Актуальность. Вода — универсальный растворитель, в котором неорганические и органические вещества находятся в молекулярном или коллоидном состоянии. Для нормального протекания всех метаболических процессов организма необходима чистая и безопасная вода. Определение качества поверхностных вод влияет на все виды деятельности человека — хозяйственную, культурную, социальную и связана с необходимостью обеспечения безопасности человека и сохранения экологических систем.

Объект исследования: вода.

Предмет исследования: органолептические показатели воды и экспресс-метод определения общей токсичности воды.

Цель исследования. Определить возможность использования проб воды в питьевых целях и массового купания людей, а также обратить внимание на основные меры профилактики по борьбе с ухудшением качества водных ресурсов.

Для решения поставленной цели будут решены следующие задачи:

— Исследовать воду по основным органолептическим показателям: цветность, прозрачность-мутность, запах и определить рH;

— Провести экспресс-метод определения общей токсичности отобранных проб воды.

Методы: теоретические (анализ, прогнозирование); экспериментальные (лабораторные методы, наблюдение, сравнение); статистические (методы обработки полученных результатов исследования).

Практическая значимость: данная работа может быть использована на уроках химии, биологии, экологии и во внеурочной деятельности.

Вода — один из значимых компонентов окружающей среды. От нее зависит здоровье и санитарно-гигиенические условия жизни населения. Вода участвует в образовании тканей и органов тела, обеспечивает свободное кровообращение, нормализует пищеварение, выводит из организма токсины и соли, поддерживает электролитный баланс, участвует в терморегуляции, то есть необходима для нормального течения физиологических процессов [1,2]. Вода не должна содержать вредных примесей, необходимо, чтобы она была безопасной и соответствовала нормам СанПИН. Для этого осуществляется ее анализ и оценка, что позволяет понять, нужно ли проводить очистку или выполнять иные процедуры.

Для определения качества применяются различные методы исследования, к ним относят химико-токсикологические, микробиологические и др. Для определения органолептических свойств воды применяют методы, в которых задействованы органы чувств — зрения, вкуса, обоняния. Такие исследования отражают восприятие человеком и помогают выявить отклонения, влияющие на пригодность воды для потребления, помогают отследить сезонные изменения, оценить эффективность очистки и безопасность воды [3].

Оценку качества воды необходимо проводить комплексно и химические методы исследования дополнять методом биоиндикации — реакции живых организмов и их сообществ на биологически значимые элементы антропогенных загрязнений. В качестве биоиндикаторов используют простейшие микроорганизмы, растения и животных. Биотестирование как лабораторный опыт характеризует возможные последствия загрязнения среды для живых организмов [4].

Практическая часть. Оценка качества поверхностных вод.

В ходе проведения исследования было отобрано 3 пробы воды с водоемов г.Воронежа, контрольная проба — дистиллированная вода.

При отборе проб воды использовали посуду из бесцветного полиэтилена марок, разрешенных для контакта с питьевой водой. Посуда была тщательно вымыта моющими средствами, многократно ополоснута дистиллированной водой, а перед забором жидкости посуду несколько раз ополаскивали исследуемой водой.Сразу же после взятия проб воды сделали запись с указанием даты и часа отбора. Далее проводили определение основных органолептических показателей.

Определение цветности воды. Чистая природная вода в тонких слоях бесцветная, в толстых — имеет голубой оттенок. Другие оттенки воды свидетельствуют о наличии в ней примесей [3].

Для определения цветности воды использовали визуальный метод определения цветности воды. Для качественного определения цветности профильтрованную воду наливали в цилиндр из прозрачного стекла до высоты 10–12 см и ставили его на белую бумагу. Рассматривали пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном). Возле него размещали такой же цилиндр с дистиллированной водой. Воду в цилиндрах рассматривали сверху. И характеризовали ее как бесцветную, слабо желтоватую, светло-желтоватую, желтую, интенсивно-желтую, коричневатую, красно-коричневатую или другую.

Определение прозрачности воды. Прозрачность воды характеризует наличие в ней взвешенных и коллоидных примесей. Концентрация взвешенных частиц связана как с сезонными факторами, так и с антропогенными факторами, что влияет на прозрачность, температуру воды, растворенные компоненты, состав отложений и скорость осадкообразования.

При качественной визуальной оценке этого показателя воду по степени прозрачности условно разделяют на: прозрачную, опалесцентную, слегка мутную, мутную и сильно мутную [3,5]. Исследуемую воду хорошо взбалтывали и наливали в цилиндр с плоским дном, под которым на расстоянии 4 см находится специальный шрифт Снеллена (черный шрифт высотой 3,5 мм и шириной линии 0,35 мм на белом фоне).

Добавляя или отливая воду из цилиндра, находили максимальную высоту столба воды, при которой чтение шрифта еще возможно. Прозрачность определяли в хорошо освещенном помещении на расстоянии 1 м от окна. Полученное значение выражали в сантиметрах высоты столба с точностью до 0,5 см.

Определение запаха воды. Степень загрязнения водного объекта, состав жидкости, температура, значение рН, гидрологические условия оказывают влияние на появление запаха в водном объекте. Он может быть обусловлен попаданием летучих пахнущих веществ, гниющими растениями, грибками, плесенью, соединениями тяжелых металлов, промышленными отходами, хлорированием воды [3].

Для определения запаха в исследуемых пробах воды заполнили колбы водой на 2/3 объема и закрыли стеклянной пробкой, взболтали содержимое колбы вращательными движениями руки, открыли колбу и сразу же определили характер и интенсивность запаха, вдыхая воздух, как показано на рисунке. Воздух вдыхали осторожно, не допуская глубоких вдохов! Интенсивность запаха определите по пятибалльной шкале.

Определение рH воды. рH является мерой кислотности или щелочности раствора. Оптимальным интервалом значений рH для природных вод принято считать от 6,0 до 8,0 [3,5].

Для определения рH сполоснули стакан исследуемой водой и налили в него немного исследуемой воды. Сухими, чистыми руками взяли одну полоску индикаторной бумаги и погрузили кончик в пробу на 30 секунд. Вынули полоску из пробы и сравнили с прилагаемой цветовой шкалой.

Определение рН воды отобранных проб показано на рисунке 1.

Рис. 1. Определение рН воды

Все результаты органолептических исследований проб воды заносили в таблицу.

Таблица

Определение органолептических показателей проб воды

Анализируя результаты таблицы, можно отметить, что у отобранных проб жидкости присутствовала мутность, несмотря на то что визуально вода казалось абсолютно чистой и прозрачной. В контрольной пробе запах не ощущался, однако в опытных пробах присутствовал естественный запах ила или тины. Цветность и рН во всех исследуемых пробах соответствовали нормативным требованиям.

Химические методы исследования дополнили методом биоиндикации — реакцией живых организмов. Определение общей токсичности воды проводили, чтобы оценить степень опасности водной среды. Использовали культуру инфузорий Paramecium caudatum. Экспресс-методы позволил за 3 часа провести эксперимент. Исходные пробы развели в 2, 5, 10, 100 раз. Каждый опыт ставился в трёх повторностях. В качестве показателей токсичности исследуемой воды считали глубокие нарушения движения, изменения формы тела и гибель отдельных особей. Данные по постановки опыта для определения общей токсичности с использованием культуры инфузорий Paramecium caudatum отражены на рисунках 2, 3.

Рис. 2. Культура инфузорий в контрольной пробе воды

Проба № 1 Проба № 2 Проба № 3

Рис. 3. Культура инфузорий в отобранных пробах жидкости с водоемов.

В ходе постановки опыта на определение общей токсичности в исследуемых пробах не были выявлены грубые нарушения в движении Paramecium caudatum, не наблюдалось изменение их форм. Все особи были живы. Полученные данные указывают на то, что анализируемые пробы воды были не токсичными.

Заключение и меры профилактики по борьбе с ухудшением качества водных ресурсов

Таким образом, можно сделать вывод: вода может казаться по внешнему виду чистой, прозрачной и пригодной для питьевых целей и массового купания, однако необходимы комплексные исследования как по химико-токсикологическим показателям, так и по микробиологическим. По проведенным исследованиям можно выделить основные моменты и на их основе дать рекомендации по мерам профилактики по борьбе с ухудшением качества водных ресурсов.

Меры профилактики по борьбе с ухудшением качества водных ресурсов включают законодательные меры, технологические решения, мониторинг состояния водных объектов и образование населения.

Законодательные меры: установление нормативов содержания загрязняющих веществ в воде; запрет на сброс сточных вод в водные объекты и создание водоохранных зон.

Технологические решения: создание очистных сооружений; контроль за использованием химикатов; восстановление водных экосистем.

Мониторинг: система регулярных наблюдений, измерений и оценок — получение информации о качественных и количественных характеристиках водных объектов (рек, озёр, водохранилищ, подземных вод). Исследуются физические, химические и биологические показатели воды: температура, прозрачность, цветность, содержание растворённого кислорода, концентрация загрязняющих веществ.

Образование: внедрение программ по экопросвещению и ответственному использованию водных ресурсов; внеклассные мероприятия и внеурочная деятельность (кружки, факультативы, проектная деятельность).

Литература:

1. Крымская, И. Г. Гигиена и экология. — Ростов-на-Дону, 2018. — 413 с.
2. Роль воды в природе, обществе и жизни человека. Строение молекулы воды. Ее физические и химические свойства. — Текст: электронный — URL: https://studfile.net/preview/7722877/page:3/ (Дата обращения 11.11.2025 г.).
3. Гривко, Е. В. Оценка качества поверхностных вод: методические указания / Е. В. Гривко, А. А. Шайхутдинова, С. В. Шабанова //Оренбургский гос. ун-т. –Оренбург: ОГУ, 2016. –54 с.
4. Денисенко, Л.И. «Биоиндикация среды водоёмов » // Проблемы и мониторинг природных экосистем: сборник статей IX Всероссийской научно-практической конференции. — Пенза, 2022. — С. 30–32.
5. Пашкевич М. А. Экологический мониторинг: учеб. пособие / М. А. Пашкевич, В. Ф. Шуйский. СПБ.: С-Петерб. гос. горный институт, 2002. — 89 с.