XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Серебряный источник

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кувшинникова Е.В. 1

---

1Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №1города Карабаша Челябинской области

Нижникова М.И. 1

---

1Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №1 города Карабаша Челябинской области

Работа в формате PDF

2.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Здоровье населения находится в прямой зависимости от состава природных вод в источниках, из которых осуществляется регулярное водоснабжение данной территории. Ежедневно человек употребляет 1.5-2.5 литра воды, которая не должна, в идеале, содержать никаких вредных примесей, негативно воздействующих на здоровье человека. В то же время, питьевая вода должна содержать достаточное количество микроэлементов, участвующих в обменных процессах человека. Поэтому жители г.Карабаша заинтересованы в возрождении родника вблизи озера Серебры.

Эта тема актуальна в связи с неблагоприятной экологической обстановкой в городе, и недостаточно изучена. Для жителей и туристов остался только один разрушенный родник, который мы хотим благоустроить. (Приложение №1) Эти причины стали побудительным мотивом выбора нашей темы. Идея возрождения источника будет поддержана жителями и общественностью.

Проблема: Проблема рационального использования природных ресурсов (чистой родниковой воды). В поселке Серебры есть только один источник с чистой водой – это родник, требующий полного восстановления.

Цель: Доказать пользу и значение родниковой чистой воды для здоровья и жизни человека, определить фактическое значение питьевой воды и обеспеченность ею населения.

Задачи:

- Формирование заинтересованности в изучении природных ресурсов, создание условий для обеспечения населения экологически чистой питьевой родниковой водой;

- Формирование представления о важности бережного отношения к природным ресурсам и привлечение внимания жителей, депутатов, представителей общественности к теме возрождение родника.

- Развитие конкурентоспособности и активной жизненной позиции в изменении окрестностей города к лучшему.

Объект исследования: вода из родника, вода из колодца, вода из озера.

Предмет исследования: Состав воды из трех источников и влияние ее на организм человека.

Гипотеза: Если существует дефицит чистой питьевой воды, то этому злу, мы полагаем, нужно противостоять; поиск точек противостояния заключается в необходимости возрождения и благоустройства родника Серебряный, что позволит решить эту проблему. А также создать культурное место активного отдыха молодежи и туристов. (Приложение №2)

Новизна состоит в поиске материалов зарождающихся и существующих природных источников и возрождению к жизни заброшенных, забытых людьми родников.

Методы исследования: анализ-синтез, поиск, сбор сведений о природных источниках чистой воды, наблюдение, лабораторные исследования, химический анализ, опыты и результаты, опрос.

Практическая значимость исследования: материалы исследований можно использовать на уроках физики, химии, краеведения, на классных часах и внеклассных мероприятиях

Глава IОбщая характеристика

1.1. Исторический экскурс

Родники – так наш народ издавна называет бьющий из глубины земли водный источник. В античную эпоху жители Аттики обеспечивались водой за счет подземных источников. При большом числе жителей требовалось огромное количество колодцев. Даже если считать, что один колодец снабжал водой 50 человек, а половина населения Аттики брала воду из естественных источников. Единственным, уникальным источником, сохранившим для нас описание поисков подземных вод, стал трактат Витрувия, описывавшего простой способ их поиска: «Их следует отыскивать перед восходом солнца, в месте розысков и положив подбородок на землю, осмотреть окрестности. В тех местах, где появятся испарения, рыть там и надо. Ибо в месте сухом явления этого не происходить может». Мы можем сказать, что вода, действительно, является источником для нашей жизни. Культ воды был в древности, который прослеживается от славян с I тыс. до н.э. до современности. Длительную устойчивость культа родников отмечал Мирча Элиаде: “уничтожить его не смогла ни одна религиозная революция; питаемый народным благоговением, культ вод оказался терпим даже христианством – после бесплодных гонений в средние века. Мы с уверенностью можем сказать, что вода и на сегодняшний день является важнейшим источником для жизнедеятельности человека. В современном мире он нуждается в чистой воде гораздо сильнее, чем наши предки, по причине неблагоприятной экологической среды. Так, например, в довоенный период в поселке Серебры функционировал водопровод и были водоколонки. В 90-е годы это было разрушено, и жители остались без чистой воды, т.к. колодец ненадежен, поскольку грязная вода из речки просачивается в него через неустойчивые пласты грунта. [3]

1.2. «Капля воды дороже алмаза» Д.И. Менделеев

Воду мы начинаем ценить, когда она исчезает. Мы хватаем ведро и бежим к ближайшему роднику. Именно родниковая вода является более полезной для нашего организма. Пробиваясь на поверхность, она проходит через слои гравия и песка, что обеспечивает ей природную фильтрацию, не теряет своих целебных свойств, не меняет гидрохимический состав, поэтому родниковую воду можно пить, без дополнительного способа очищения. [1]

Родники не исследовались. Они рассматривались преимущественно в этнографических работах, изучавших христианизированные формы водных культов, видимо, из-за почитания источников в православном мире. Также нас заинтересовала работа Ахманова М. «Вода, которую мы пьем» 2006 г., в которой ученый отмечает неоднородность родниковой воды, которая, может быть пресной и минерализованной. Термин "природная родниковая вода" означает, что состав минералов не подвергался физико-химическим изменениям. Родниковая вода доходит до нас в своем первозданном виде и зимой родниковая вода не замерзает, так как у нее плюсовая температура. [2]

К сожалению, в ходе наших исследований мы наткнулись на мнения некоторых ученых, уверенных в том, что уральская горная земля никчемно бедна, ее недра пусты и не вызывают интереса. Но это не так. Мы ссылаемся на любопытные документы об экспедиции на Южный Урал, организованной Д.И. Менделеевым. Великий ученый научно опроверг нелепое мнение бездарей лжеученых о бедности Уральских недр. Он отметил не только неиссякаемые богатства нашего края «как будущее металлургического сердца России», но и неисчерпаемые богатства флоры и фауны, особенно призывал бережно относиться к несметным богатствам рек, озер, горных ручьев и природных родников, где отмечал, что в них «чистейшая вода, а каждая капля воды – алмаз». [3]

В архивных материалах нашего завода мы нашли любопытные факты, свидетельствующие о том, что еще молодой Лесли Уркварт в 1896 г., работая химиком в нефтяных исследованиях Броксборна и Ланарка, пришел к выводу о губительном загрязняющем воздействии нефтяных отходов на воду, и только родниковая вода непонятным для науки чудом остается чистой, как слеза. Возглавив медеплавильный завод в 1910 г., Уркварт дал задание навести порядок и благоустроить 4 родника. Два в Саймоновской долине, 1 родник - со стороны Кыштыма «Серебряный» и родник при въезде в городе со стороны Увильдов. И только последний из них был обустроен. Возникает вопрос: неужели родник и его вода так значимы и для великих, у которых масса государственных дел? Обратимся к началу XVIII века, когда Россия задыхалась от дефицита металлов, особенно после поражения в Северной войне, Швеция отказала России в импорте металлов. [5]

Чтобы исправить положение, Петр I проявил особый интерес к поискам руд на Урале, привлек государственных деятелей Татищева, Строгановых, Юсуповых, первых предпринимателей, которым назидательно объяснял, что этот край «Зело удобен для развития металлургии, где лес дает топливо, реки дают энергосистему заводам, а озера и родники - чистую воду». [4]

Таким образом, исследуя множество архивных исторических документов, монографий, мы можем отметить, что во все времена родникам, к их жизни был неослабленный интерес, но у нас возникает вопрос. Так почему же в XXI веке мы до сих пор не можем цивилизованно подойти к решению острых, неотложных проблем жизни и благоустройства родников? В нашей работе попробуем разобраться и постараемся вернуть родник к жизни. Вернуть к жизни родник с помощью решения вопросов финансирования депутатами, заводом и общественностью: бизнес-план (приложение №3). [6]

1.3. «Человечеству не угрожает недостаток воды. Ему грозит нечто худшее – недостаток чистой воды» Н.Н.Горский

Родником обозначается небольшой водный поток, бьющий непосредственно из земных недр. Родники, как выходы подземных вод на поверхность, представляют собой уникальные природные объекты, имеющие научную ценность как памятники природы. Так, исследовав работы Чибилева А.А. «Реки и озера», Уоллеса Николса «Ближе к воде» свидетельствуют о том, что вода является самым полезным ископаемым. Человек на две трети состоит из воды. Не вся родниковая вода одинакова по своему составу, а значит, разные родники обладают различными целебными свойствами. Например, одни помогают бороться с повышенным артериальным давлением, оказывают благотворное влияние на нервную систему. Другие - нормализуют кровообращение, помогают при инфекционных заболеваниях. Молекулы воды имеют свойства собираться в кластеры, при этом меняется её структура. Возьмём, к примеру, снежинки - они по структуре все разные. Вода - это живое существо, имеющая память и при помощи резонансного воздействия на молекулы воды можно записать или снять с неё информацию. [7]

Так, исследовав работы Чибилева А.А. «Реки и озера», Уоллеса Николса «Ближе к воде» свидетельствуют о том, что вода является самым полезным ископаемым. Человек на две трети состоит из воды. Не вся родниковая вода одинакова по своему составу, а значит, разные родники обладают различными целебными свойствами. Например, одни помогают бороться с повышенным артериальным давлением, оказывают благотворное влияние на нервную систему. Другие - нормализуют кровообращение, помогают при инфекционных заболеваниях. [8]

1.4.Святая вода в святом источнике

Родниковые источники всегда почитались на Руси. Обитая в краю озер и рек, ручьев и болот, население выработало целый обрядовый комплекс почитания чистой воды. Особой силой наделяли наши далекие предки родники-студенцы и относились к ним с особым благоговением. Именно отсюда идет обычай расчищать и обихаживать ключи, пить целебную воду и совершать в ней омовение. У нас сохранилась традиция освящения воды 19 января на озере Серебры с последующим освещением родника.(Приложение №4). В подтверждение этому сошлемся на пример жизни народного артиста В.Зельдина, прожившего 102 года, а в свои 100 лет он взошел на пьедестал для зажжения огня в честь открытия Международной Зимней олимпиады в Сочи. На вопрос журналистов «что дает ему силы жить на сцене в 101 год?», он, не задумываясь, ответил: «родниковая вода». Без комментариев. (Приложение №1) [10]

Глава IIПрактическая часть

2.1.Химический анализ воды из родника, колодца, с озера

Опыт №1 Определение прозрачности воды (Приложение №6)

Для опыта взяли 2 цилиндра диаметром 2см, в один налили воду из под колодца, а в другой - из родника. Установили цилиндры на печатный текст, и посмотрели. В цилиндре с водой из родника текст виден. А в цилиндре с водой из колодца, текст виден плохо. [11]

Вывод: Вода из родника визуально чистая, а вода из колодца содержит примеси.

Опыт №2 Механический анализ воды: (Приложение №7)

Для анализа воды были взяты 3 образца воды: из родника, с озера около РМК, из колодца.

Профильтровали все три пробы через бумажный фильтр: Вода из родника не содержала визуальных примесей, фильтр остался чистым. А пробы воды с озера и из колодца показали загрязнение воды, так как на фильтре остались частицы песка

Вывод: вода из родника не имеет визуальных примесей. [12]

Опыт № 3. Определение качества воды на жёсткость 

В колбу наливают пробу воды до отметки 100 мл, с помощью ложки-шпателя добавляют содуNaHCO3 и размешивают. Если в течении одной минуты проба помутнеет, значит, исследуемая вода обладает высоким содержанием кальция и магния, а следовательно, жесткая. Вывод: в результате исследования выяснили вода из озера и колодца жесткая, а из родника мягкая.

Опыт № 5. Определение кислорода в воде

Если на стенках ёмкости появились пузырьки - означает наличие кислорода в воде, чем больше кислорода в воде, тем больше пузырьков. 

Налили в стаканы воды до середины объёма, оставили стаканы с водой на сутки. Вывод: Кислород присутствует во всех образцах воды, но в воде из родника больше пузырьков кислорода.[11]

Опыт № 5. Обнаружение органических веществ в воде

Величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ называется окисляемостью.  Для оценки химического потребления кислорода, т.е. окисляемости воды, используют бихроматный и перманганатный метод. Определение бихроматной окисляемости требует довольно продолжительного времени, поэтому для массового контроля работы очистных сооружений он малоудобен. Именно перманганатная окисляемость регламентирует качество питьевой воды согласно СанПиН.

В каждый образец нужно добавить раствор перманганата калия (марганцовки), и если окраска останется прежней, значит, что органических веществ в воде не содержится.  Налили в 3 стакана воды, добавляем светло-розовый раствор перманганат калия. [12]

Вывод: в результате исследования в воде не было обнаружено органических веществ из родника и из колодца, в воде с озера присутствуют органические вещества, так как признаки наличия органики являются водоросли и экологическое влияние выбросов градообразующего предприятия РМК.

Опыт №3 Определение наличия солей в образцах воды (Приложение №8)

Для проведения опыта собрали прибор для выпаривания воды в пламени спиртовки. Налили образцы воды в фарфоровые чашки и прокипятили. После выпаривания на дне чашек с водой из колодца и озера остались частицы соли белого цвета, а в чашке с водой из родника кристаллов соли не было.

Вывод: Вода из родника не содержит солей, которые обнаруживаются при выпаривании. [5]

Опыт №4 Наличие живых микроорганизмов в воде(Приложение №9)

Для опыта взяли чашки Петри, приготовили среду для микроорганизмов. И на готовую среду капнули пробы воды. Чашки убрали в темное место. Через 2 дня из чашек с пробой воды из колодца и озера шел запах. В чашках были колонии микроорганизмов. Рассмотрев данные колонии под микроскопом мы увидели кокки. В пробе воды из родника микроорганизмов нет. Вывод: В воде из озера и колодца содержатся кокки, а в воде из родника их нет.

Опыт №5 Определение содержания железа в воде. (Приложение № 10)

Железо присутствует в природных водах обычно в виде гидрокарбоната Fe(НСОз)2. При высокой концентрации этого элемента вода приобретает неприятный металлический вкус и быстро мутнеет при стоянии. Повышенное содержание солей железа способствует зарастанию водопроводных труб осадками. Применяем ионы Fе3+ с жёлтой кровяной солью, а Fе2+ красная кровяная соль. Оборудование: образцы воды, жёлтая кровяная соль, красная кровяная соль. В пронумерованные пробирки наливаем воды по 10-15 мл.

В каждую пробирку приливаем жёлтую кровяную соль и смотрим на окрашивание. Затем в новые пробы приливаем красную кровяную соль и сравниваем окрашивание. [11]

Вывод: В пробах воды №1 и №2 - вода из колодца и озера в ходе эксперимента выпал незначительный осадок зеленого цвета гидроксида железа (II). В ходе отстаивании воды пробы №3 она желтеет, т.е. под воздействием кислорода происходит образование гидроксида железа (III). В пробе воды из родника ионы железа не обнаружены.

Опыт №6 Определение хлорид ионов (Приложение №11)

В пробирки наливаем 5 мл исследуемой воды и добавляем по 3 капли 1%- нитрата серебра. В пробирке с водой из озера при данном опыте выпал осадок белого цвета, в пробирках с пробой воды из колодца и из родника изменений нет. Вывод: В воде из родника хлориды не обнаружены.

Опыт №7 Определение сульфат ионов (Приложение №12)

В пробирки наливаем 5 мл исследуемой воды и добавляем 3 капли хлорида бария. В пробирке с водой из озера при данном опыте выпал осадок белого цвета, в пробирках с пробой воды из родника и колодца изменений нет. [12]

Вывод: В воде из родника сульфаты не обнаружены

2.2. Опрос горожан (приложение №13)

1)В связи с тем, что из наших кранов течет вода с химическими примесями, граждане нуждаются в чистой воде. Играет ли роль в укреплении здоровья чистая родниковая вода нашего источника?

2)Могут ли человек и все живые существа обойтись без чистой воды?

3)Считаете ли вы, что нам необходимо облагораживание родника, воду которого используют туристы, жители и проезжающие мимо граждане на трассе, проходящей между Кыштымом, Чубуком и Уфалеем

4)Можно ли облагороженный родник считать местом культурного отдыха?

По итогам проведенного нами дискуссионного опроса можно сделать выводы:

1)Большинство опрошенных полагает, что человек не может жить без чистой воды, играющей важную роль в поддержании здоровья и сохранении жизни человека.

2)Подавляющая часть респондентов считает, что жителям и проезжающим мимо туристам нужен благоустроенный родник с окультивированной территорией для потребления чистой воды и культурного отдыха.(Приложение №16)

III. Значение воды из родника

Вода, которую мы потребляем, должна быть чистой. Загрязнённая вода в организме приводит к развитию различных заболеваний, которые могут привести к инвалидности и даже гибели людей.

Если человек часто употребляет родниковую воду, он меньше подвержен различным заболеваниям. Веками доказано, что чистая родниковая вода исцеляет многие болезни и увеличивает продолжительность жизни. Вод имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Согласно современным представлениям, само происхождение жизни связывается с морем, ведь не даром химический состав нашей крови близок по составу с морской водой. Через загрязнённую воду могут передаваться возбудители таких заболеваний, как брюшной тиф, дизентерия, холера, вирусный гепатит, туляремия, бруцеллёз, полиомиелит. Через воду можно заразиться паразитическими червями: аскаридами, острицами, паразитирующими в кишечнике, а также лямблиями, которые паразитируют в тонком кишечнике, желчном пузыре и печени.Существует множество заболеваний, вызванных загрязнением воды. Например, умываясь зараженной водой, можно заболеть коньюктивитом. Моллюски и водоросли, живущие в воде, могут вызвать шистосоматоз (лихорадка, боли в печени). [12]

Заключение

Итак, в ходе нашего проекта мы исследовали проблему благоустройства родника и чистой воды, и доказали ее истинность.

Мы исследовали и использовали исторические факты, раскрывающие колоссальное значение чистой воды во все исторические периоды, а также предостережение ученых, великих государственных деятелей о важности чистой воды для здоровья человека. Также мы убедились в том, что наша частная инициатива восстановления заброшенного родника будет способствовать возможности приобрести не только цивилизованный вид как культурное произведение, но и великое благо для населения, нуждающегося в чистой питьевой воде. Также мы выяснили, что к этой теме интерес у многих ученых начинает возрастать.

Мы убеждаемся в том, что в процессе исследования данной темы у нас сформировывается гражданская позиция на роль нашего поколения в освоении и бережном хранении (отношении) богатств земных недр (чистой родниковой воды). В результате проведённого исследования, мы узнали, что вода в нашей жизни занимает особое место. Она жизненно необходима каждому живому организму. В соответствии с требованиями ГОСТ питьевая вода должна быть безопасна, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. 

Изучая, исследуя эту тему, мы усвоили то, что возрождение родников и их жизнедеятельность должны стать для нас универсальной площадкой, где любой человек может получить дополнительные знания, проявить компетентность, позволяющая действовать, созидать и преумножать богатства Родного края – Южного Урала.

Библиография

1.Ахманов М. «Вода, которую мы пьем» 2006 г.

2.Берн Э. «Формы берегового рельефа»

3.Монин А.С. «На пути к аквакультуре» Омма Пресс 1997 г.

4.Уоллес Николс «Ближе к воде» 2015 г. изд. Манн. Иванов Фербер

5.Чибилев А.А «Реки и озёра нашей родины» Гидрометеоиздат 1987 г.

6.Экологическая доктрина РФ от 2002 г. одобрено Правительством РФ

7.Архивные материалы АО «Карабашмедь»

8.Журналы «Наука и жизнь» 1987-1990 гг.

9. Энциклопедический словарь юного химика - М.: Педагогика, 1981

10.Врублевский А. И. Основы химии. Школьный курс. – 2-е изд. – Мн.: Юнипресс, 2010г. – 960 с.

11.Глинка Н. Л. Общая химия: учеб. пособие для вузов. – 23-е изд., испр. /Под ред. В. А. Рабиновича. – Л.: Химия, 1983г. – 704 с.

12.Вода для жизни. Сбережем воду – сохраним жизнь. / авт.-сост. А. Н. Пахоменко и др. – Могилев: Могилев. обл. укруп. тип, 2007г. – 64 с.

Интернет источники:

(http://www.alka-mine.at.ua/publ/4-1-0-74)

(Интернет ресурсы: http.bibliofond.ru)

(http://svyatayavoda.narod.ru/iscelenie44.html)

(http://psyera.ru/voda-v-organizme-cheloveka-1191.htm)

(http://www.ordodeus.ru/Ordo_Deus9Voda_svobodnaya_i_svyazannaya.html)

Приложения

Приложение№13

Опрос

1)В связи с тем, что из наших кранов течет вода с химическими примесями, граждане нуждаются в чистой воде. Играет ли роль в укреплении здоровья чистая родниковая вода нашего источника?

2)Могут ли человек и все живые существа обойтись без чистой воды?

3)Считаете ли вы, что нам необходимо облагораживание родника, воду которого используют туристы, жители и проезжающие мимо граждане на трассе, проходящей между Кыштымом, Чубуком и Уфалеем

4)Можно ли облагороженный родник считать местом культурного отдыха?