ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ СКВАЖИН САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ ПО НАЛИЧИЮ ИОНОВ МАРГАНЦА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ СКВАЖИН САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ ПО НАЛИЧИЮ ИОНОВ МАРГАНЦА

Гагушкина Ольга Михайловна

студентка 3 курса, направление подготовки Экология и природопользование, ПГСГА, г. Самара

Е-mail: [email protected]

Нелюбина Елена Георгиевна

научный руководитель, к.п.н., доцент кафедры химии, географии и методики их преподавания ПГСГА, г. Самара

Е-mail: [email protected]

Россия является одной из наиболее обеспеченных водными ресурсами стран, располагая более чем 20 % мировых запасов пресных поверхностных и подземных вод. Прогнозные ресурсы подземных вод составляют 869 млн. куб. метров в сутки, разведанные эксплуатационные запасы - 93,8 млн. куб. метров в сутки и их добыча - 30 млн. куб. метров в сутки.

Располагая столь значительными водными ресурсами и используя не более 3 % речного стока ежегодно, Россия в целом ряде регионов испытывает острый дефицит в воде, обусловленный ее неравномерным распределением по территории. В частности, на наиболее развитые и заселенные центральные и южные районы Европейской части России, где сосредоточено 80 % населения и промышленного потенциала, приходится лишь около 8 % водных ресурсов при низком качестве вод, в особенности вод поверхностных водных объектов.

Наиболее сложной проблемой в части хозяйственно-питьевого водоснабжения является обеспечение питьевой водой населения крупных городов. Значительная часть крупных городов (Москва, Санкт-Петербург, Ярославль, Кострома, Иваново, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Хабаровск и другие) использует для водоснабжения поверхностные воды.

Однако на территории России и в частности Самарской области регулярно происходит процесс несанкционированного бурения скважин на добычу воды. Многие частные физические лица стараются приобрести индивидуальные скважины в собственность на своих дачных участках, земельных участках рядом с домом и т.д. Фирмы, оказывающие услуги по бурению скважин зачастую не имеют на это лицензии, следовательно, при добыче воды из пробуренной ими скважины нет никакой гарантии, что вода соответствует нормам и требования предъявляемым к питьевой и технической воде.

Другая проблема, которая отражена в данной работе, затрагивает вопросы установления ПДК веществ в воде не только из скважин, но и в питьевой, трубопроводной и т.д. Для установления ПДК используют расчётные методы, результаты биологических экспериментов, а также материалы динамических наблюдений за состоянием здоровья лиц, подвергшихся воздействию вредных веществ. В последнее время широко используются методы компьютерного моделирования, предсказания биологической активности новых веществ, биотестирование на различных объектах. Но, согласно СанПина (СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества) - направленного на определение качества питьевой воды, указанные в ГОСТ 4974-72. Вода питьевая. Методы определения содержания марганца показатели не полностью учитываются Санитарно-эпидемиологическими лабораториями при взятии пробы, так как «детальный» анализ рекомендовано проводить лишь при определенных чрезвычайных ситуациях, или в период эпидемии инфекционных или вирусных заболеваний. Поэтому тему нашего исследования считаем актуальной.

В рамках нашего исследования мы выбрали вещество-загрязнитель - марганец. Марганец - это вещество, относящееся к группе тяжёлых металлов. Марганец (Mn) распространен не так сильно, как железо, но очень похож на него по своим свойствам. Он редко встречается самостоятельно - обычно вместе с растворенным железом Fe ²⁺. Марганец в воде приводит к тому, что отложения марганца накапливаются в трубах и заметны при включении воды. «Марганцевые» бактерии также существуют и могут становиться причиной закупорки труб. По сравнению с железом, марганец окисляется медленнее и требует большее количество кислорода.

Избыток марганца свыше 0,1 мг/л приводит к заболеваниям костной системы. Такая вода имеет вяжущий вкус и желтоватую окраску. Марганец образует темно-коричневые и черные пятна на сантехнике и осаждается в трубах.

Содержание марганца в воде не должно превышать 0,05 мг/л, согласно СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения 1. п.п. 3.4., а для многих промышленных целей его содержание должно быть еще меньше - 0,01-0,02 мг/л.

Если пить постоянно воду с повышенной концентрацией марганца, то это может привести к импотенции, расстройствам центральной нервной системы. Кроме этого марганец делает воду невкусной, оставляет пятна на продуктах, создает пленки на стенках трубопроводов.

Эксперимент был проведен на базе кафедры химии, географии и методики их преподавания ПГСГА в ноябре, декабре 2014 года (рисунок 1 и 2).

Рисунок 1. Колбы с растворами исследуемых жидкостей

Рисунок 2. Работа с фотоколориметром.

Методы, которые используются в ГОСТ 4974-72 Вода питьевая. Методы определения содержания марганца, основаны на окислении соединений марганца до иона MnO₄^-. Окисление происходит в кислой среде персульфатом аммония или калия в присутствии серебра в качестве катализатора, при этом появляется розовое окрашивание. Чувствительность метода составляет (объем исследуемой воды 500 см³, ГОСТ 4974-72) 10 мкг/дм³ 2.

Согласно, ГОСТ 4974-72 Вода питьевая. Методы определения содержания марганца определение можно проводить тремя способами:

Метод А. Определение содержания марганца с отделением хлор-иона соосаждением с гидратом окиси магния.

Метод Б. Определение содержания марганца с удалением хлор-иона выпариванием с серной кислотой.

Метод В. Определение содержания марганца с удалением хлор-иона добавлением сернокислой ртути.

Для решения задач, поставленных в рамках выполнения данной работы мы использовали следующий метод определения ионов марганца - Метод В. Определение содержания марганца с удалением хлор-иона добавлением сернокислой ртути.

Для анализа было взято два образца воды из скважин, расположенных в двух поселках Самарской области - Смышляевка и Старо-Семейкино.

Первый образец взят из скважины, расположенной на территории поселка Смышляевка, глубина скважины - 47 м.

Второй образец взят из скважины. Расположенной на территории поселка Старо-Семейкино, глубина скважины - 20 м.

Методика проведения работы:

1. Подготовка к анализу

1.1.1. Приготовление основного стандартного раствора сернокислого марганца.

0,2748 г , прокаленного при 500 °С, растворяют примерно в 10 см³ разбавленной горячей серной кислоты (1:4) и доводят объем дистиллированной водой до 1 дм^{3 .} 1 см³раствора содержит 0,10 мг Mn^2+.

1.1.2. Приготовление рабочего стандартного раствора сернокислого марганца.

Раствор готовят разбавлением 100 см основного раствора до 1 дм³ дистиллированной водой. 1 см³ раствора содержит 0,01 мг Mn²⁺.

Раствор готовят в день проведения анализа.

1.1.3. Приготовление специального реактива.

75 г сернокислой ртути () растворяют в 400см³ концентрированной азотной кислоты () и 200 см³ дистиллированной воды. Затем добавляют 200 см³ 85%-ной ортофосфорной кислоты и 0,035 г азотнокислого серебра (). После охлаждения раствора объем его доводят до 1 дм³ дистиллированной водой.

1.2.Проведение анализа

Влияние хлоридов устраняется, если в исследуемой воде их содержится не более 0,1 г.

К аликвотной части исследуемой воды добавляют 5 см³ специального реактива и пробу концентрируют кипячением или разбавляют дистиллированной водой до 90 см³. Затем добавляют 1,0 г персульфата аммония и на электрической плитке доводят раствор до кипения и кипятят 1 минуту. Снимают с плитки и через 1 мин быстро охлаждают под струей воды, разбавляют раствор дистиллированной водой до 100 см³, перемешивают.

Интенсивность окраски определяют визуально или фотометрически, пользуясь стандартной шкалой, приготовленной в тех же условиях, что исследуемая вода.

Для приготовления стандартной шкалы используется рабочий стандартный раствор сернокислого марганца. Образцовые растворы шкалы содержат от 0,005 до 0,1 мг марганца. Окраска шкалы устойчива 24 ч. Оптическую плотность измеряют с зеленым светофильтром (ƛ= 530-525 нм).
В качестве контрольной жидкости используют дистиллированную воду.

2. Обработка результатов

Содержание марганца мг/дм³, определяют по формуле:

где - a-содержание марганца, найденное по стандартной шкале или по калибровочному графику, мг;

V - объем исследуемой воды, взятый для определения, см³

Допустимое расхождение между повторными определениями - 15% (отн).

Исходя из полученных данных можно сделать вывод о том, что в воде, взятой для анализа, содержание ионов марганца: в первом и втором образце соответствует нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 (Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.) и не превышает 0,1 мг/дм³, поэтому по данному показателю воду из данных источников можно рекомендовать к употреблению и использованию в хозяйственно-бытовых нуждах.

Список литературы:

1. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения.

2. ГОСТ 4974-72 Вода питьевая. Методы определения содержания марганца.