Какую воду мы пьем



В работе автор анализирует качество питьевой воды — водопроводной, артезианской и бутилированной. И сравнивает с нормами, установленными Всемирной организацией здравоохранения для России.

В нашей семье всегда уделяется большое внимание воде, которую мы используем для питья, приготовления пищи, для мойки продуктов и даже воде, которой мы умываемся.

Есть вода вкусная и не вкусная, полезная и вредная. Почему вода разная? Как узнать какую воду можно использовать для домашнего использования? Какую воду полезно пить? На что влияет вода? Как можно самостоятельно научиться определять качество воды?

Чтобы ответить на все эти вопросы, я решил выбрать тему исследования «Какую воду мы пьем?»

Актуальность — вода необходима для жизнедеятельности всех без исключения живых существ на планете. Питьевая вода является необходимым условием сохранения здоровья человека. Качество питьевой воды — чрезвычайно актуальная проблема нашего времени. Мы заинтересовались — соответствует питьевая вода, которую мы используем в повседневной жизни, современным требованиям качества.

Объект исследования — питьевая вода

Гипотеза — питьевая вода, которая соответствует стандартам качества, принятым в нашей стране, не всегда пригодна для питья без дополнительной обработки

Цель исследования — изучить качество питьевой воды, которую мы используем в домашних условиях на соответствие российским стандартам.

Для выполнения цели были решены следующие задачи исследования:

1. Изучить литературу по данной теме.
2. Изучить значение воды для организма человека.
3. Провести опрос среди одноклассников на предмет оценки уровня знаний по данной теме.
4. Исследовать качество водопроводной, природной, бутилированной воды и сравнить с действующими нормативами на питьевую воду.
5. Предложить рекомендации по подготовке и улучшению качества питьевой воды в домашних условиях.

Методы исследования — изучение научно-познавательной литературы, социологический опрос, лабораторные эксперименты, наблюдение

Значение воды для организма человека

Еще 400 лет до нашей эры, древнегреческий врач Гиппократ отмечал значение воды для здоровья человека: «следует знать о водах, какие воды вредны и какие очень здоровы, какие неудобства и какое благо происходит от употребления вод, так как они имеют большое влияние на здоровье человека»./1/.

Вода — второе по значимости вещество после воздуха для жизни человека. Насколько важна вода в жизни человека, свидетельствует тот факт, что ее содержание в различных органах составляет 70–90 %.

Вода присутствует во всех тканях нашего организма, хотя распределена неравномерно:

– Мозг содержит — 75 %

– Сердце — 75 %

– Легкие — 85 %

– Печень — 86 %

– Почки — 83 %

– Мышцы — 75 %

– Кровь — 83 %.

Более 85 % всех обменных процессов нашего организма происходит в водной среде. Вода необходима для поддержания всех обменных процессов, она принимает участие в усвоении питательных веществ организмом.

Недостаток чистой питьевой воды приводит к преждевременному старению организма человека.

Потеря воды для организма, опаснее, чем голодание. Без пищи человек может прожить около 60 дней, без воды не более 10–12 суток. Обезвоживание организма на 10 % приводит к физической и психической недееспособности. Потеря 20 % воды приводит к смерти. В течение суток от 3 до 6 % воды, содержащейся в организме, подвергается обмену. Половина воды, содержащейся в организме, обменивается в течение 10 дней. Количество воды, требуемое для поддержания водного баланса, зависит от возраста, физической активности, окружающей температуры и влажности. Суточная потребность взрослого человека составляет около 2.5 л.

При таком большом значении воды для человека, вода должна быть хорошего качества, если же вода содержит какие-либо вредные вещества, то они будут неизбежно распространены по всему организму и нанесут непоправимый вред.

Качество воды и здоровье человека

По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) — 85 % всех заболеваний в мире передается водой. Болезни, передаваемые через загрязненную воду, вызывают ухудшение состояния здоровья, инвалидность и гибель огромного числа людей, особенно детей. Ежегодно 2,2 миллионов человек умирает от заболеваний, связанных с низким качеством воды или передаваемыми через воду/2/.

Вода, которую мы потребляем, должна отвечать санитарным стандартам питьевой воды. С 01 марта 2021 вступил в силу новый документ СанПиН 1.2.3685–21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания», в котором приведены требования к качеству питьевой воды. В данном документе приведено более 450 веществ, содержание которых должно быть строго ограничено в питьевой воде /3/.

Основные показатели качества питьевой воды условно можно разделить на следующие группы:

Органолептические показатели:

запах, вкус, цветность, мутность, температура

Химический состав:

нефтепродукты, железо, марганец, нитраты, кальций, магний, алюминий, свинец, мышьяк, хлор остаточный свободный, хлороформ фенолы, пестициды.

Микробиологические/санитарно-гигиенические показатели:

Общее микробное число, возбудители кишечных болезеней, стафилококки.

В Приложении, таблица 1 приведены основные показатели качества питьевой воды в нашей стране и сравнение с показателями, рекомендуемыми Всемирной Организацией Здравоохранения /4/.

В Приложении, таблица 2 перечислены вещества, наиболее часто встре-чающиеся в питьевой воде, и их воздействие на наше здоровье. Превышение предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде вредит здоровью человека /5/.

Без всякого преувеличения можно сказать, что употребление качественной воды, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям, является одним из непременных условий сохранения здоровья и качества жизни людей.

Социологический опрос «Что мы знаем о питьевой воде?»

Для того чтобы выяснить уровень знаний моих ровесников о качестве питьевой воды и влиянии её на организм человека, я провел анкетирование среди одноклассников и друзей. Всего было проанкетировано 20 человек. Результаты опроса приведены в таблице (Приложение, Таблица 3).

Выводы по результатам социологического опроса:

1. Все мои одноклассники и друзья хорошо понимают важность качества питьевой воды.
2. Ребята объективно представляют риски и вред, наносимый некачественной питьевой водой организму.
3. Многие семьи предпринимают дополнительные меры для потребления качественной питьевой воды.

Экспериментальная часть

Для анализа были взяты пробы воды:

– водопроводная вода из крана дома по ул.Челобитьевское шоссе, г. Москва

– водопроводная вода, пропущенная через фильтр Atoll

– вода из артезианской скважины СНТ «Прогресс-96», Солнечногорского района Московской области

– бутилированная вода: Фрутто Няня, Stelmas Детская, Черноголовка, Архыз Vita, Новотерская, Сенежская, Байкал, Святой Источник.

Всего было проанализировано 11 проб воды.

Оборудование и материалы для анализа:

1. Анализатор растворенных солей Ohaus ST20T-A, США
2. Экспресс-тест «Гейзер 8 в 1», Россия
3. Экспресс-тест TetraTest, Германия

Определение качества воды методами химического анализа

Исследования были проведены в виде лабораторных опытов в домашних условиях. Каждая проба воды объемом 50–80 мл была последовательно проанализирована с помощью экспресс-теста «Гейзер», экспресс-теста Tetra Test, анализатором растворенных солей Ohaus.

В состав теста входят:

– флаконы с индикатором для определения органических соединений и железа

– тест-полоски для определения:

• кислотности рН
• нитраты
• нитриты
• хлориды

– цветная шкала

– инструкция по применению

Определение концентрации рН, нитратов, нитритов, хлоридов, общего содержания железа, органических соединений.

Погрузите тест полоску в воду на 2–3 секунды и проведите ею из стороны в сторону. Стряхните излишки воды. Сравните результаты с цветной шкалой. Сравнение цвета тест-полоски с цветной шкалой нужно проводить в течение 1 минуты после контакта с пробой.

Для определения содержания общего содержания железа необходимо добавить в пробирку с реагентом 8–10 мл воды и дождаться в течение 1–2 минут изменения окраски раствора и сравнить с цветной шкалой.

Для определения содержания общего содержания органических соединений необходимо добавить в пробирку с реагентом (марганцовка) 8–10 мл воды и дождаться в течение 1–2 минут изменения окраски раствора и сравнить с цветной шкалой. Если окраска содержимого меняется в сторону уменьшения насыщенного розового цвета, значит органические вещества, которые присутствуют в пробе вступили в реакцию с реагентом.

В журнале исследований регистрировались значения концентраций анализируемого показателя, полученные с помощью каждого теста. Среднее арифметическое значение принималось за окончательный результат.

Определение значения общей минерализации

Исследование общей минерализации воды (солесодержания) проводилось с помощью портативного анализатора растворенных солей Ohaus ST20T-A.

Анализатор регистрирует температуру анализируемой воды и минерализацию воды по шкале от 0 до 1000 мг/л.

Необходимо погрузить датчик прибора в пробу и дождаться стабилизации показаний в течение 3–5 минут. После стабилизации показаний, зафиксировать окончательный результат в журнале исследований.

Определение качества воды физическими методами анализа

Все пробы воды были исследованы методами органолептического анализа, т. е с помощью наших органов чувств — зрением, обонянием, вкусом.

Такие характеристики воды, как цветность, наличие осадка, вкус, запах, прозрачность относятся к органолептическим показателям качества воды.

Органолептическая оценка даёт много информации о качестве воды, это обязательная процедура санитарно-химического контроля качества воды.

Определение цветности воды

Анализ на цветность должен показать, какого цвета вода — прозрачная, замутненная, с каким-либо оттенком. Бурый, глинистый цвет может свидетельствовать о наличии примесей железа или механических примесей.

Измерение проводились с помощью белого листа бумаги. При дневном свете надо поставить белый лист позади пробирки/стеклянного стакана с пробой воды и внимательно посмотреть на цвет воды при хорошем дневном освещении.

Результат: вода во всех пробах бесцветная.

Определение осадка

Анализ на осадок показывает, есть ли в воде какие-либо частицы, хлопья, видимые в пробе.

Различают как ничтожный, незначительный, заметный, большой.

Определение проводят в прозрачной ёмкости (пробирка, стакан) при хорошем дневном освещении. Анализируемая проба воды должна отстояться не менее 30 минут.

Результат: во всех пробах воды осадка нет.

Определение запаха воды

Анализ на запах должен показать, присутствует ли какой — либо чужеродный запах. Запахи в воде напрямую связаны с загрязнением воды и обусловлены промышленными, коммунальными или природными загрязнениями.

Силу запаха определяют по пятибалльной шкале и нормируется следующим образом:

Оценка в баллах	Запах
0	Отсутствует
1	Очень слабый
2	Слабый
3	Заметный
4	Отчетливый
5	Очень сильный

Запах определяется при комнатной температуре и/или при нагревании до 50–60 градусов Цельсия.

Для определения запаха использовали пробирку с пробой воды, вращательными движениями интенсивно размешивали жидкость и после открытия пробирки сразу фиксировали интенсивность запаха.

Результат: Во всех пробах воды, кроме водопроводной воды запах не ощущается. 0 баллов.

В водопроводной воде явно присутствует слабый запах хлора, мы поставили 1 балл.

Определение вкуса воды

Различный вкус воды, также как и запах, связан с загрязнением воды и обусловлен наличием загрязнений, также продуктами жизнедеятельности водных организмов.

Определены четыре вида вкуса: горький, сладкий, кислый, соленый.

Количественно интенсивность вкуса определяется по той же шкале, что и запах.

Вода, которая предполагается безопасной в санитарном отношении, исследуют в сыром виде на наличие вкуса. В других случаях, только после кипячения и последующего охлаждения до 20 градусов Цельсия.

Анализ проводится следующим образом: глоток воды, удерживается во рту около 10–15 сек, и фиксируется вкус.

Результат: вода во всех пробах без характерного вкуса, 0 баллов.

Определение вкуса воды

Анализ на прозрачность проводится с помощью стандартного шрифта с высотой букв 2 мм, толщиной не более 0.5 мм и определении максимальной высоты. На листок с шрифтом поставить пустой стакан или стеклянный цилиндр. Воду наливать в стакан постепенно, следя за чёткостью шрифта до тех пор, пока буквы станут плохо различимы. В нашем случае, использовался стакан с максимальной высотой 15 см

Результат: Вода прозрачна во всех пробах. Высота столба равна 15 см. Через воду можно прочитать весь текст без помех.

В водопроводной воде на стенках стакана наблюдались пузырьки газа.

Результаты исследования

Результаты исследования сведены в таблицу (Приложение, табл. 4), показали, что качество питьевой воды, которую мы используем в домашних условиях, соответствует требованиям СанПиН 1.2.3685–21. Питьевая вода.

Водопроводная вода отличается повышенной минерализацией, присутствуют органические соединения, но все количественные показатели в пределах стандартных нормативов. Кроме того, явно ощущается слабый запах хлора даже без нагрева пробы воды, также видны пузырьки газа на стенках пробирки и стакана с данной пробой воды. Это означает наличие свободного хлора в водопроводной воде.

Домашний фильтр Atoll очищает водопроводную воду от органических примесей, железа и свободного хлора, но только незначительно снижает общее содержание солей в воде. Фильтрованная вода полностью соответствует санитарным нормам.

Самая жесткая вода — это вода из артезианской скважины, которой мы пользуемся на даче. Показатель общей минерализации 210 мг/л характеризует эту воду как среднежесткую, также имеется повышенное содержание железа. Домашний фильтр Гейзер не может снизить содержание солей жесткости в артезианской воде. Эта вода тоже соответствует стандартам качества, принятым в нашей стране. Для приготовления пищи и питья мы не используем эту воду из-за высокого содержания солей.

Для приготовления пищи в домашних условиях мы пользуемся бутилированной водой.

Проведено отдельное исследование бутилированной воды наиболее распространённых торговых марок на содержание солей жесткости/общей минерализации, хлоридов, нитритов, нитратов и величины рН.

Результаты исследования бутилированных питьевых вод приведены в отдельной таблице (Приложение, таблица 5).

Результаты исследования бутилированных вод, подтвердили, что каждая вода соответствует требованиям, предъявляемым к питьевым водам.

Основное отличие качества бутилированных вод, которое мы зафиксировали, заключается в показателе общей минерализации. Минимальное значение общей минерализации или солей жесткости у воды Черноголовка, Новотерская и Байкал. Практическим путем проверено, что действительно отложение белого налета при кипячении этих вод не наблюдается. Остальные воды дают значительное отложение белого налета.

По вкусовым качествам лидируют Байкал, Новотерская и Архыз Вита. Эти воды являются природным и обладают сбалансированным вкусом. Черноголовка — это вода, приготовленная по технологии обратного осмоса, поэтому эта вода не обладает уникальным вкусом.

Для использования в домашних условиях мы выбрали для себя воду Новотерская и Байкал.

Рекомендации

Не всегда есть возможность использовать качественную натуральную природную воду.

Рекомендуем производить дополнительную обработку водопроводной питьевой воды для улучшения вкусовых и полезных свойств:

1) Отстаивание воды

Водопроводную воду держат в открытой емкости не менее 4-х часов, при этом улетучивается остаточный свободный хлор, который применяют для обеззараживания воды. Визуально можно оценить этот процесс по исчезновению пузырьков газа со стенок емкости.

2) Кипячение воды

Основное предназначение процесса кипячения — обеззараживание воды и снижение её жесткости за счет отложения солей при кипячении, т.е нагреве до 100 градусов Цельсия. Воды с содержанием общей минерализации более 40 мг/л дают отложение белого налета при кипячении, таким образом удаляются излишние соли из воды.

3) Фильтрование

При использовании этого метода обработки воды рекомендуется использовать существующие бытовые фильтры. Фильтрование уменьшают жесткость воды, содержание свободного хлора и некоторых химических элементов, как железо, нитраты, нитриты. Необходимо строго выполнять рекомендации по периодической смене фильтровальных элементов для достижения качественного результата очистки воды.

4) Вымораживание воды

Использовать для вымораживания воды только пластиковую тару. Заполнять емкость нужно не более, чем на 2/3 объема и выдерживать при отрицательных температурах (до -10 градусов Цельсия). Это очень удобно делать зимой.

При этой температуре незначительная часть воды может не замораживаться, лучше эту воду удалить. Это вода с примесями. Замороженная вода — наиболее чистая вода с минимальным количеством примесей. После разморозки ее вкус становится более мягким. Талая вода самая чистая и лучше усваивается организмом.

Экспериментальным путем мы вымораживали бутилированную воду Фрутоняня и Сенежская. Выдерживали пробу воды при температуре минус 5 градусов Цельсия в течение 1 суток. Мы зафиксировали, что вода ФрутоНяня стала замороженной, вода Сенежская не заморозилась. Это факт свидетельствует о том, что вода Сенежская имеет химический состав, который отличается от природных вод.

Замороженная вода ФрутоНяня была выдержана в течение 4-х часов при комнатной температуре. Вкус талой воды ФрутоНяня стал мягче.

Заключение

Результаты исследования, выводы

1. Изучил материалы о значении воды и узнал, что весь мир уделяет особое внимание качеству воды.
2. Проанализировал результаты социологического опроса среди ровесников, который показал, что все хорошо понимают важность качества питьевой воды.
3. Исследовал питьевую воду из нескольких источников. Понял, что она не всегда бывает хорошего качества, несмотря на то, что соответствует санитарным нормам. Наша семья для питья выбрала воду Новотёрская и Байкал.
4. Узнал, как улучшить качество воды в домашних условиях можно, используя методы кипячения, отстаивания, фильтрации, вымораживания. Проверил экспериментальным путем способ вымораживания.

Приложение

Таблица 1

Нормативы качества воды для хозяйственно-бытовых нужд, принятые в России

Показатель	Единицы измерения	СанПиН 1.2.3685–21. Питьевая вода.	Руководство ВОЗ
Органолептические показатели
Запах	Баллы	2	отс
Привкус	Баллы	2	отс
Цветность	градусы	20	15
Мутность	Мг/л	1,5	2,8
Обобщенные показатели
Водородный показатель	единицы рН	6.0–9.0	6.5–8.5
Жесткость общая	мг-экв/л	7.0	10
Нефтепродукты	мг/л	0,1	отс
Неорганические вещества
Железо	мг/л	0.3	0,2
Кальций	мг/л	30–140	50
Нитраты	мг/л	45	45
Нитриты	мг/л	3,0	3,0
Свинец	мг/л	0,03	0,01
Сульфаты	мг/л	500	250
Хлориды	мг/л	10	250
Хлор	мг/л	0.3–0.5	0.2–0.5
Микробиологические показатели
Общее микробное число	число колонии	50
Возбудители кишечных инфекций	наличие	Отсутствуют	Отсутствуют

Таблица 2

Влияние химических веществ, бактерий и вирусов на организм человека

Название загрязнителя	Органы/системы человека, на которые влияют эти соединения
Химические вещества
Кадмий, медь, мышьяк, ртуть, свинец	Почки, печень, замедление развития, канцерогены
Нитраты и нитриты	Мутации
Кальций, магний	Почки, суставы
Пестициды	Канцерогены, кровь, печень, почки, нервная система
Фенол, толуол	Печень, почки, обмен веществ
Толуол	Нервная система, почки, печень
Бактерии и вирусы
Кишечная палочка	Желудочно-кишечный тракт
Энтеровирусы	Желудочно-кишечный тракт
Вирус гепатита	Печень

Таблица 3

Результаты социологического опроса

Влияет ли вода на здоровье человека? Да -100 % Нет — 0 % Затрудняюсь ответить — 0 %

На какие органы человека отрицательно влияет вода плохого качества? Желудок — 85 % Почки — 5 % Печень — 5 % Сердце -5 % Затрудняюсь ответить — 0 %

Какие вещества отрицательно влияют на качество воды? Органические вещества- 80 % Механические примеси -15 % Соли — 5 % Патогенные микробы — 0 % Тяжелые/токсичные металллы — 0 % Затрудняюсь ответить — 0 %

Какую воду вы пьете? Бутилированную — 48 % Фильтрованную- 34 % Природную (родники, источники) — 11 % Водопроводную — 7 % Затрудняюсь ответить — 0 %

Таблица 4

Результаты исследования качества водопроводной и артезианской воды

Характеристики	Водопроводная вода г. Москва	Фильтрованная водопроводная вода г. Москва	Вода из артезианской скважины	СанПиН 1.2.3685–21. Питьевая вода.
Водородный показатель pH	7,5	7.0	7,0	6.0–9.0
Общая минерализация, мг/л	72,5	69,0	210,0	350 мг/л
Хлориды	0.6 мг/л	0,4 мг/л	0,8 мг/л	10 мг/л
Нитриты	0 мг/л	0 мг/л	0 мг/л	3 мг/л
Нитраты	0 мг/л	0 мг/л	0 мг/л	45 мг/л
Железо	Менее 0.3 мг/л	0 мг/л	Более 0,3 мг/л	0,3 мг/л
Органические соединения	10 мг/л	Нет	Нет
Цветность	Бесцветная	Бесцветная	Бесцветная	20
Осадок	Отсутствует	Отсутствует	Отсутствует
Вкус	Без вкуса	Без вкуса	Без вкуса	2
Запах	1,0 Слабый запах хлора	Нет	Нет	2
Прозрачность	Есть пузырьки газа на стенках емкости	Прозрачная	Прозрачная	1,5 мг/л

Таблица 5

Результаты исследования качества бутилированной воды

Характеристики	Фрутоняня	Stelmas Детская	Новотерская	Архыз Vita	Черноголовка	СанПиН 1.2.3685–21. Питьевая вода.
Водородный показатель pH	6,5	6.5	6,8	6,8	7,0	6.0–9.0
Общая минерализация, мг/л	80,5	80,0	25,8	77,5	22,0	350 мг/л
Хлориды	3,0 мг/л	3,0 мг/л	0,8 мг/л	0,8 мг/л	0 мг/л	10 мг/л
Нитриты	0 мг/л	0 мг/л	0 мг/л	0 мг/л	0 мг/л	3 мг/л
Нитраты	0 мг/л	0 мг/л	0 мг/л	0 мг/л	0 мг/л	45 мг/л

Характеристики	Байкал	Святой Источник	Сенежская	СанПиН 1.2.3685–21.Питьевая вода.
Водородный показатель pH	7.2	7.2	7.6	6.0–9.0
Общая минерализация, мг/л	32,9	82.1	83,3	350 мг/л
Хлориды	0 мг/л	0.8мг/л	0,8 мг/л	10 мг/л
Нитриты	0 мг/л	0 мг/л	0 мг/л	3 мг/л
Нитраты	0 мг/л	0 мг/л	0 мг/л	45 мг/л

Иллюстрации

Рис. 1. Проведение анализа воды с помощью экспресс-тестов Гейзер, Tetra Test

Рис. 2. Проведение анализа воды с помощью анализатора содержания солей Ohaus

Литература:

1. Краткая медицинская энциклопедия. — М., 2001г

2. https://www.un.org/ru/events/water/facts1.htm — сайт ООН

3. СанПиН 1.2.3685–21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания — https://www.rospotrebnadzor.ru

4. https://www.who.int/water_sanitation_health/publications/1-introduction.pdf?ua=1 — сайт ВОЗ

5. Гигиеническая оценка вредных веществ в воде, под ред. Г. Н. Красовского, М., 1987.