Изучение системы водоснабжения и качества воды города Пионерский

Автор: Меликсетян Марине Людвиговна

МБОУ СОШ, г. Пионерский, Калининградская область

 

Длительность выполнения – 6 месяцев.

Возраст учащихся, на которых рассчитан проект: от 7 до 18 лет.

Состав проектной группы – Тюленева Елизавета Петровна, ученица 9 «А» класса.

Тип проекта – учебно-исследовательская работа.

Актуальность проекта. Я  родилась и выросла в городе Пионерском. Из детских воспоминаний в моей памяти осталось то, что вода в нашем городе плохого качества. Но в связи с появлением новой станций обезжелезивания вода должна стать пригодной для питья. Я решила убедиться, что вода, которая проходит через станцию обезжелезивания пригодна для питья.

Цель: изучить систему водоснабжения города и определить качество воды.

Задачи:

- изучив литературные источники, нормативы качества чистой воды, сравнить качество воды артезианских скважин города Пионерского с требованиями законодательства РФ, СанПиН; 

- оценить качество воды, поступающей к потребителю;

- провести опрос среди жителей города по факту употребления питьевой воды, обобщить полученные данные и сделать вывод.

Практическая значимость:

 От качества воды артезианских скважин и мероприятий по ее очистке зависит качество питьевой воды, поступающей в распределительную сеть водопровода г. Пионерский. Посетив УМП «Водоканал» города Пионерский и побеседовав со специалистами ознакомилась с системой водоснабжения своего города. По протоколам исследований качества воды выяснила, что эта вода соответствует нормам СанПин и требованиям Законодательства РФ. Данные о чистоте водопроводной воды было доказано экспериментально. С помощью социологического опроса выяснила, что большинство жителей довольны качеством воды в нашем городе.

 

ВВЕДЕНИЕ 

В мире 97% соленой воды. Пресной воды всего 3%. Россия по запасам воды в мире стоит в ряде лидеров. Примечательно то, что большинство наших граждан живет в местах, где пресной воды недостаточно. Всего порядка 8-10% всех мировых запасов воды находится в России.

Нехватка воды в России и в мире ожидается в ближайшем будущем. Исследователями приводятся следующие цифры. К 2050 году пресной воды людям будет предоставляться в четыре раза меньше по сравнению с 20 веком. Наша цивилизация скоро может оказаться под угрозой вымирания именно из-за нехватки воды. Вымереть человечество может и из-за грязной воды. Ежегодно в России умирает около 20 тысяч человек. Люди отравились отравленной химикатами и сбросами водой. Много людей заболевают опасными болезнями из-за плохой воды.

На сегодняшний день, по мнению ученых, в нашей стране совсем чистых водоемов нет. Проблема нехватки воды стоит на первом месте среди других. Если ситуация не изменится, то человеку будет нечего пить.

Цель: изучить систему водоснабжения города и определить качество воды.

Задачи:

- изучив литературные источники, узнать нормативы качества чистой воды;

- сравнить качество воды артезианских скважин города Пионерского с требованиями законодательства РФ, СанПиН;

- выяснить комплекс мероприятий и сооружений, через которые проходит вода с артезианских скважин до поступления к потребителю;

- оценить качество воды, поступающей к потребителю;

- провести опрос среди жителей города по факту употребления питьевой воды;

- обобщить полученные данные и сделать вывод.

Объект и предмет исследования: вода артезианских скважин, сооружения водоподготовки.

Гипотеза: вода, которая проходит через станцию обезжелезивания, пригодна для питья.

Практическая значимость: от качества воды артезианских скважин и мероприятий по ее очистке зависит качество питьевой воды, поступающей в распределительную сеть водопровода г. Пионерский.

Этапы работы:

- провести работу с источниками информации (книги, интернет-ресурсы);

- исследовать качество воды из артезианских скважин;

- исследовать качество воды после водоподготовки;

- проанализировать результаты;

- провести опрос жителей города;

- подвести итоги работы.

 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ГЛАВА 

1.1. НОРМАТИВЫ КАЧЕСТВА ВОДЫ 

На уровне Государства разработаны нормативные документы, которые устанавливают  качество питьевой воды. Такими документами являются СанПин, директивы качества воды и международные рекомендации ВОЗ.  Ниже приведены эти документы, с помощью которых можно определить качество воды по разным показателям.          

Нормы качества питьевой воды. СанПиН 2.1.4.10749-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды."(РФ).

ЕС – директива 98/83/ЕС "По качеству питьевой воды, предназначенной для потребления человеком".

Международные рекомендации ВОЗ "Руководство по контролю качества питьевой воды 1992 г.".

 

Нормы Агентства по охране окружающей среды

 

 Требования по микробиологическим и паразитологическим показателям воды:

Показатели	Единицы измерения	Нормативы
Термотолерантные колиформные бактерии	Число бактерий в 100 мл	Отсутствие
Общие колиформные бактерии	Число бактерий в 100 мл	Отсутствие
Общее микробное число	Число образующих колонии бактерий в 1 мл	Не более 50
Колифаги	Число бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 100 мл	Отсутствие
Споры сульфоредуцирующих клостридий	Число спор в 20 мл	Отсутствие
Цистылямблий	Число цист в 50 мл	Отсутствие

 

Требования к органолептическим свойствам воды:

Показатели	Единицы измерения	Нормативы, не более
Запах	баллы	2
Привкус	баллы	2
Цветность	градусы	20 (35)
Мутность	ЕМФ (ед. мутности по фармазину)или мг/л (по каолину)	2,6 (3,5)1,5 (2,0)

 

Требования по радиационной безопасности питьевой воды:

Показатели	Ед. измерения	Нормативы	Показатель вредности
Общая α-радиоактивность	Бк/л	0,1	радиац.
Общая β-радиоактивность	Бк/л	1,0	радиац.

 

1.2. ПОНЯТИЕ ОБ ИСТОЧНИКЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ОБ АРТЕЗИАНСКИХ СКВАЖИНАХ.

Выбор источника водоснабжения производится на основании результатов топографических, гидрологических, гидрогеологических, гидрохимических, гидробиологических и других изысканий и санитарных обследований. Основными показателями, учитываемыми при выборе источника водоснабжения, являются:

- количество и качество воды в источнике,

- отдаленность его от потребителей воды,

- степень сложности устройства сооружений по забору, обработке и транспортированию воды,

- возможность обеспечения санитарной охраны источника от загрязнения.

При проектировании, особенно хозяйственно-питьевого водопровода, предпочтительными являются подземные источники, воды которых защищены от внешнего загрязнения, имеют более стабильный дебит и качество. 

Наиболее распространенными источниками водоснабжения средних и малых городов являются подземные воды, которые имеют целый ряд преимуществ (санитарно-гигиенических, вкусовых, защищенность от загрязнения).

Водозаборные скважины являются наиболее распространенным типом водозахватных устройств, применяемых для добычи подземных вод в самых разнообразных гидрогеологических условиях из водоносных пластов, залегающих на глубинах 10-1000 м и более.

Артезианская скважина — это буровая скважина, которая пробурена для эксплуатации артезианских вод (подземных вод, заключённых между водоупорными слоями и находящихся под гидравлическим давлением). Артезианские водоносные горизонты надежно защищены от поверхностного загрязнения.

 

ГЛАВА II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 

2.1. СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА ПИОНЕРСКИЙ 

Основными потребителями питьевой воды в городе Пионерский являются: городское население, коммунальные предприятия, общественные здания, промышленные предприятия, прочие потребители, включая военные городки.

Схема конструкции скважины:

В настоящее время схема водоснабжения города представляет собой три действующих участка водозабора: «Доброе», «Аэродром», «Порт». Насосами 1-го подъема (из артезианских скважин – 13 шт.) по сборным водоводам сырая вода с участков водозабора «Доброе» и «Аэродром» подается на станцию подготовки питьевой воды, которая включает в себя сооружения по аэрации и фильтрованию. После прохождения через биореакторы и фильтры, чистая вода аккумулируется в 2-х резервуарах по 1000 м3 каждый. Из резервуаров чистой воды, вода насосами 2-го подъема подается в распределительную городскую сеть. 

Участок «Доброе», работает с 1980 г., участок «Аэродром» работает с 1930 г. Глубина эксплуатационных скважин 66,0-82,0 м. Скважины оборудованы фильтровыми колоннами с установкой рабочей части фильтра в интервалах от 42,0-76,0м.  Дебиты рабочих скважин составляют 10-25 м3/час. Скважины оборудованы электропогружными насосами

типа Wilo, Grundfos, Calpeda, установленными на глубине 46,0-53,0м. Скважины работают круглосуточно. Все скважины оборудованы кранами для отбора проб воды и водомерами.

2.2. СТАНЦИЯ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ В Г. ПИОНЕРСКИЙ 

В 2012 г. в эксплуатацию введена станция обезжелезивания. Производительность станции 5000 м3/сут. Станция обезжелезивания представляет собой автоматизированную блочно-модульную безнапорную установку обезжелезивания «Кристалл-Б»-2000. В основу технологии положен метод контактного окисления железа и марганца кислородом воздуха в окислительной камере (биореакторе) и последующего фильтрования. 

Очищенная вода поступает в два резервуара чистой воды и подается в распределительную сеть через насосную станцию второго подъема.

Пробы воды из разводящей сети после водоочистки по санитарно-химическим показателям отвечают требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01. (смотри протокол лабораторных исследований воды №2.

Также следует отметить, что в ходе проектирования Международного морского терминала для приема круизных и грузопассажирских судов в г. Пионерский был проведен анализ качества питьевой воды, поступающей в распределительную сеть города. Качество воды соответствует требованиям законодательства РФ. По основным показателям качество воды соответствует также и требованиям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и нормативам США. Смотри Приложение 1.

2.3. ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА ВОДОПРОВОДНОЙ ВОДЫ 

Жесткость воды и ее устранение.

Методика эксперимента:

В пронумерованные пробирки налить:

1. Бутилированную воду.

2. Вода с станции обезжелезивания.

3. Вода с добавлением сульфата калия K2SO4.

Обнаружение ионов железа, растворенных в воде.

Методика эксперимента:

В пронумерованные пробирки налить:

1. Водопроводную воду (станция обезжелезивания).

2. Раствор хлорида-железа  FeCl3.

3. Вода бутилированная.

В каждую пробирку добавить 3-4 капли раствора тиоцината калия KNCS, тщательно перемешать содержимое, постучав по пробирке указательным пальцем. Отметить изменения.

Вывод: в воде со станции обезжелезивания наличие ионов железа не превышало установленных норм. В бутилированной воде содержание ионов железа было столько же, сколько в растворе хлорида-натрия (образец, в котором наличие ионов железа превышало все установленные нормы).

Обнаружение хлорид-ионов, растворенных в воде.

Методика эксперимента:

В пронумерованные пробирки налить:

1. Водопроводную воду (станция обезжелезивания).

2. Раствор хлорида-натрия NaCl.

3. Вода бутилированная.

В каждую пробирку добавить по 3-4 капли раствора нитрата серебра AgNO3, тщательно перемешать их содержимое. Отметить изменения.

Вывод: в воде со станции обезжелезивания наличие хлорид-ионов не превышало установленных норм. Наличие хлорид-ионов в бутилированной воде было на много больше по сравнению с образцом (раствор хлорида-натрия).

Опираясь на данные исследования можно выявить, что вода станции обезжелезивания (водопроводная) чище, чем бутилированная.

2.4. ПРОТОКОЛ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОДЫ №1 

Место отбора перед станцией водоподготовки (с артезианских скважин)

Адрес проведения исследований: 23 8326, Калининградская обл., г.Зеленоградск, ул.Московская, д.46А
(результаты исследований касаются образцов, подвергнутых испытаниям)
М п/п	Определяемые показатели	Результаты исследований	Гигиенический норматив	Единицы измерения	НД на методы исследований
1	2	3	4	5	6
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДЫ
1.	Аммиак (по азоту)	0,82 ± 0,21	не более 2	мг/дмз	гост 33045-2014, метод А
2.	Водородный показатель рН	7,54 ± 0,20	в пределах 6-9	ед. рН	ПНД Ф
З.	Железо общее	1,14 ± 0,29	не более 0,3	мг/дмз	ГОСТ 4011-72, п. 1
4.	Жесткость общая	5,39 ± 0,81	не более 7	ммоль/дмзэкв.	гост 31954-2012
5.	Запах при 200С	2	не более 2	балл	гост 3351-74
6.	Запах при 600С	1	не более 2	балл	гост 3351-74
7.	Кадмий	менее 0,0001	не более 0,001	мг/дмз	05-01-мви
8.	Медь	менее 0,0003	не более 1,0	мг/дмз	05-01-мви
9.	Мутность	3,59 ± 0,72	не более 1,5	мг/дмз	гост 3351-74
10.	Нитраты	5,95 ± 0,89	не более 45	мг/дм	гост 33045-2014, метод Д
11.	Нитрит-ион	0,0219 0,0055		мг/дмз	гост 33045-2014, метод Б
12.	Окисляемость пеманганатная	1,13	не более 5	мг02/дм3	ПНД Ф
13.	Свинец	0,007575 ± 0,001894	не более 0,03	мг/дмз	05-01-мви
14.	Сульфаты	39,34 3,93	не более 500	мг/дмз	гост 31940-2012, метод З
15.	Сухой остаток (общая мин-ия)	379,0 А: 37,9	не более 1000	мг/дмз
16.	Фтор	0,0752 ± 0,0188	1,5	мг/дмз	гост 4386-89, пл вариант А
17.	Хлориды	70,0 ± 10,5	350	мг/дмз	гост 4245-72
18.	Цветность	20,0 ± 5,0.	не более 20	град.	гост 31868-2012
19.	Цинк	менее 0,005		мг/дмз	05-01-мви

Вывод: На основании изложенного можно сделать вывод, что качество воды, поступающей до попадания на станцию обезжелезивания, содержит высокую концентрацию железа и повышенную мутность.

2.5 ПРОТОКОЛ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОДЫ №2 

Место отбора после станции водоподготовки

Адрес проведения исследований: 238326, Калининградская обл., г.Зеленоградск, ул.Московская, д.46А
(результаты исследований касаются образцов, подвергнутых испытаниям)
п/п	Определяемые показатели	Результаты исследований		Гигиенический норматив	Единицы измерения	НД на методы исследований
1	2	З		4	5	6
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДЫ
1.	Аммиак (по азоту)		0,29 0,06	не более 2	мг/дм	гост 33045-2014, метод А
2.	Водородный показатель Н		7,59 0,20	в пределах 6-9	ед. РН	ПНД Ф
З.	Железо общее		менее 0,1	не более 0,3	мг/дмз	гост 4011-72, пл
4.	Жесткость общая		4,99 4: 0,75	не более 7	ммоль/ дмэкв.	гост 31954-2012
5.	Запах при 200С		2	не более 2	балл	гост 3351-74
6.	Запах при 600С		1	не более 2	балл	гост 3351-74
7.	Кадмий		менее 0,0001	не более 0,001	мг/дмз	05-01-мви
8.	Медь		менее 0,0003	не более 1,0	мг/дмз	05-01-мви
9.	Мутность		менее 0,58	не более 1,5	мг/дмЗ	гост 3351-74
10.	Нитраты		4,99 ± 0,75	не более 45	мг/дмз	гост 33045-2014, метод Д
11.	Нитрит-ион		0,0306 ± 0,0076		мг/дмз	гост 33045-2014, метод Б
12.	Окисляемость перманганатная		2,82 ± 0,85	не более 5	мг02/дмз	ПНД Ф
13.	Свинец		0,00657 0,00167	не более 0,03	мг/дмз	05-01-мви
14.	Сульфаты		34,61 ± 3,46	не более 500	мг/дмз	гост 31940-2012, метод З
15.	Сухой остаток (общая мин-я)		349,0 34,9	не более 1000	мг/дм
16.	Фтор		0,0702 0,0176	1,5	мг/дмз	гост 4386-89, пл вариант А
17.	Хлориды		60,0 ± 9,0	350	мг/дмз	гост 4245-72
18.	Цветность		15,0 ±	не более 20	град.	гост 31868-2012
19.	Цинк		менее 0,005		мг/дмз	05-01-мви

Вывод: На основании изложенного можно сделать вывод, что качество воды, поступающей с артезианских скважин и после проведения мероприятий по водоподготовке, соответствует требованиям законодательства РФ.

Схема водоснабжения Пионерского городского округа представляет полный комплекс сооружений, обеспечивающих высокое качество питьевого водоснабжения.В настоящее время город снабжается водой в необходимом количестве и требуемого качества водой.

2.6. СОЦИОЛОГИЧЕСКИЙ ОПРОС

Мне захотелось узнать мнение жителей нашего города по вопросу использования водопроводной воды. С этой целью мною был проведен опрос, который выявляет какую воду предпочитают жители города Пионерский. Вопросы представлены в Приложении 2.

Были опрошены 100 человек. Из опроса были получены данные о том, что большинство жителей  употребляют фильтрованную воду (41%).  На втором месте по предпочтениям воду кипятят (22%). Но среди населения города есть люди, которые не боятся пить водопроводную воду (20%), и есть люди, которые все же предпочитают бутилированную воду (17%). На вопрос: «Довольны ли вы качеством воды в нашем городе?», 87% респондентов ответили «Да». Диаграммы смотри в Приложении 3.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

Работая над проектом, я изучила соответствующую литературу и нормативные документы. Посетив УМП «Водоканал» города Пионерский и побеседовав со специалистами ознакомилась с системой водоснабжения своего города. По протоколам исследований качества воды артезианских скважин и воды после станции обезжелезивания оценила качество воды, которая поступает к потребителю. Так же выяснила эта вода соответствует нормам СанПин и требованиям Законодательства РФ. Данные о чистоте водопроводной воды было доказано экспериментально. С помощью социологического опроса выяснила, что большинство жителей (87% респондентов) довольны качеством воды в нашем городе. И моя гипотеза оправдана, 20% респондентов используют для питья воду из-под крана. А малый процент использования водопроводной воды для питья объясняется наличием старых труб в нашем городе. По плану эти трубы заменяются, начиная с 2014 года. По проекту «Реконструкция системы водоснабжения и водоотведения Пионерского городского округа» заменены сети водоснабжения и канализации протяженностью 10 км.

 

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:

1. Абрамов Н.Н. Водоснабжение: Учебник для вузов.- 3-е изд., перераб.  и доп.- М.:Стройиздат, 1982.-440с., ил.

2. Ю.М. Симонов Проектирование и расчет водозаборных скважин, методические указания.

3. Постановление Главного государственного врача РФ от 26.09.2001   № 24 « О введении в действие Санитарных правил» (вместе с СанПин 2.1.4.1074-01.2.1.4).

4.  Савинкина Е.В., Логинова Г.П. Химия. Для школ и классов гуманитарного профиля: Практикум. 10 класс.- М: АСТ-ПРЕСС, 2001.-144с.