підземних

водахвеличезнукількість добрив і пестицидів. [4].

Основнимиджереламизабрудненняпідземних вод є:

- місцязбереження і транспортуванняпромисловоїпродукції і

відходів виробництва;

- місцяакумуляціїкомунальних і побутовихвідходів;

- сільсько-господарські та іншіугіддя, на

якихзастосовуютьсядобрива, пестициди та іншіхімічніречовини;

- забрудненіділянкиповерхневихводнихоб’єктів,

щоживлятьпідземні води;

- забрудненніділянки водоносного горизонту, які природночи

штучно зв’язані з суміжнимиводоносними горизонтами;

- ділянкиінфільтраціїзабрудненихатмосфернихопадів;

Основнівидизабруднення підземних вод:

- мікробіологічне і хімічне забруднення підземних вод.

В підземних умовах деякі бактерії і віруси зберігають життєздатність,

деякі навіть до 100 діб і більше. Зони забруднень утворюється при наявності

полів асенізації і фільтрації, тваринницьких комплексів, через які йде пряма

фільтрація забруднених вод.

Забрудненняпідземних вод хімічнимиречовинамиможевідбуватись

через забрудненняповерхневих вод, щоживлятьпідземні.

Забруднення ПАР можевідбуватись через поповненнязапасівпідземних

вод ізповерхневихджерел води, щомістять ПАР.

Поверхнево-активні речовини (ПАР) - жири, масла, змащувальні

матеріали - утворюють на поверхні води плівку, котра перешкоджає

газообміну між водою і повітрям, що знижує насиченість води киснем.

Поверхнево-активні речовини (ПАР), або детергенти широко

застосовуються у складі миючих засобів і поступають у водойми з

9

комунальними, промисловими й сільськогосподарськими стоками(у

сільському господарстві ПАР використовують для емульгування пестицидів).

При забрудненні або небезпеці забруднення підземних вод об’єм і

спосіб спостережень за їх режимом і якістю визначається в залежності від

значення і виду водокористування, а також з врахуванням можливих

наслідків забруднень.

Обмежені запаси прісної води ще більше скорочуються через їхнє

забруднення. Головну небезпекустворюютьстічні води (промислові,

сільськогосподарські і побутові), оскількизначначастинавикористаної води

повертається у воднібасейни у виглядістічних вод.

1.2. Криничні води – як основне джерело водопостачання в селах

Вода – це найбільш важливий компонент життя всіх живих організмів.

Вона слугує невід’ємним показником для рослинного і тваринного світів, а

також і для самої людини. Якість води визначається комплексом її хімічних,

біологічних компонентів та фізичних властивостей, які зумовлюють

придатність води для певних видів водокористування.

Вода з криниці і вода з крана – це зовсім різні речі, тому що сільська

криниця – це те джерело, що відкриває надра землі.У більшості сіл та

містечок без водопроводу, криниці є основним джерелом питної води.

Відома істина: людина може значно довше прожити без їжі, ніж без

води, ковток прозорої води зцілює мандрівників, поновлює сили хліборобам

у жнив'яні дні, дарує радість пастухам.

Український етнограф П.Литвинов писав, що криниця – обрамлене

джерело води, місце мешкання особливого роду духів, подібних до русалок,

які називались саме «криницями». Така криниця-русалка у слов’ян – богиня

родючості та достатку. Культ криниць в основному був поширеним саме на

Чернігівщині, звідки родом мої батьки. Такі богині води, що потребували

екологічного ставлення до водоймищ були у багатьох народів.

10

На сьогоднішній день люди в селі, зіткнулись з такою проблемою:

маючи криниці під хатою, купляють воду у пластикових пляшках, через її

відсутність особливо в літній сезон або через її погану якість.

До чого ж ми дожились, щоб води не можна було взяти у рідному

колодязі? А наші предки говорили, що немає смачнішої води, ніж із свого

колодязя; зіпсував воду – не буде честі твоєму роду; не псуй джерело – онуки

проклянуть.

1.3. Суть поняття « твердість води» та її вплив на здоров’я

людини

Твердість природної води зумовлена наявністю в ній іонів кальцію та

магнію. В природних умовах солі надходять у воду внаслідок взаємодії

розчиненого у ній діоксиду вуглецю СО2 з карбонатними мінералами

(доломітами, вапняками) і хімічного вивітрювання та розчинення гірських

порід. Джерелом кальцію та магнію є також стічні води силікатної,

металургійної та хімічної промисловості, поверхневий стік із

сільськогосподарських угідь, які оброблялись мінеральними добривами, що

містять кальцій.

Наявність у воді великої кількості солей кальцію та магнію є

небажаною через те, що вода при цьому стає непридатною для господарських

цілей: має місце перевитрата миючих засобів при пранні, багато тканин

втрачають свою еластичність, погано розварюються овочі, погіршується їх

смак, а також смак м’яса та інших продуктів.

Використання жорсткої води для живлення різних технічних пристроїв

(парові утюги, парові котли, пральні машини, електричні чайники тощо)

призводить до різкого погіршення їх роботи внаслідок утворення накипу.

Одиниця виміру жорсткості води – ммоль/дм3 (мг-екв/дм3). Згідно із

ДержСанПіН жорсткість питної води в Україні не повинна перевищувати

7 ммоль/дм3.

11

Діоксид вуглецю міститься у воді в основному у виді розчинених

молекул CO2 і лише мала частина його (близько 1%) при взаємодії з водою

утворить вугільну кислоту:

CO2 + H2O <=> H2CO3

Головним джерелом надходження оксиду вуглецю в природні води є

процеси біохімічного розпаду органічних залишків, окислювання органічних

речовин, водяних організмів.

Концентрація діоксиду вуглецю в природних водах коливається від 3-4

мг/дм3, зрідка досягає 10-30 мг/дм3.Звичайно навесні і влітку вміст діоксиду

вуглецю у водоймі знижується, а наприкінці зими досягає максимуму.

Карбонати

Основним джерелом гідрокарбонатних і карбонатних іонів у

поверхневих водах є процеси хімічного вивітрювання і розчинення

карбонатних порід типу вапняків, мергелів, доломітів, наприклад:

CaCO3 + CO2 + H2O <=> Сa2+ + 2HCO3-

MgCO3 + CO2 + H2O <=> Mg2+ + 2HCO3-

Деяка частина гідрокарбонатних іонів надходить з атмосферними

осадками і грунтовими водами. Гідрокарбонатні і карбонатні іони виносяться

у водойми зі стічними водами.

У грунтових водах вміст гідрокарбонатних і карбонатних іонів

коливаєтьсявід 150 до 300 мг/дм3, у підземних водах - від 150 до 900 мг/дм3.

1.4. Заходи щодо покращення якості криничних вод

12

Якість ґрунтових вод залежить як від природних факторів – складу

водовміщуючих порід, кількості й режиму випадіння атмосферних вод,

глибинизалягання дзеркала підземних вод, техногенного впливу і в останні

десятиліття повсюдно деградує.

Неправильний вибір місця розташування колодязя, недотримання норм

санітарної охорони, приплив забруднених вод з ферм, полів, доріг, з поганим

санітарним і технічним доглядом за криницями - це причинисучасної

деградації якості криничних вод.

Заходи, що пропонуються для покращення споживчої якості криничних

вод можна розділити на екологічні та санітарно-технічні.

До екологічних заходів відносяться наступні:

- вибір місця для облаштування криниці дозволяє уникнути подальших

проблем з забрудненням води;

- фітомеліорація у зоні живлення є допоміжним засобом для підвищення

живлення атмосферними опадами і додаткового очищення води, що

фільтрується від фосфорних таазотних сполук, а також додаткової сорбції

органічних і неорганічних сполук. Враховуючи бактерицидну дію деяких

рослин їхрекомендується застосовувати для засадження ділянки навкруги

криниці.

До санітарно-технічних заходів слід віднести такі:

- влаштування стінок колодязя необхідно проводити переважно монолітним

залізобетоном, бетонними або залізобетонними кільцями, а за їх відсутності

керамікою, цеглою, каменем або деревом. Стінки колодязя повинні бути

щільними, без шпарин. При використанні дерев'яних зрубів слід

застосовувати

13

такі породи дерев, як модрина, вільха,в'яз чи берест, але можна застосовувати

також дуб і сосну (дуб та сосна з початку експлуатації можуть надавати воді

присмак та запах);

- при будівництві криниці слід робити захист від проникнення поверхневих

забруднень;

- для зменшення бактеріального і нітратного забруднення води періодично

необхідно видаляти осад на дні й чистити стінки колодязя від нальоту

органічних субстанцій;

- піскування грунтів у зоні живлення - сенс піскування полягає у підвищенні

фільтраційних можливостей грунтів зони аерації, що прискорює

проникнення атмосферної вологи на глибину, де процеси випаровування

після проникнення дощових вод у меншій мірі повертають вологу у

атмосферу. Тобто,зниження солевмісту, жорсткості, зменшення вмісту у

багатьох випадках критичних сульфатів, хлоридів, нітратів. Вода набуває

суттєво гідрокарбонатного кальцієвого складу,що є ознакою природних вод.

До методів водопідготовки, доступних у побутових умовах слід віднести

наступні:

- найбільш поширеними недоліками якості води в криницях є підвищена

жорсткість, загальний солевміст, і її бактеріальне зараження. Кип'ятіння у

значній мірі зменшить ці вади криничної води;

- використання природних бактерицидів допомагає підтримувати добрий

бактеріальних стан колодязної води.

Бактерицидні природні матеріали можуть додаватися у підняту з криниці

воду у виді шматочків породи, деревини, трави, або ж з деревини осики,

вільхи і верби.

14

Можна використовувати бересту молодої берези, кору верби, дуба і бука з

настоюванням у воді не менше шести годин.

В горах можна використати і інші підручні засоби: кам'яний мох (лишайник),

кору лісового горіха (волоський горіх, ліщина, фундук) або грецького горіха,

траву кмину, чаберу, чебрецю, арніки;

- використання стандартних побутових фільтрів дозволяє видалити механічні

домішки і завислі речовини (для цього використовується синтетичні

дрібнопористі матеріали), органічні забруднюючі речовини

(використовується активоване вугілля).

Наведений перелік заходів доцільно використовувати як систему і рішення

про застосування тих або інших з рекомендованих заходів приймається після

спеціального (гідрогеологічного, екологічного і санітарного) дослідження

криниці та її ділянки розташування.

15

РОЗДІЛ ІІ

ДОСЛІДЖЕННЯ ГІДРОКАРБОНАТНИХ СПОЛУК

КРИНИЧНИХ ВОД СЕЛА ГОДИНІВКА

2.1. Об’єкт, матеріал та методика дослідження

Об'єкт дослідженнясело Годинівка та частина криничних вод, які

знаходиться на цій території.

Рис. 1.2.1 Карта с. ГодинівкаРис. 1.2.1 Карта с. Годинівка з вулицями

МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ ТВЕРДОСТІ ВОДИ

У природних умовах солі кальцію і магнію знаходять у воду внаслідок

взаємодії розчиненого в ній оксиду карбону (IV) з карбонатними мінералами

(доломітами, вапняками) і вивітрювання та розчинення гірських порід.

Джерелом іонів2Ca +і Mg2+є:поверхневий стік з сільськогосподарських

угідь,які обробляли мінеральними добривами, що містять кальцій;

мікробіологічні процеси, які відбуваються в грунтах, донних відкладеннях.

Одиниця виміру твердості води – мілімоль на літр (ммоль/л).

16

Експериментальна частина

1. Визначення твердості води.

Реактиви й обладнання:хлоридна кислота С(HCl) = 0,1 моль/л,розчин

фенолфталеїну, конічні колби об'ємом 250 і 500 мл,бюретка об'ємом 25

мл,циліндри об'ємом 100– 500 мл.

Порядок виконання роботи

У конічну колбу об'ємом 250мл відміряти піпеткою 100 мл

досліджуваноїводи, додати 2-3 краплі метилоранжу, ретельно перемішати і

титрувати розчином0,1н HCl до зміни жовтого кольору на золотисто-

рожевий (не рожевий).

Метилоранж змінює свій колір від рожевого при рН<3,1 до жовтого

при рН>4,4. Уточці переходу метилоранж має золотисто-рожевий колір,тому

вода, яка містить гідрокарбонати кальцію і магнію, має лужну реакцію

середовища, метилоранж забарвлює її в золотисто-рожевий колір.

де СНС1 – нормальна концентраціяробочогорозчину НС1, ммольекв/л;

VHCl– об 'ємробочогорозчинусоляноїкислоти, мл;

VH2O – об’ємвзятої для аналізу води, мл.

л/ммольеквТкО2Н

HClHCl

V

1000ххVС

17

Після проведення експерименту були отриманні наступні результати:

Таблиця 1.2.2

№п/п Назва вулиці С(HCO3) С(HCO3)

сер.

ГДК

(ммоль/л) 1 2 3

1 вул. Гірна 79,2 83,6 82,4 81,7

30

2 вул. Молодіжна 92,4 90,4 91,2 91

3 вул. Штефана

Великого

132,1 130,1 131,0 131,1

4 вул. Головна 127,6 126,5 127 127,0

5 вул. Зелена 132 131 131 131,5

6 вул. Головна, 22 127,6 131,2 130,1 129,6

7 вул. 13- тий район 101,2 100,5 101 100,9

8 вул. Зелена, 18 126,0 125 124,2 125,0

9 вул. Георгія Асакі 79,2 77,9 78,7 78,6

10 вул. Лісова 136,7 135,7 137,1 136,5

11 вул. Шкільна 88,2 87,1 87,0 87,4

12 вул. Будівельна 61,6 62,8 61,7 62,0

Отже, внаслідок проведення обрахунків, встановлено, що концентрація

вуглецю досить висока, порівняно з ГДК, це свідчить про те, що вода в

криничних водах села Годинівка являється досить твердою.

18

Умовні позначення:

1-12 – номер вулиць;

0-160 ммоль/л - С(HCO3)- концентрація гідрокарбонатів;

- - гранична допустима концентрація, ГДК.

Вміст гідрокарбонатних сполук в криничних водах с. Годинівка,

2016 р. (ммоль/л)

19

ВИСНОВОК

Внаслідок проведення обрахунків, встановлено, що концентрація

гідрокарбонатних сполук досить висока, порівняно з ГДК, це свідчить про те,

що вода в криничних водах села Годинівка являється досить твердою,

особливо вул. Штефана Великого, Головна,22, Лісова, тому що криниці цих

вулицьзнаходяться під впливомповерхневого стоку з сільськогосподарських

угідь,які обробляються мінеральними добривами, що містять кальцій –

калійні та сульфатні добрива, а також під впливом мікробіологічних

процесів, які відбуваються в грунтах та донних відкладах.

20

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Гігієнічні вимоги до питної води, призначеної для споживання

людиною:ДержСанПін 2.2.4-171-10:2010. – [Чинний від 2010-01-07].-

К.: Держспоживстандарт України. – 2010. - 9 с. – (Національні

стандарти України).

2. Свіренко Л.П. Підземні води урбанізованих територій та пов’язані з

ними проблеми, Л.: Афіша, 1999. – 83 с.

3. СпірінО.І., Яковлев В.В. Коммунальноехозяйствогородов. – 2001. –

Вип. 36. – С. 186 – 189.

4. Шнюков Е.Ф.ЭкологическаягеологияУкраины: справ. Пособие– К.:

Наукова думка, 1993. – 407 с.

«ІНТЕРНЕТ-РЕСУРСИ»

http://eco.com.ua/content/ekologo-ekonomichni

http://eprints.kname.edu.ua/21587/

http://bukportret.info/index.php/gertsajivskij

21

ДОДАТКИ