II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ВОДА – ЧУДО ПРИРОДЫ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Дурова А.С. 1

---

1МБОУ "Ребрихинская СОШ"

Брежнева Н.Г. 1

---

1МБОУ "Ребрихинская СОШ"

Работа в формате PDF

316.5 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

 Введение

Вода — необыкновенный, уникальный минерал! Это единственный минерал, который бывает в твердом, жидком и газообразном состоянии. Вода – один из лучших энергоинформационных носителей. Важная роль воды заключается в том, что она является основным элементом в поддержании жизни человека, т.е. – непременная составляющая часть всего живого. Только там, где есть вода, есть жизнь. Нет живого, если нет воды. Известный французский писатель, поэт - Антуан де Сент – Экзюпери сказал: «Вода! Вода, у тебя нет ни вкуса, ни запаха, ни цвета; тебя невозможно описать; тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты - сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чувствами... Ты - самое большое богатство на свете» [5].

Нет ничего более драгоценного, чем чудесная, самая обыкновенная, чистая вода.

Землю иногда называют «Голубой планетой». Оказывается, вода покрывает 70% поверхности Земли. Это много. Ученые подсчитали, что 97% всех запасов воды на планете Земля приходится на соленые воды морей и океанов. И только 3% водных запасов – пресная вода. А это очень мало. Трудно представить, что стало бы с нашей планетой, если бы исчезла пресная вода. А такая угроза существует. От загрязненной воды страдает все живое, она вредна для жизни человека. Поэтому воду – наше главное богатство, надо беречь!

В последние годы экологи всех стран бьют тревогу. Из-за небрежного отношения человека к водным ресурсам на Земле происходят большие изменения вредные для здоровья человека, приводящие к гибели животных и растений. Наше государство старается охранять водные ресурсы. Действуют законы, которые предписывают гражданам нашей страны правила обращения с водными ресурсами и использования воды в технических целях, чтобы сохранить её в чистом виде для будущих поколений людей, для растений и животных. Но встречаются нарушители законов, которые не думают не только о других людях, даже и о собственном здоровье. Вода должна быть чистой! К сожалению, мало делается для того, чтобы ее не загрязняли. Необходимо каждому из нас – людей – изменить своё отношение к воде, иначе через несколько десятков лет мы можем остаться без чистой пресной воды. Ведь даже мы – школьники – можем участвовать в этом важном деле (бережно и экономно расходовать воду)[1].

Глава 1. Качество питьевой водопроводной воды в с. Ребриха

1.1 Актуальность проблемы качества воды из- под крана

Проблема качества питьевой воды привлекает к себе всё больше внимания не только исследователей различных областей науки и специалистов водоподготовки, но и потребителей.

Основная цель проекта:

Получение знаний о питьевой воде и её значения для человека

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Найти информацию о воде в книгах и электронных источниках.

2. Провести исследование о связи качества воды и здоровья человека.

3. Узнать о качестве воды в нашем селе.

4. Рассказать одноклассникам о результатах своего исследования и узнать, какую воду они пьют.

Методы исследования:

1. Анализ.

2. Классификация.

3. Наблюдение.

4. Описание.

5. Эксперимент.

6. Опрос.

Объект исследования: природная питьевая вода из- под крана.

Предмет исследования: химический состав природной питьевой воды по содержанию растворенных веществ.

1.2. Информационный этап работы

Вода бежит не только из под крана, она содержится еще и в продуктах питания. Вода входит в состав почти всех пищевых продуктов. Наиболее высокое содержание воды характерно для плодов и овощей (72-95%), молока(87-97%), мяса(58-74%), рыбы(62-84%). Для многих продуктов содержание воды (влажность) является важным показателем качества. Пониженное или повышенное содержание воды против установленной формы для продукта вызывает ухудшение его качества. Например, мука, крупа и макаронные изделия с повышенной влажностью при хранении быстро плесневеют, а понижение влаги в мармеладе и джеме ухудшает их консистенцию и вкус. Таким образом, вода является важнейшим компонентом продуктов питания. Без еды человек может прожить около 8 недель, а без воды всего 3 дня! Не забывайте, о том, что большое количество воды мы получаем с продуктами питания[7].

Обеспечение населения Алтайского края качественными питьевыми подземными водами является важнейшим элементом создания приемлемых условий жизни. Около 30% отбираемой подземной воды не соответствует требованиям, предъявляемым к питьевым водам, и около 10% населения Алтайского края используют для питья воду, не соответствующую санитарным нормам. В ряде сельских населенных пунктов для водоснабжения применяются подземные воды с превышающими предельно допустимые нормативы показателями: по минерализации - в 1,2- 3 раза, по жесткости - в 1,2-3 раза, по содержанию сульфатов и хлоридов - в 1,2 - 2 раза, железа и марганца - в 3 - 4 раза.

Вода бывает разной жесткости:

• мягкая вода – содержит 3,0 мг-экв/л солей;

• вода средней жесткости – около 3,0 до 6,0 мг-экв/л солей;

• жесткая вода, где количество Mg и Ca выше 6,0 мг-экв/мл (когда этот показатель достигает 8 и выше, говорят, что вода очень жесткая)[9].

Рис. 1 Качество воды

Проанализировав данные предоставленные Ребрихинским ООО «АПС – Исток», можно сделать вывод, что вода в нашем селе жесткая ( градус жёсткости равен 6, при допустимой норме 8). Из-за жёсткости воды в чайниках быстро образуется толстый слой накипи, выходят из строя нагревательные приборы стиральных и посудомоечных машин. Для смягчения воды приходится использовать специальные средства. Расход моющих средств в жёсткой воде увеличивается.

Конечно же, кроме магния и кальция, вода может содержать примеси других солей.

Концентрации загрязняющих веществ в поверхностных водах варьируются в широких пределах и зависит от многих факторов. Доминирующим из них является хозяйственная деятельность человека, в результате которой поверхностные стоки и атмосферные осадки загрязнены разнообразными веществами и соединениями, включая и органические. Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. Для того, чтобы хорошо себя чувствовать, человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду. Ещё в глубокой древности люди умели различать «живую» воду – пригодную для питья и «мёртвую» - непригодную для употребления. Учёными давно установлена прямая связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни. Это неудивительно, учитывая, что по данным Всемирной организации здравоохранения около 90% болезней человека вызывается употреблением некачественной воды. Кожные высыпания и пятна на зубах – самое невинное, чем может наградить нас плохая вода из-под крана. В настоящее время вопросы качества питьевой воды имеют наивысшую актуальность[13].

• почему вода имеет неприятные запах и привкус?

• почему вода мутная и желтого цвета?

• почему водонагревательные приборы покрыты густым желтым (белым) налетом?

• почему при использовании воды (водопроводной, скважинной, колодезной) возникает зуд на кожных покровах?

1.3. Экспериментальный, практический этап работы

Анализ проб воды по ряду химических и микробиологических показателей дает ответы на эти и другие вопросы. Очень часто исследуемые пробы вод характеризуются содержанием железа и солей жесткости, значительно превышающим оптимальный физиологический уровень и, следовательно, санитарно-гигиенические нормативы. Избыток железа природного происхождения характерен для подземных вод в южной и центральной частях России, а также в Сибири. Кроме того, концентрация железа повышается при коррозии стальных и чугунных водопроводных труб.

В России проблема обеспечения населения доброкачественной питьевой водой остается нерешенной, а в ряде регионов приобрела кризисный характер. Из объема подаваемой населению воды 68% занимают поверхностные водоисточники, только 1% которых соответствует качеству, обеспечивающему при существующих технологиях, получение питьевой воды. В некоторых районах отмечен рост количества растворов с высоким и экстремально высоким уровнем загрязнения водных объектов. Качество используемых для водоснабжения подземных вод в основном удовлетворяет нормативным требованиям, однако их загрязнение также увеличивается. В результате около 90% поверхностных и 30% подземных вод, забираемых для нужд водоснабжения, подвергается обработке. Из-за повышенного техногенного загрязнения водоисточников нефтепродуктами, солями тяжелых металлов, пестицидами, нитратами, и другими вредными веществами, технологии, применяемые для подготовки питьевой воды, в большинстве случаев неэффективны. Что приводит, как правило, к потреблению населением воды не питьевого качества. Низкое качество питьевой воды сказывается на здоровье населения. Микробное загрязнение нередко служит причиной кишечных инфекций. Загрязнения, поступающие в организм с питьевой водой, провоцируют возникновение многих заболеваний[8].

Меня заинтересовали вопросы:

- « А какого качества вода в нашем селе?»,

«Почему в электрическом чайнике образуется налёт?»,

« Почему весной меняется вкус воды?»

Для того, чтобы найти ответы на все мои вопросы, сначала я самостоятельно провела ряд опытов.

1.4.Социологический опрос учащихся школы

Для того чтобы выяснить уровень знаний населения и учащихся школы о качестве питьевой воды и влиянии её на организм человека, я провела опрос среди школьников нашей школы.

Я задала ряд вопросов:

-Что вы думаете о качестве воды

-Вы пьете сырую воду?

-Какую воду вы пьете чаще?

- Имеет ли для вас значение, какую воду вы будите использовать для питья из - под крана, или фильтрованную?

- Устраивает ли вас качество питьевой воды в нашем селе?

-Знаете ли вы, почему образуется накипь в чайнике?

- Ваши предложения по улучшению качества воды.

Глава 2. Результаты исследования

2.1. Результаты опроса учащихся школы

Результат опроса показал, что более половины учащихся употребляют сырую воду. На вопрос какую воду вы чаще пьете, 64 человек из ста сказали сырую, 12 человек кипяченую, и 24 профильтрованную или бутилированную.

Рис. 4 Результаты опроса

При опросе о качестве воды, выяснилось, что более 60 человек из 100 устраивает качество воды , 38 человек сомневаются в качестве воды и считают, что надо чаще проверять воду на пригодность к использованию.

Причина заключается в том, что население недостаточно информировано о последствиях воздействия некачественной воды на организм каждого из нас. Взрослые и школьники недооценивают вред, наносимый такой питьевой водой всем живым существам и человеческому организму.

Исходя из результатов, проведенного опроса, сделан вывод о том, что затронутая мною тема, вызывает интерес у многих. Большинство имеют поверхностные, отрывочные знания о качестве воды, в том числе влияния качества питьевой воды на организм человека. Учащиеся не придают никакого значения, тому какую воду они пьют. Качество воды устраивает всех учащихся.

Некоторые ребята ответили, что знают «Почему образуется накипь в чайнике» Оказывается, она появляется из-за жесткости воды, которой мы пользуемся.

Сколько бы не стоил ваш чайник, спустя некоторый промежуток времени в нем появится накипь где-то больше, где-то меньше. Откуда же она берется?

В той воде, которую мы пьем, содержатся соли калия и магния, которые необходимы нашему организму в определенном количестве. Именно наличием этих солей характеризуется термин «жесткость» — чем их больше в воде, тем она жестче. Перед тем, как пустить воду по трубам, ее уровень жесткости понижают до нормального, поскольку она берется из природных источников, а в них содержание солей может быть очень высоким.

Вот мы ставим чайник на плиту и ждем, пока вода в нем закипит. При этом процессе соли, которые здесь содержатся, переходят в кристаллическое состояние, оседая на его стенках и дне. Это и есть та самая накипь.

Так вот, в наших трубах чаще всего встречается вода жесткая, а в лучшем случае средней жесткости. Поэтому, если пользоваться простой водой из-под крана, обойтись без накипи никак не удастся.

2.2. Результаты исследования воды

Результаты исследования воды представлены в таблице 1.Вода питьевая централизованного водоснабжения (скважина). (Приложение 1). Таблица составлена на основе данных Ребрихинского ООО «АПС – Исток».

В любой, даже самой чистой воде, содержаться растворенные вещества органического и неорганического происхождения. Они попадают в воду из природных источников (например, вымываются из почвы, горных пород) или с осадками. Бытовые и промышленные сбросы также вносят вклад в уровень содержания растворенных веществ в воде рек, водостоков и подземных вод.

Вода в Ребрихе жесткая. Содержание калия и магния влияют на жесткость воды. Жесткость - один из основных критериев качества воды. Это совокупность свойств воды, связанных с содержанием в ней, главным образом, кальция и магния. Кальций и магний - это обычные элементы, присутствующие во многих минералах. Самыми типичными их природными источниками в воде являются известняки, в том числе мел. Кальций и магний поступают в организм человека с пищей и водой. Они необходимы для формирования крепких костей и зубов, нормального функционирования мышц и нервной системы. Потребление слишком жесткой питьевой воды (с повышенным содержанием кальция и магния) может привести к тому, что в организме произойдет нарушение обмена веществ и образование камней на различных уровнях мочевыделительной системы.

В весенне-осенний период воду в Ребрихе хлорируют. Производится все это - для избавления кишечно-вирусных заболеваний. Хлор и хлорорганические соединения попадают в организм человека при употребление воды (питье и блюда, приготовленные с использованием неочищенной водопроводной воды). Хлор и его соединения в больших количествах могут вызвать острое отравление. При длительном воздействии соединения хлора появляются болезни органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, аллергии, ухудшения состояния зубов, щитовидной железы.

Но если хлор соединения так опасны, зачем их использовать? Скорее всего, летом вы часто замечали, сколько людей собирается у воды- рек, озер. Либо же сами принимали "водные процедуры". Теперь задумайтесь, приятно ли было бы вам пить воду из этого же самого водоема? Соединения хлора убивают бактерии, которые живут в открытых водоемах, и препятствуют их размножению на стенках водопроводных труб. Таким образом, хлорирование применяют для дезинфекции питьевой воды. Органические вещества вступают во взаимодействие с хлором образуют хлорорганические соединения, которые могут вызвать интоксикацию организма. Поэтому для приготовления пищи водопроводную воду следует отстаивать минимум 2-3 часа для удаления хлора, а после этого ее можно кипятить.

Содержание фтора и йода в воде

Роль фтора для организма человека связана главным образом с его участием в костеобразование и формировании зубной эмали. Он поступает в организм человека, в основном, с питьевой водой. Достаточное потребление фтора необходимо для предотвращения кариеса зубов и болезней костей. Превышение его содержания тоже плохо, так как способно вызвать его накопление в организме и привести к болезни. Йод имеет важное значение. Его недостаток в организме человека вызывает серьезные заболевания обмена веществ (щитовидной железы). Длительная нехватка йода у детей приводит к отставанию в физическом и умственном развитии (костной системы и мозга).

2.3. Опытная часть

Опыт 1. Определение содержания сульфатов в воде

Результат: В ходе опыта выяснилось, что при наличии сульфатов в воде окраска раствора стала фиолетовой (при отсутствии – голубой).

Опыт 2. Определение содержания карбонатов в воде (Щелочности воды)

Результат: Если цвет воды становится фиолетовым или ярко - розовым, то в воде содержится избыточное количество карбонатов, а если вода остается прозрачной или чуть розоватой, то карбонаты отсутствуют или соответствуют норме. Вода приобрела нежно розовый цвет, что говорит о низком содержании карбонатов.

Опыт 3. Определение содержания хлоридов в воде

Результат: При наличии хлора в воде мгновенно выпадает осадок кирпично - оранжевого цвета, а в случае его отсутствия порошок растворяется, и цвет воды остается желтым. В ходе опыта, я увидела, что порошок и растворился, и вода стала жёлтой.

Для того, что узнать качество воды в нашем селе, я обратилась ООО «АПС – Исток» в селе Ребриха и попросила протоколы лабораторных испытаний.

Пробы воды были направлены в лабораторию с. Завьялово 29 февраля 2016года. Проанализировав данные лаборатории, я выяснила, что питьевая вода в скважине и водопроводной системе соответствуют нормам СанПинА.

В скважине общее микробное число составляет 1 КОЕ в 1,0 мл при допустимой гигиенической норме 50 КОЕ/мл, общее количество бактерий – не обнаружено, привкус отсутствует, мутность составляет 0,5 при норме не более 1,5 до 2,0, цветность 6, при норме до 20. Сухой остаток 692, при норме до 1000. Окисляемость 2, 5мг/дм3 при норме 5, жесткость 6, 00 ( градус Ж) при норме 7,0.

В водопроводной воде увеличивается общее число микробов до 8 КОЕ/1 мл, Это объясняется изношенностью водопроводной системы. Питьевая вода в Ребрихе соответствует всем нормам, пригодна для питья и хозяйственной деятельности.

(Приложение 2)

Заключение

На основании проделанных опытов, изучения литературы по данной теме могу сделать следующие выводы:

Наличие сульфатов в питьевой воде из-под крана ведет к снижению кислотности желудочного сока, диарее. При пятикратном превышении нормы (ПДК – до 500 мг/л) значительно ускоряются процессы старения организма. Именно такое превышение характерно для водопроводной воды Алтайского края[5].

Из рекламы зубных паст нам достоверно известно, что нехватка фтора вызывает кариес.

Для России актуальна проблема прямо противоположная – переизбыток фтора. Исследования показали, что при содержании фтора в воде в количестве 5-7 мг/л развивается ярко выраженный остеосклероз (уплотнение костной ткани), а при 10-20 мг/л у детей наблюдается значительная задержка роста.

Флюороз обеспечен жителям, пьющим воду с содержанием фтора 2 мг/л, при том что рекомендуемый Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) уровень фтора в питьевой воде – 1,5 мг/л. Пресса, производители бутилированной воды и фторсодержащих зубных паст охотно муссируют якобы проблему недостатка фтора в российской водопроводной воде. Но на самом деле, то количество фтора (0,01 мг/л), что, являясь недостаточным, и приводит к кариесу, в водных источниках нашей страны практически не встречается. Об этом свидетельствуют данные исследования наших соседей, Горно-Алтайского государственного университета. Справедливости ради хочу добавить, что по вопросу о том, сколько же фтора требуется для профилактики кариеса, научное сообщество к единому мнению пока что не пришло[13].

Населения Алтайского края пьет воду с недостаточным содержанием йода. Среднее потребление йода в нашей стране составляет 40-80 микрограммов в день на человека, что в два раза меньше физиологической потребности. Недостаток йода приводит к развитию базедовой болезни, задержкам в физическом и умственном развитии у детей. Свидетельством низкого содержания йода в воде является высокий уровень заболеваний щитовидной железы у жителей края, в том числе и нашего села.

Подводя итоги проделанной работы, хочу еще раз обратить внимание на уникальность воды. С одной стороны, что может быть проще? Вода есть везде, мы воспринимаем ее как должное, не замечая какой вред наносим ей, а значит и себе, своей деятельностью. А ведь из воды состоит все живое, она дарит красоту планете – нашему общему дому, является спутником человека во всех сферах жизни. Вода самое большое богатство, которое мы должны сберечь!

Для того, чтобы хорошо себя чувствовать, человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду.

Поэтому людям нужно самим заботиться об очищении воды в домашних условиях, применяя угольные, проточные, фильтры на основе обратного осмоса, предварительной очистки, со сменными модулями. Повседневно используя воду, мы так привыкли к ней и считаем её настолько обыденным явлением, что слово «вода» стали употреблять как синоним неинтересного и давно известного. В действительности же она удивительна и необыкновенна.

Берегите воду!

Обращайтесь к воде с добрыми мыслями и чувствами!

Берегите себя.

Сохраним нашу планету для будущих поколений людей!

Список литературы

1. В. Стадницкий, А.И. Родионов. «Экология».

2.Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

3.НИИ "Экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина

4.http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/703798

5.http://library.by/portalus/modules/ecology/readme.php?archive&id=1262776986&start_from&subaction=showfull&ucat=7

6.http://www.nedug.ru/news/популярно_о_здоровье/2010/2/26/Вода-что-мы-пьем

7.http://optimport.ru/index.php/publikatsii-o-vode/33-zabolevaniya

8. http://biofile.ru/bio/22694.html

9. http://www.7chakr.ru/stati/voda-v-zhizni-cheloveka

10. https://healthy-zone.ru/znachenie-vodyi-dlja-cheloveka

11.http://green-dom.info/экология/kak-ochistit-pitevuyu-vodu/

12. http://otvetin.ru/naukatchech/30902-pochemu-v-chajnike-obrazuetsya-nakip.html

13. использованы материалы информационного пособия «Питьевая вода и здоровье населения» (выпуск 1: «Влияние химического состава питьевой воды на здоровье человека»). М., 2002, под общей редакцией профессора Е.Н. Беляева.

Приложение 1

Таблица 1. Вода питьевая централизованного водоснабжения (скважина)

Таблица 2. Качество воды в Ребрихе (водопровод)

Наименование пробы (образца): Вода питьевая централизованного водоснабжения

ОМЧ – общее микробное число

ОКБ – общее количество бактерий

Приложение 2.

Опыт 1.Определение содержания сульфатов в воде

Для опыта понадобится:

• дистиллированная вода;

• водопроводная вода;

• минеральная вода, например "Ессентуки 17";

• стаканы стеклянные - 3 шт.;

• спирт этиловый 95 % - 30мл.;

• пипетка;

• одноразовый шприц;

• индикатор нитхромазо.

Ход опыта

1.Наполнить стаканы дистиллированной, водопроводной и минеральной водой( по 50мл жидкости).

2.В каждый стакан добавить по 10мл 95%-го спирта (использовать шприц).

3.Приготовить раствор нитхромазо (100 мг темно - синего порошка индикатора растворить в 100 мл бидистиллированной воды).

4.Для определения содержания сульфатов в воде в стаканы добавить по 1-2 капли раствора нитрохромазо (с помощью пипетки).

5.Отметить изменение цвета раствора в каждом стакане.

Результат

В ходе опыта выяснилось, что при наличии сульфатов в воде окраска раствора становится фиолетовой, при отсутствии - голубой.

Опыт 2.Определение содержания карбонатов в воде (Щелочности воды)

Для опыта понадобится:

• дистиллированная вода;

• водопроводная вода;

• минеральная вода, например "Ессентуки 17";

• стаканы стеклянные - 3 шт.;

• пипетка;

• индикатор фенолфталеин;

Ход опыта

1.Наполнить стаканы дистиллированной, водопроводной и минеральной водой

( по 50мл жидкости).

2.В каждый стакан добавить 3-4 капли прозрачного раствора фенолфталеина

(с помощью пипетки).

3.Отметить изменение цвета раствора в каждом стакане.

Результат

Если цвет воды становится фиолетовым или ярко-розовым, то в воде содержится избыточное количество карбонатов, а если вода остается прозрачной или чуть розоватой, то карбонаты отсутствуют или соответствуют норме.

Опыт 3. Определение содержания хлоридов в воде

Для опыта понадобится:

• дистиллированная вода;

• водопроводная вода;

• минеральная вода, например "Ессентуки 17";

• стаканы стеклянные - 3 шт.;

• одноразовый шприц;

• мерная ложка;

• 10% раствор бихромата калия;

• азотнокислое серебро(порошок).

Ход опыта

1.Наполнить стаканы дистиллированной, водопроводной и минеральной водой

( по 10 мл жидкости).

2.В каждый стакан добавить (использовать шприц) 10 мл бихромата калия (раствор ярко-желтого цвета).

3.Мерной ложкой внести по 0,5 г черного порошка азотнокислого серебра.

4.Отметить изменение в каждом стакане.

*при хлорирование водопроводной воды

Результат

При наличии хлора в воде мгновенно выпадает осадок кирпично - оранжевого цвета, а в случае его отсутствия порошок растворяется, и цвет воды остается желтым.

20

20