Нормування якості потної водопровідної води м.Житомира за допомогою тест-організмів(цибулі

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Вода більшості поверхневих джерел водопостачання України характеризується помірним і високим рівнем забруднення. Пріоритетними забруднювачами впродовж багатьох років залишаються органічні сполуки, зважені речовини, нафтопродукти, важкі метали та інші. Результати моніторингу якості поверхневих вод в місцях водозаборів питних водопроводів України свідчать про те, що в наш час концентрації багатьох шкідливих хімічних речовин наближаються до гранично допустимих, а в деяких випадках навіть перевищують їх. При такому положенні різко ускладнюється можливість отримання якісної питної води, оскільки існуючі водопровідні очисні споруди практично не забезпечують бар'єрну функцію по відношенню до техногенних хімічних речовин, які часто транзитом поступають в питну воду.

Питання забезпечення населення України якісною питною водою тісно пов`язано з екотоксикологічним потенціалом води у джерелах водопостачання та використанням сучасних технологій підготовки питної води, у яких для її знезараження та знебарвлення застосовують екотоксиканти. Основним критерієм якості питної води є її вплив на стан здоров'я населення. Нешкідливість води забезпечується відсутністю в ній екотоксичних і шкідливих для здоров'я домішок природного і техногенного походження. В зв'язку із зростаючим забрудненням поверхневих вод більш складним стає завдання отримання високоякісної питної води. За останні роки в поверхневих водах річок відмічається перевищення гранично допустимих концентрацій (ГДК) по цілому ряду речовин. Суттєвих змін зазнають і органолептичні показники, що свідчать про рівень забруднення водойм. Традиційні технології підготовки питної води з використанням в якості дезінфікуючих засобів хлору та хлорвмісних реагентів призводить до її вторинного забруднення хлорорганічними речовинами, що мають мутагенні та канцерогенні властивості. В зв'язку з цим, важливо здійснювати очищення питної води на основних етапах її підготовки.

Актуальність теми широке застосування при водопідготовці питної води хлору та його сполук призводить до утворення дуже небезпечних хлорорганічних речовин, які мають канцерогенні і мутагенні властивості. В результаті споживання води в організм людини потрапляють важкі метали, феноли, пестициди та інші. Це призводить до страшних наслідків.Одним із методів визначення токсичності води є метод біотестування.

На наш час досить розповсюдженим є використання методів біотестування, що є результатом ряду переваг цих методів. Перш за все, вони є специфічними, дають змогу виявити ті чи інші токсиканти у надзвичайно малих кількостях, що в свою чергу запобігає хронічному накопиченню токсичних речовин в організмі людини. Основою біотестування забруднення води є відповідна реакція різних організмів на пригнічуючий чи згубний вплив токсичних речовин, які потрапили у воду. Методи біотестування дають реальну оцінку токсичності води, обумовлену наявністю в ній комплексу забруднюючих хімічних речовин та їх метаболітів. Метод біотестування на цибулі - легкий спосіб визначення загальної токсичності, викликаної хімічним впливом, що виражається у пригніченні росту коренів цибулі

Мета дослідження аналіз методу біотестування питної води за допомогою тест організму(цибулі),визначення переваг та недоліків цього досліду, отримання швидких та достовірних даних щодо якості питних вод.

Наукова новизна досліду вперше в методі біотестування по визначенні якості питної водопровідної води м.Житомира було використано сорт цибулі «Сноубол».

Об'єкт дослідження в даній роботі-водопровідна вода м.Житомира. Визначення якості водопровідної води за допомогою тест-організмів(цибулі сорту»Сноубол».



Розділ І. Огляд літературних джерел

1.1 Властивості води

Фізичні властивості води. Чиста вода -- безбарвна прозора рідина, без запаху і смаку. На землі вода існує в трьох агрегатних станах -- твердому, рідкому та газоподібному. За нормального атмосферного тиску при 0°С вона замерзає і перетворюється у лід, а при 100°С -- кипить, перетворюючись у пару. У газоподібному стані вода існує і за нижчої температури, навіть нижче 0°С. Тому лід і сніг теж поступово випаровуються.

У рідкому стані вода практично не стискається, при замерзанні розширюється на 1/11 від свого об'єму.

Найбільшу густину вода має при +4°С. Масу 1 смі чистої води при цій температурі прийняли за одиницю і назвали грамом (сучасне визначення грама основане на точнішому еталоні). На відміну від інших рідин, вода при охолодженні від + 4 до 0°С розширюється. Тому лід легший від води (на 8%) і не тоне у ній. Завдяки цьому, а також малій теплопровідності шар льоду захищає глибокі водойми від промерзання до дна, і цим забезпечується у них життя.

Потрійна точка води, тобто умови, за яких одночасно у рівноважному стані можуть співіснувати вода, лід та пара, реалізується при температурі 0,01 °C і тиску 611,73 Па. Значення 0,01 °C точне -- на ньому основане визначення одиниці вимірювання температури в Міжнародній системі (СІ), кельвіна. Проте відповідно до запропонованих змін у СІ, коли значення сталої Больцмана та числа Авогадро буде зафіксовано, температура потрійної точки води буде визначатися з похибкою.

Вода характеризується великою питомою теплоємністю, що дорівнює за означенням калорії 1 кал/г-град. Завдяки цьому температура океанів і морів змінюється досить повільно, і цим регулюється температура на поверхні земної кори. Цим пояснюється також те, що клімат на островах рівномірніший, ніж на материках.

Фізичні властивості води великою мірою зумовлені тим, що її молекули мають значний дипольний момент (1,844 Дебая). Оскільки атоми Оксигену є більш електронегативними, ніж атоми Гідрогену, вони відтягують на себе електронну густину ковалентних зв'язків у молекулах води. Через це на перших (O) виникає частковий негативний заряд (2д-), а на других (H) -- вдвічі менший за значенням позитивний заряд (д+). Внаслідок електростатичного притягування між атомами Гідрогену й Оксигену сусідніх молекул води, між ними формується водневий зв'язок. Завдяки такій взаємодії конденсація води відбувається при порівняно високій температурі. Так, наприклад, набагато важчі молекули кисню і вуглекислого газу при цих температурах конденсованої фази не утворюють.

У будь-який момент часу в рідкій воді більшість молекул утворюють водневі зв'язки, проте час життя кожного з них дуже короткий (від 1 до 20 пс). Після руйнування одного зв'язку наступний, із тим же або іншим партнером, утворюється приблизно через 0,1 пс. Тимчасові групи молекул води, сполучених між собою водневими зв'язками, називають «кластерами, що мигають». Сила водневих зв'язків досить невелика (енергія розриву 23 кДж/моль), проте вони дуже суттєво впливають на властивості води, через їх велику кількість.

Завдяки своїй формі молекули води можуть сполучатись водневими зв'язками із чотирма іншими. Саме таким чином вони організовані у кристалах льоду. Проте в рідкій воді молекули менш впорядковані і перебувають у стані постійного руху, тому середня кількість зв'язків, що утворюються кожною із них, в будь-який момент часу становить 3,6

Хімічні властивості води. Молекули води мають слабку здатність до зворотної іонізації шляхом розпаду на протон H+ і гідроксид-іон OH-:



H2O =H+ + OH-;

Не зважаючи на те, що одним із продуктів дисоціації є протони, вони не існують у воді у вільному стані, а натомість відразу ж приєднуються до молекул H2O з утворенням іонів гідронію H3O-. Внаслідок іонізації чиста вода до певної міри може проводити електричний струм. При чому гідроксид- і гідроній-іони в електричному полі рухаються значно швидше ніж інші іони. Це пояснюється явищем «перетстрибування протонів»: жоден індивідуальний іон не переміщується на великі відстані, натомість відбувається перенесення протонів між молекулами води, з'єданими між собою водневими зв'язками. Таким чином виникає сумарний рух гідроній-іонів до катоду, а гідроксид-іонів -- до аноду. «Перестрибування протонів» також призводить до того, що у водних розчинах дуже швидко проходять кислотно-основні реакції.

У стані рівноваги тільки невеличка частина молекул води іонізовані, так при температурі 25 °C на іони розпадається приблизно одна молекула із півмільярда.

У хімічному відношенні вода досить активна. З багатьма речовинами вона вступає в хімічні реакції вже при звичайній температурі. З оксидами лужних і лужноземельних металів вона утворює основи:

СаО + Н2О = Са(ОН)2

З багатьма оксидами неметалів (ангідридами) вода утворює кисневмісні кислоти:

Р 2О5 + 3Н 2О = 2Н3РО4

З найактивнішими металами вона утворює основи з виділенням водню:

2Na + 2Н2О = 2NaOH + Н2 ^

З деякими солями вода утворює так звані кристалогідрати, які характеризуються строго визначеною кількістю молекул води, що припадають на одну молекулу солі. Наприклад, з сульфатом міді вода утворює мідний купорос:

CuSO4 + 5Н2О = CuSO4 * 5Н2О

в якому на одну молекулу сульфату міді припадає п'ять молекул води. Воду, що входить до складу кристалів, називають кристалізаційною.

Кристалізаційну воду не слід плутати з гігроскопічною водою, яка поглинається (адсорбується) поверхнею і порами всіх речовин на відкритому повітрі. Деякі речовини відзначаються підвищеною здатністю поглинати вологу повітря. Внаслідок цього вони мокріють (наприклад, NaCl), а інколи навіть і розпливаються на повітрі (як CaCl2). Такі речовини називають гігроскопічними. На відміну від кристалізаційної, кількість гігроскопічної води в речовинах, змінна. Вона хімічно не взаємодіє з речовиною-адсорбантом.

При високій температурі водяна пара взаємодіє з залізом і іншими речовинами. Наприклад:

3Fe + 4Н 2О = Fe3О4 + 4Н2

Раніше цю реакцію застосовували в техніці для добування водню.

У термічному відношенні вода досить стійка. Проте при температурах, вищих 1000°С, вона починає розкладатися на водень і кисень:

2Н2О = 2Н2 + O2

Органолептичні властивості води. Це такі її ознаки, які сприймаються органами чуття людини і оцінюються за інтенсивністю сприйняття.

Нюхові, смакові, зорові, теплові відчуття обумовлені фізичними характеристиками води і наявністю в ній певних хімічних речовин (органічних, мінеральних солей, газів). Саме вони і надають воді запах, смак, присмак, забарвлення, каламутність і т. п. Тому органолептичні властивості води характеризуються показниками двох підгруп: фізико-органолептичними, що представляють собою сукупність органолептичних ознак, що сприймаються органами чуття, і хіміко-органолептичними, що свідчать про вміст певних хімічних речовин, здатних подразнювати відповідні аналізатори та обумовлювати те чи інше відчуття.

Часто відзначаються випадки, коли домішки у питній воді не є безпосередньою причиною хвороби, проте надають опосередковано ненегативний вплив на здоров'я, погіршуючи органолептичні властивості води. Осад, незвичне забарвлення, запах і присмак здавна були ознаками недоброякісності води, викликали у людини відразу і почуття можливої небезпеки для здоров'я, змушували шукати інші джерела водопостачання, які могли виявитися небезпечними в епідемічному плані незважаючи на хороші органолептичні властивості.

Хороші органолептичні властивості води позитивно впливають на організм людини. Так, приємна на смак вода підвищує гостроту зору і частоту серцевих скорочень, неприємна - знижує. Не можна не враховувати і естетичне вплив органолептичних властивостей води. Тут доречно згадати слова Ф.Ф. Ерісмана: "Було б великою помилкою вважати задоволення такої естетичної потреби розкішшю, оскільки тут естетика і гігієна зливаються настільки, що розділити їх практично не представляється можливим ".

Запах - здатність наявних у воді хімічних речовин випаровуватися і, створюючи тиск пари над поверхнею води, дратувати рецептори слизових оболонок носа і пазух, обумовлюючи відповідні відчуття.

За характером розрізняють природні (ароматичний, болотний, гнильний, рибний, трав'яний і т. д.), специфічні (аптечний) і невизначені запахи. Однак для гігієнічної оцінки і порівняння якості води недостатньо такої характеристики. Зрозуміло, що один і той же запах може мати різну інтенсивність.

До того ж у різних людей неоднакова чутливість аналізатора нюху. У деяких вона дуже висока. Саме вони можуть відчувати запах води тоді, коли звичайна людина його не сприймає.

Враховуючи викладене вище, для характеристики інтенсивності запахів води ще в 1914 р. в США запропонували п'ятибальну шкалу: 0 - запах не відчувається, його не виявляє навіть досвідчений одоратор; 1 - не визначається споживачем, але виявляється досвідченим одоратором; 2 - слабкий, виявляється споживачем тільки в тому випадку, якщо вказати на нього; 3 - помітний, виявляється споживачем і викликає його несхвалення, 4 - чіткий,звертає на себе увагу і робить воду непридатною для пиття, 5 - дуже сильний, що визначається на відстані, внаслідок чого вода не придатна для вживання.

З підвищенням температури погіршується розчинність у воді газів. Через це одиниця об'єму повітря містить більше молекул речовини, і як наслідок, більшою мірою дратуються рецептори аналізатора нюху. Крім того, під впливом високої температури у воді можуть відбуватися хімічні перетворення і з'являтися нові речовини з запахом. Тому запах води оцінюють як при кімнатній температурі (20 ° С), так і при її нагріванні до 60 ° С.

Експериментально в дослідах на тваринах доведено, що зміна запаху води рефлекторно впливає на питний режим і фізіологічні функції організму. Особливо це стосується неприємних запахів, які обумовлюють захисну умовно-рефлекторну реакцію, змушуючи відмовлятися від вживання такої води.

Якісної можна вважати лише таку воду, яка, на думку споживачів, не має запаху. Звичайні люди не відчувають запаху інтенсивністю 0 і 1 бал за п'ятибальною шкалою. Запах інтенсивністю 2 бали відчувають лише деякі споживачі (до 10% населення), і лише в тому випадку, якщо звернути на це їхню увагу. При підвищенні інтенсивності запах стає відчутним для всіх споживачів без будь-якого попередження. Тому інтенсивність запаху питної водопровідної води не повинна перевищувати 2 балів. Крім того, слід враховувати, що воду підігрівають для приготування гарячих напоїв та перших страв, а це може призвести до посилення її запаху. Саме тому питна вода повинна мати запах інтенсивністю не вище 2 балів при температурі як 20 ° С, такі 60 ° С, що і відображено в державному стандарті про питну водопровідну воду.

Смак. За характером розрізняють солоний, гіркий, кислий і солодкий смаки. Решта - присмаки: лужний, болотний, металевий, нафтопродуктів і т. д. Але для гігієнічної оцінки і порівняння якості питної води недостатньо тільки якісної характеристики смаків і присмаків. Один і той же присмак може мати різну інтенсивність. До того ж у різних людей неоднакова чутливість смакового аналізатора. Тому для характеристики інтенсивності смаків і присмаків води була запропонована п'ятибальна шкала, аналогічна п'ятибальною шкалою інтенсивності запахів.

Запах, смак і присмак води мають істотне гігієнічне значення. По-перше, якщо вони неприємні і легко визначаються споживачами, то це обмежує споживання питної води і змушує шукати нові джерела. Але вода цих джерел, незважаючи на хороший запах, смак і присмак, може виявитися небезпечною в епідеміологічному відношенні і містити токсичні речовини. По-друге, специфічні запах, смак і присмак свідчать про забруднення води внаслідок попадання у водоймище (джерело водопостачання) стічних вод промислових підприємств або поверхневого стоку з сільськогосподарських угідь. По-третє, природний запах, смак і присмак свідчать про те, що у воді є певні органічні та неорганічні речовини, що утворилися в результаті життєдіяльності водних організмів (водоростей, актиноміцетів, грибів і т. п.) і біохімічних процесів перетворення органічних сполук (гумінових речовин), які потрапили у воду з грунту. Ці речовини можуть бути біологічно активними, володіти алергічними властивостями. І, нарешті, запах, смак і присмак є показниками ефективності очистки води на водопровідних станціях.

Якісної можна вважати тільки таку воду, яка, за оцінкою споживачів, не має смаку і присмаку. Звичайні люди не відчувають смак і присмак інтенсивністю 0 і 1 бал. Смак і присмак інтенсивністю 2 бали відчувають тільки деякі споживачі (до 10% населення), і лише за умови попередження, тобто якщо звернути на це їхню увагу. При підвищенні інтенсивності смак і присмак стають відчутними для всіх споживачів без будь-якого попередження. Тому інтенсивність смаку і присмаку питної водопровідної води не повинна перевищувати 2 балів, що й відображено у державному стандарті про питну водопровідну воду.

1.2 Особливості підготовки питної води в Україні

Існує багато способів очищення води:

1. Механічні способи очищення-застосовується для очищення води твердих та масляних забруднень. Механічне очищення здійснюється за одним із таких методів:

а) подрібнення великих за розміром забруднень у менші за допомогою механічних пристроїв;

б) відстоювання забруднень зі стоків за допомогою нафтовловлювачів, пісковловлювачів та інших відстійників;

в) розділення води та забруднювачів за допомогою центрифуг;

г) усереднення стоків чистою водою з метою зниження концентрації шкідливих речовин та домішок до рівня, при котрому стоки можна скидати у водойми або каналізацію;

д) влучення механічних домішок за допомогою елеваторів, решіток, скребків та інших пристроїв;

є) фільтрування стоків через сітки,сита, спеціальні фільтри, а найчастіше - шляхом пропускання їх через пісок;

ж) освітлення води шляхом пропускання її через пісок або спеціальні пристрої,наповнені композиціями або мінералами, здатними поглинати завислі частки.

Вибір схеми очищення води від завислих часток та нафтопродуктів залежить від виду та кількості забруднень, необхідного ступеня очищення.

2. Фізико-механічні способи очищення стоків та води базуються на флотації, мембранних методах очищення.

Флотація - процес молекулярного прилипання частинок забруднень до поверхні розподілу двох фаз ( вода - повітря, вода - тверда речовина). Процес очищення нафтопродуктів, волокнистих матеріалів флотацією полягає в утворенні системи частинки забруднень - бульбашки повітря”, що спливає на поверхню та утилізується. За принципом дії флотаційні установки класифікуються таким чином:

-флотація з механічним диспергуванням повітря;

-флотація з подачею повітря через пористі матеріали;

-електрофлотація;

-біологічна флотація.

-зворотний осмос (гіперфільтрація) - процес фільтрування питної води через напівпроникні мембрани під тиском.

-ультрафільтрація - мембранний процес розподілу розчинів, осмотичний тиск котрих малий. Застосовується для очищення питної води від високомолекулярних речовин, завислих частинок та колоїдів.

-електродіаліз - процес сепарації іонів солей в мембранному апараті, котрий здійснюється під впливом постійного електричного струму. Електродіаліз застосовується для демінералізації питної води. Основним обладнанням є електродіалізатори, що складаються з катіонітових та іонітових мембран.

3.Хімічне очищення використовується як самостійний метод або як попередній фізико - хімічним та біологічним очищенням. Його використовують для зниження корозійної активності питної води, видалення з них важких металів, очищення стоків гальванічних дільниць, для окиснення сірководню та органічних речовин, для дезінфекції води та її знебарвлення.

-нейтралізація застосовується для очищення стоків гальванічних, травильних та інших виробництв, де застосовуються кислоти та луги.

-окислення застосовується для знезараження питної від токсичних домішок ( мідь, цинк, сірководень, сульфіди), а також від органічних сполук. Окиснювачами є хлор, азот кисень, хлорне вапно, гіпохлорид кальцію тощо.

4.Фізико - хімічні методи:

1)Коагуляція - процес з'єднання дрібних частинок забруднювачів в більші за допомогою коагулянтів. Для позитивно заряджених частинок іонів є аніони, а для негативно заряджених - катіони. Коагулянтами є вапняне молоко, солі алюмінію, заліза, магнію, цинку, сірчанокислого газу тощо. Коагулюючи здатність солей тривалентних металів в десятки разів вища, ніж двовалентні і в тисячу разів більша, ніж одновалентні.

2)Флокуляція - процес агригації дрібних частинок забруднювачів у воді за рахунок утворення містків між ними та молекулами флокулянтів. Флокулянтами є активна кремнієва кислота, ефіри, крохмаль, целюлоза, синтетичні органічні полімери.

Для освітлення води одночасно використовуються коагулянти та флокулянти, наприклад, сірчанокислий алюміній та поліакриламід. Коагуляція та флокуляція здійснюється у спеціальних ємностях та камерах.

При очищенні води використовується і електрокоагуляція - процес укрупнення частинок забруднювачів під дією постійного електричного струму.

Сорбція - процес поглинання забруднень твердими та рідкими сорбентами ( активованим вугіллям, золою, дрібним коксом, торфом, активною глиною тощо).

Адсорбційні властивості сорбентів залежить від структури пор, їхньої величини, розподілу за розмірами, природи утворення. Активність сорбентів характеризується кількістю забруднень, що поглинаються на одиницю їхнього об'єму або маси (кг/м кубічний).

Після механічних, хімічних та фізико - хімічних методів очищення у питної води можуть знаходитись різноманітні віруси та бактерії ( дизентерійні бактерії, холерний вібріон, збудники черевного тифу,вірус гепатиту,аденовірус, віруси, що викликають захворювання очей ). Тому з метою запобігання захворюванням питну воду перед повторним використанням для побутових потреб підлягають біологічному очищенню.

1.3 Особливості підготовки питної води в місті Житомирі

Технологія очистки.Процес очистки починається з водоприйомних споруд, де вода, проходячи через сітки, очищається від грубих забруднень: водоростей, риби, гілок, листя. Після цього на водоприйомних спорудах вода обробляється реагентом вітчизняного виробництва «Валеус», що в перекладі означає - життя. «Валеус» - це знезаражуючий реагент, який знищує усі віруси (в залежності від дози) і не утворює шкідливих з'єднань на відміну від хлора.

Далі вода очищується на напорних високошвидкісних фільтрах, які являють собою закриті споруди, виконані з нержавіючої сталі з пакетом мікронних сіток.

Після очищення вода хлорується. Хлораторна на першому підйомі за технічними, технологічними показниками відповідає кращим європейським зразкам.

Після попередньої очистки та первинного знезарження вода зі станції першого підйому транспортується по двох водоводах - 1200 мм та 600 мм - на станцію другогопідйому.

Тут застосувуються дві технології очистки.

Перша двохступенева схема очистки, називаєтться класичною. За цією схемою вода напочатку змішується з хлором, коагулянтом і флокулянтом. Далі вода поступає у камери реакції, де утворюються пластівці, які захоплюють дрібні частинки і бактерії. У відстійнику усі важкі частинки, які утворювались за допомогою коагуляції випадають в осад.

Освітлена, після попередньої очистки вода, іде на швидкісні фільтри, завантажені сучасним фільтруючим матеріалом - цеолітом. Цеоліт - мінерал, який поглинає усі шкідливі речовини, які можуть бути у воді. радіонукліди, важкі метали, марганець, хлорні з'єднання тощо.

Відфільтрована вода, яка відповідає усім нормативним вимогам, іде в резервуар - накопичувач і насосами під певним тиском подається в розподільчу мережу водпроводу аби дійти до споживача.

Друга технологічна схема, яка застосовується на підприємстві, - одноступенева.

За цією технологією вода одразу подається на контактні освітлювачі без попереднього використання відстійників.

Після проведених реконструкцій в одноступеневу схему очистки спеціалістами підприємства було включено ще один ступінь фільтрації - швидкі фільтри, які завантажені цеолітом різної фракції, з висотою завантаження - 1 метр 80 сантиметрів.

Контроль за якістю вихідної води, а також питної води у резервуарах, контролюється цілодобово.

Двічі на добу здійснюються посіви для бактеріологічного аналізу.

Двічі на добу здійснюється хімічний та гідробіологічний аналіз.

Щогодини здійснюються аналізи на наявність залишкового хлору.

Контроль на наявність марганцю у вихідній воді здійснюється двічі на добу.

1.4 Структура водозабезпечення м. Житомира

КП «Житомрводоканал» забезпечує водою населення - близько 240 тис.осіб, організації та підприємства, заклади,установи, об'єкти соцкультпобуту - 2153 абонентів.

Комунальне підприємство «Житомирводоканал» є високотехнологічним підприємством, яке вирішує проблеми водозабезпечення м.Житомира і околиць.Крім міста Житомира питна вода подається до ряду населених пунктів Житомирського району: с.Зарічани, с.Станишівка, с.Слобода-Селець, с.Тетерівка, с.Перлявка, с.Корчак, с.Денеші, санаторій «Денеші», район котеджної забудови на землях Оліївської сільської ради (в межах вулиць Малинська-Народицька).

Виробничі об'єкти підприємства розташовані на 46 земельних ділянках, загальною площею 89,43 га, що знаходяться в постійному користуванні підприємства,

Система водозабезпечення м.Житомира - це комплекс взаємопов'язаних інженерних споруд, який забезпечує безперебійну подачу споживачам питної води.

Комунальна система водопостачання включає:

Водозабір та водопровідні споруди станції I підйому.

Джерелом водопостачання м.Житомира - є р.Тетерів. На р.Тетерів розташований гідровузол «Денеші» до складу якого входять:

- водозливна бетонна гребля, яка забезпечує регулювання доюових стоків

- водосховище «Денеші», яке є акумулюючим і призначене для сезонного регулювання об'ємів води.

Внаслідок пропуску води через пристрої в греблі та прийому води у водосховищі, вода міняється в ньому приблизно 12 разів на рік.

До складу водопровідної насосної станції входить:

1.Водозабірні споруди

2.Машинний зал

3.Приміщення високошвидкісних фільтрів для попередньої механічної очистки води

4.Павільйони з обладнанням для гасіння гідравлічного удару

5. Базовий склад хлору та хлораторна для первинного знезараження води

Водопровідна насосна станція II підйому. Очисні споруди водопроводу.

До складу станції входять:

1. Очисні споруди: швидкісні фільтри та блок контактних освітлювачів.

2. Хлораторна та реагентне господарство

3. Блок повторного використання води

4 Резервуари чистої води

5. Машинні зали №1 та №2

З машинних залів ВНС II насосами вода подається в місто п'ятьма водогонами, у тому числі - діаметром 1200мм, 1000мм, 600мм (два водогони) та 400мм..

Водопровідні насосні станції III підйому, збудовані в мікрорайонах м.Житомира з багатоповерховою забудовою і розташовані:

- вул.Щорса та Соколовський житловий масив;

- Північно-Західний житловий масив;

- Східний мікрорайон;

- Мікрорайон «Богунія»;

Для подачі води на верхні поверхи житлових будинків, збудованих невеликими групами, експлуатуються 12 підвищувальних водопровідних насосних станцій (ПВНС).

Загальна протяжність водопровідних мереж складає - 521,667км.З них -

- водогони - 59, 96км

- вуличні мережі- 286,03км

- квартальні мережі - 175,68км.

На водопровідних мережах споруджено 7570 водопровідних колодязів та встановлено більше 15,0 тис. одиниць запірної арматури.

1.5 Токсичність та екотоксичність питної води

У наш час проблема якості води питної стоїть особливо гостро і в першу чергу у зв'язку з недостатньою кількістю відносно чистих природних джерел водопостачання. Значна концентрація міського населення, різке збільшення промислових, транспортних, сільськогосподарських, енергетичних та інших викидів призвели до погіршення якості води, появи в джерелах питного водопостачання не властивих природному середовищу хімічних елементів. Спостерігається картина постійного зростання забруднення життєдайної вологи.

Україна за запасами питної води на 1 людину займає 55 місце у світі, але проблему з її якістю теж має серйозну. Основні забруднювачі поверхневих водойм - перевантажені очисні споруди та каналізаційні мережі, які знаходяться в незадовільному технічному стані та здебільшого потребують проведення капітальних ремонтів та реконструкцій. Більшість очисних споруд не забезпечує очищення стічних вод так, як це відбувається у розвинутих країнах світу. Про незадовільний екологічний стан свідчить моніторинг якості води поверхневих та підземних водойм.

За останні роки в Україні спостерігається тенденція до погіршення стану поверхневих водойм І-го класу, які використовуються в якості джерел централізованого водопостачання, як за санітарно-хімічними, так і за мікробіологічними показниками. А Дніпровська вода, яка раніше належала до другої категорії якості, сьогодні вже доходить до третьої-четвертої. Між іншим з Дніпра та Дніпровського басейну, який є надзвичайно забрудненим, п'ють майже 38 мільйонів українців.

Ще одна проблема - зношена іржава система водопостачання, яка в багатьох населених пунктах здатна зробити неякісною навіть найкращу воду. Тож і виходить, що артезіанська вода доходить до споживача з коричневим осадом на дні склянки. Загалом за даними статистики 240 українських міст п'ють воду з-під крану, яка має відхилення від вимог нормативних документів.

Вода більшості поверхневих джерел водопостачання України характеризується помірним і високим рівнем забруднення. Пріоритетними забруднювачами впродовж багатьох років залишаються органічні сполуки, зважені речовини, нафтопродукти, важкі метали та інші. Результати моніторингу якості поверхневих вод в місцях водозаборів питних водопроводів України свідчать про те, що в наш час концентрації багатьох шкідливих хімічних речовин наближаються до гранично допустимих, а в деяких випадках навіть перевищують їх. При такому положенні різко ускладнюється можливість отримання якісної питної води, оскільки існуючі водопровідні очисні споруди практично не забезпечують бар'єрну функцію по відношенню до техногенних хімічних речовин, які часто транзитом поступають в питну воду. Традиційна технологія підготовки питної води (коагуляція - відстоювання - фільтрування - знезараження), яка застосовується на водопровідних станціях з річковими водозаборами, розрахована на доведення природної води до вимог ГОСТу за умов загальної низької забрудненості води і перш за все токсичними речовинами. В умовах високого антропогенного і техногенного навантаження на водойми очисні споруди водопровідних станцій не завжди в змозі довести якість питної води до вимог ГОСТу.

Широке застосування при водопідготовці питної води хлору та його сполук призводить до утворення дуже небезпечних хлорорганічних речовин, які мають канцерогенні і мутагенні властивості. В результаті споживання води в організм людини потрапляють важкі метали, феноли, пестициди та інші. Це призводить до страшних наслідків. Тому при споживані питної води, в якій містяться такі речовини, збільшується кількість людей, що страждають від гострих та хронічних отруєнь.

На якість питної води негативно впливає і незадовільний технічний стан водопровідних споруд і мереж, відсоток їх зношеності, відсутність коштів для проведення капітальних та поточних ремонтів, відключення електроенергії на об'єктах водопостачання, подача води за графіками, ефективність роботи очисних споруд каналізації тощо. Вода зі свердловин також дуже часто містить різні шкідливі речовини.

Проблема забруднення водного середовища повинна вирішуватись одночасно з проблемою науково обґрунтованого нормування та контролю за скидами токсикантів у водне середовище.

Підтримка ГДК токсичних речовин у воді є важливою умовою безпечного існування не тільки водних екосистем, але й людей, життя яких тісно пов`язано з водою і багато в чому залежить від її якості. Однак досить часто концентрація екотоксикантів у гранично допустимих межах не здатна забезпечити надійного захисту людини.

Екотоксичність. Питання забезпечення населення України якісною питною водою тісно пов`язано з екотоксикологічним потенціалом води у джерелах водопостачання та використанням сучасних технологій підготовки питної води, у яких для її знезараження та знебарвлення застосовують екотоксиканти. Основним критерієм якості питної води є її вплив на стан здоров'я населення.

Нешкідливість води забезпечується відсутністю в ній екотоксичних і шкідливих для здоров'я домішок природного і техногенного походження.

В зв'язку із зростаючим забрудненням поверхневих вод більш складним стає завдання отримання високоякісної питної води. За останні роки в поверхневих водах річок відмічається перевищення гранично допустимих концентрацій (ГДК) по цілому ряду речовин. Суттєвих змін зазнають і органолептичні показники, що свідчать про рівень забруднення водойм. Традиційні технології підготовки питної води з використанням в якості дезінфікуючих засобів хлору та хлорвмісних реагентів призводить до її вторинного забруднення хлорорганічними речовинами, що мають мутагенні та канцерогенні властивості. В зв'язку з цим, важливо здійснювати очищення питної води на основних етапах її підготовки.

Особливо ретельно необхідно слідкувати за екотоксикологічними показниками води після отримання її з природних джерел та після знезараження і знебарвлення. Саме на цих етапах відбуваються найбільші зміни екотоксикологічного потенціалу води, призначеної для населення.

Коливання показників якості питної води ґрунтуються також на сезонних змінах гідрохімічних та інших показників природних вод. Тому, для отримання питної води, яка є безпечною для людини та довкілля, доцільно враховувати зазначені особливості екотоксикологічного потенціалу води,

починаючи з умов її знаходження у вододжерелах, враховуючи основні екологічні фактори впливу, особливо евтрофні процеси.

Відношення до галогенвмісних сполук, які утворюються при хлоруванні питної води в наш час помітно змінилось. Особливо чітко це видно на прикладі хлороформу (СНCl3) -- представника групи тригалометанів (ТГМ) -- типових і досить поширених побічних продуктів дезінфекції, які присутні в усіх водопровідних системах, де для знезараження питної води використовують хлор та його сполуки, зокрема гіпохлорит натрію. Хлороформ зустрічається у питній воді найбільш часто і у більш високих концентраціях, ніж інші ТГМ (бромдихлорметан, дибромхлорметан та бромоформ), і розглядається як індикатор вмісту в ній продуктів хлорування. ГДК даної речовини за останніми нормативними документами складає 0,06 мг/дм3.

Утворення хлороформу у питній воді пов'язано з декількома причинами. Так, в процесі хлорування хлор взаємодіє з органічними сполуками поверхневих вод. Найбільша кількість органічних сполук потрапляє у водний простір в період «цвітіння» води. Як відомо, «цвітіння» є наслідком надходження у воду біогенів, які сприяють інтенсивному розвитку водоростей.

Накопичуючись у водоймах у великих кількостях ці речовини перетворюються на небезпечні токсиканти.Тому процеси евтрофікації завжди пов'язані з підвищеною токсичністю водного середовища. З іншого боку, самі водорості виділяють у воду токсини (алкалоїди та пептиди), які являють собою небезпеку лише у випадку масового розмноження фітопланктону. Однак під час антропогенної евтрофікації токсичність водного середовища може досягати значних рівнів, являючи собою суттєву загрозу для гідробіонтів та людини. Іншою причиною забруднення водойм токсичними речовинами можна вважати процес розкладання водоростей під час їх відмирання.

Внаслідок гниття утворюються, головним чином, отруйні гази, такі як аміак, сірководень, метан та органічні речовини, які в результаті стають джерелом утворення хлороформу при очистці.

Хлороформ є мутагеном і канцерогеном, тому необхідно контролювати його вміст у воді, виявляючи при цьому найбільш небезпечні періоди протягом року, коли відбувається перевищення ГДК цієї небезпечної речовини.



Розділ ІІ. Матеріал та методи дослідження

2.1 Методи біотестування

Широке застосування при водопідготовці питної води хлору та його сполук призводить до утворення дуже небезпечних хлорорганічних речовин, які мають канцерогенні і мутагенні властивості. В результаті споживання води в організм людини потрапляють важкі метали, феноли, пестициди та інші. Це призводить до страшних наслідків. Тому при споживані питної води, в якій містяться такі речовини, збільшується кількість людей, що страждають від гострих та хронічних отруєнь. На якість питної води негативно впливає і незадовільний технічний стан водопровідних споруд і мереж, відсоток їх зношеності, відсутність коштів для проведення капітальних та поточних ремонтів, відключення електроенергії на об'єктах водопостачання, подача води за графіками, ефективність роботи очисних споруд каналізації тощо. Вода зі свердловин також дуже часто містить різні шкідливі речовини. Проблема забруднення водного середовища повинна вирішуватись одночасно з проблемою науково обґрунтованого нормування та контролю за скидами токсикантів у водне середовище. Підтримка ГДК токсичних речовин у воді є важливою умовою безпечного існування не тільки водних екосистем, але й людей, життя яких тісно пов`язано з водою і багато в чому залежить від її якості.

Однак досить часто концентрація екотоксикантів у гранично допустимих межах не здатна забезпечити надійного захисту людини.

На наш час досить розповсюдженим є використання методів біотестування, що є результатом ряду переваг цих методів. Перш за все, вони є специфічними, дають змогу виявити ті чи інші токсиканти у надзвичайно малих кількостях, що в свою чергу запобігає хронічному накопиченню токсичних речовин в організмі людини. Основою біотестування забруднення води є відповідна реакція різних організмів на пригнічуючий чи згубний вплив токсичних речовин, які потрапили у воду. Методи біотестування дають реальну оцінку токсичності води, обумовлену наявністю в ній комплексу забруднюючих хімічних речовин та їх метаболітів.

Біотестування можна віднести до класичних методів досліджень, що використовуються у токсикометрії для регламентації екологічних токсикантів у довкіллі. За допомогою біотестування можна досліджувати токсичність води у дуже широкому спектрі: від токсичності поодиноких хімічних речовин (у питній воді) до комбінованої дії численних речовин невідомого походження (у стічних водах), від накопичення екотоксикантів в організмі гідробіонтів до їх надходження в тканини та органи-мішені людини. Універсальність методів біотестування дозволяє застосовувати у якості тест-об`єктів найрізноманітніші види істот.

2.2 Методологія дослідження

Метод біотестування на цибулі - легкий спосіб визначення загальної токсичності, викликаної хімічним впливом, що виражається у пригніченні росту коренів цибулі. Результати досліду є придатними для використання у комплексі біотестів. Встановлено, що ріст корінців пригнічується при більш низьких концентраціях токсиканту, ніж проростання насіння. Цей метод дозволяє визначити не тільки токсичність водного середовища, а і його мутагенні властивості. Використовується для визначення присутності водорозчинних токсикантів. Може бути використаний як для визначення вод питного призначення, так і стічних та природних вод.

Відстояна водопровідна вода стандартно використовується в якості контролю для визначення екотоксичності промислових, питних, сільськогосподарських та природних вод. Крім того, вона може бути використана безпосередньо для питних потреб людини та для поливу рослин. Важливим та індивідуальним у кожному випадку залишається оптимальний час відстоювання води. Це обумовлено як гідрохімічними показниками води, що надходить з водоканалу, так і характеристиками, які вода отримує проходячи через водопровідну мережу міста, сезонними коливаннями складу води, пов'язаними з цвітінням води тощо.



Розділ ІІІ. Результати дослідження

3.1 Викладення основного матеріалу досліду

Для визначення якості питної водопровідної води м. Житомир ми використали метод біотестування на цибулі. Для проведення досліду взяли 4 зразки води з різних місць та контрольний зразок води. Ми обрали воду з таких місць: вул. Лесі Українки(Д-1), вул. Київська(Д-2), вул. Щорса(Д-3), вул. Котовського(Д-4). Дослід проводили протягом 28 діб,досліджуючи,при цьому,корінці цибулі. Вимірювали довжину корінців та їх кількість 4 рази,через кожні 7 днів.

В кожному зразку було по 6 цибулин сорту «Сноубол». Групи представлені однаковими за розмірами та масою цибулинами (діаметр цибулин приблизно 10 мм). Кореневі системи цибулин занурювалися у воду, для цього використано хімічні склянки діаметром 3 см. Групи рослин розміщувалися таки чином, щоб отримувати однакову кількість світла та при цьому уникнути прямих сонячних променів. Температура в приміщенні становила 18-20 °С. За результатами вимірів обраховували середні дані для кожної групи,які занесені до таблиць.

Протягом проведення експерименту, що тривав 28 діб, визначені та обраховані показники у дослідних групах порівнювали з контролем.

Під час досліду ми розраховували індекс токсичності води.Його використовують у разі забруднення води відомими або невідомими токсичними речовинами та сполуками. Для цього використовували допоміжний інтегральний (експресний)показник якості питної води-індекс токсичності питної води,розрахований за результатами біологічних тестів:

T=Ik-I0\Ik*100%,де

Т-індекс токсичності проби досліджуваної води;

Ik -величина тест-реакції у контрольній пробі;

I0 -величина тест-реакції у досліджуваній пробі;

Табл. 1 Вплив водопровідної води різної якості на формування кореневої системи (довжину та кількість корінців) цибулі «Сноубол» протягом 7 діб

Група	Довжина корінців,см	Кількість корінців,шт.	Т,за довжиною корінців	Т,за кількістю корінців
Д-1	5	21	9,1	19,2
Д-2	6,5	21	18,8	19,2
Д-3	6	26	9,1	0
Д-4	4,8	28	12,7	7,7
5(контроль)	5,5	26	-	-

Табл. 2 Вплив водопровідної води різної якості на формування кореневої системи(довжину та кількість корінців) цибулі «Сноубол» протягом 14 діб

Група	Довжина корінців,см	Кількість корінців,шт.	Т,за довжиною корінців	Т, за кількістю корінців
Д-1	8	21	3,8	19,2
Д-2	7,5	21	3,7	19,2
Д-3	14,5	26	8,8	0
Д-4	6,9	28	10,4	7,7
5(контроль)	7,7	26	-	-

Табл. 3 Вплив водопровідної води різної якості на формування кореневої системи(довжину та кількість корінців) цибулі «Сноубол» протягом 21 доби

Група	Довжина корінців,см	Кількість корінців,шт.	Т,за довжиною корінців	Т,за кількістю корінців
Д-1	13	23	7,1	17,8
Д-2	9	24	35,7	14,2
Д-3	14,5	28	0	0
Д-4	14	30	0	7,1
5(контроль)	14	28	-	-

Табл. 4 Вплив водопровідної води різної якості на формування кореневої системи(довжину та кількість корінців) цибулі «Сноубол» протягом 28 діб

Група	Довжина корінців,см	Кількість корінців,шт.	Т,за довжиною корінців	Т,за кількістю корінців
Д-1	17	23	21,4	17,8
Д-2	10	24	28,5	14,2
Д-3	15	28	7,1	0
Д-4	15	30	7,1	7,1
5(контроль)	14	28	-	-

Отримані дані наведені у вигляді гістограм(Додаток 1). Вода при відстоюванні очищується за рахунок осідання токсикантів, що знаходяться у завислому стані, випаровування газоподібних речовин, що мають токсичну дію, тощо. За даним дослідом можна прийти до висновку, що пригнічуючи поділ клітин корінців (дію фітогормону цитокініну) речовини продовжують осідати та випаровуватись з води, що призводить до її очищення та збільшення кількості корінців і листків у цибулі. Так,протягом досліду кількість корінців збільшилась на 3-4шт.,довжина на-7-12 см.

За отриманими результатами видно, що ріст корінців найкраще відбувався у пробі води Д-4(вул. Котовського).У контрольному зразку середні показники по росту як корінців,так і листків. Ріст та розвиток листкім менше реагує на якість води,ніж корінці. Це свідчить про те, що надземна система у меншій мірі, ніж коренева реагує на дію шкідливих домішок. Для неї більш важливим є наявність комплексу ростоутворюючих складових.



3.2 Результати та перспективи їх використання

питна вода сорбент якість

Проаналізувавши отримані дані, можна дійти висновку, що коренева система цибулі сорту «Сноубол»є більш чутливою до дії шкідливих речовин у воді, ніж її надземна частина. Корені цибулі чітко збільшуються за чисельністю та довжиною у чистішій воді.

Проте поліпшення якості води за рахунок її відстоювання не завжди призводить до активного росту кореневої системи. Скоріше за все існує певний оптимум, при якому шкідливі речовини чинять мінімальну пригнічуючу дію на корінці, а поживні та мінеральні речовини забезпечують ростові процеси. Адже,найкращий результат росту корінців було отримано в не відстояній воді(Д-4).

Размещено на Allbest.ru