Вода, как известно, основа жизни, но в сложившейся экологической ситуации, вода может стать причиной ряда заболеваний. Вопросы контроля качества и очистки воды являются как никогда актуальными, так как на здоровье людей влияют различные факторы окружающей среды, в том числе вещества, содержащиеся в воде. Особо опасное воздействие на организм человека оказывают ионы тяжелых металлов.
Свинец, поступая даже в малых порциях в организм, задерживается в нем и постепенно замещает кальций, который входит в состав костей. При отравлении свинцом возникают поражения десен, заболевания почек, сосудов, ЦНС, повышение внутричерепного давления, блокируется синтез гемоглобина. Предельно допустимая концентрация свинца в водопроводной воде в соответствии с нормативом составляет 0,01-0,03 мг/дм3.
Медь в организме играет важную роль в поддержании нормального состава крови. Однако ионы меди способны блокировать ферменты и нарушать их каталитическую функцию. При отравлении медью появляются следующие симптомы: расстройство ЦНС, печени, почек, поражение зубов и слизистой рта, гастрит, язвенная болезнь желудка, снижение иммунобиологической реактивности. При малых концентрациях возможны анемия и заболевания костной ткани. Санитарные правила и нормы устанавливают содержание меди в питьевой воде на уровне 1 мг/дм3.
Кадмий является бомбой замедленного действия. В организме человека кадмий накапливается в почках, в течение жизни его содержание может увеличиваться в 100-1 000 раз. Кадмий повышает кровяное давление и обладает канцерогенными свойствами. В питьевой воде содержание ионов кадмия не должно превышать 0,001 мг/дм3.
Приведенные факты свидетельствуют об актуальности исследования питьевой воды на содержание солей тяжелых металлов.
Основные цели работы:
изучить имеющиеся данные о воздействии тяжелых металлов на организм человека;
определить концентрацию ионов меди, свинца, кадмия в питьевой воде различных районов Екатеринбурга и Свердловской области;
сравнить найденное содержание с нормируемыми показателями;
оценить некоторые доступные методы очистки воды.
Справиться с задачей определения содержания тяжелых металлов
в воде позволяет метод инверсионной вольтамперометрии (ИВ), обладающий низкими пределами обнаружения (порядка 10-9-10-10 моль/дм3), высокой селективностью, относительной простотой и сравнительной дешевизной аппаратуры. Метод основан на концентрировании определяемого металла на поверхности графитсодержащего электрода в результате предварительного электролиза анализируемого раствора при потенциале предельного диффузионного тока с последующей регистрацией величины максимального анодного тока электрорастворения осадка. Как большинство электрохимических методов анализа, ИВ-метод достаточно легко поддается автоматизации и компьютеризации.
Особая роль в методе инверсионной вольтамперометрии отводится сенсорам и электродам. В данной работе были использованы модифицированные толстопленочные углеродсодержащие электроды, созданные в научно-инновационном центре сенсорных технологий Уральского государственного экономического университета. Такие электроды нетоксичны, обладают высокой чувствительностью и селективностью, имеют улучшенные метрологические параметры, по сравнению с известными электродами и сенсорами. Методики, основанные на применении данных сенсоров, позволяют определять целый ряд токсичных элементов (Hg, As, Se, Cu, Pb, Cd, Zn, Ni, Cr, Co) на мкг/дм3 - нг/дм3 уровне в водах, почве, продуктах питания и других объектах.
Все исследования выполнялись на компьютеризированном лабораторном анализаторе ИВА-5 с применением сертифицированных методик выполнения измерений.
Было проведено сравнение влияния на качество воды вымораживания и фильтрования с использованием бытовых фильтров «Аквафор», «PiMag». Сделан вывод, что фильтрация является более эффективным методом очистки воды.
Результаты некоторых лабораторных исследований представлены
в табл. 1, т.
Полученные данные позволяют сделать вывод, что в водопроводной воде Екатеринбурга содержание металлов не превышает предельно допустимой концентрации. По этому показателю вода пригодна к употреблению и не опасна для здоровья людей.
Таблица 1
Результаты анализа водопроводной воды УрГЭУ (ул. 8 Марта, 62)
Ион № опыта Найденная концентрация определяемого иона, мкг/дм3
без очистки после использования системы фильтрации «PiMag»
Cu2+ 1 9,23 1,03
2 6,57 1,28
3 7,13 1,14
Cd2+ 1 0,00 0,00
2 0,00 0,00
3 0,00 0,00
Pb2+ 1 0,74 0,16
2 1,02 0,15
3 1,43 0,20
Таблица 2
Результаты лабораторных исследований водопроводной воды по Орджоникидзевскому району (Шефская, 59)
Ион № опыта Найденная концентрация определяемого иона, мкг/дм3
без очистки после вымораживания
Cu2+ 1 8,08 5,75
2 9,95 5,09
3 9,56 4,29
Cd2+ 1 0,00 0,00
2 0,00 0,00
3 0,00 0,00
Pb2+ 1 0,24 0,20
2 0,77 0,24
3 0,45 0,43
А. В. Вяткин, Ф. Ф. Гатауллина, Д. Н. Горина, Е. Г. Мирошникова Уральский государственный экономический университет (Екатеринбург)
Конкурентоспособность территорий. Материалы XV Всероссийского форума молодых ученых с международным участием в рамках III Евразийского экономического форума молодежи «Диалог цивилизаций «ПУТЬ НАВСТРЕЧУ» Часть 9. Направления: 17. Математические и инструментальные методы экономики 18. Механические системы. Аналитическая химия, физика 21. Проблемы региональной и муниципальной экономики, Екатеринбург Издательство Уральского государственного экономического университета 2012
Количество показов: 954