XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Способы водоподготовки в условиях вынужденного пребывания в природной среде
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1. Основная часть
1.1. Вода – основа жизни
Вода – источник жизни на Земле. Без воды невозможно существование всего живого. От воды зависит климат планеты. Земля давно бы остыла и превратилась в безжизненный кусок камня, если бы не вода.
Всем известно, что 2/3 человеческого тела составляет вода. Вода в живом организме нужна как растворитель, как переносчик питательных веществ, как среда, в которой протекают различные процессы, связанные с жизнедеятельностью. Мы, как любые животные, находимся в состоянии непрерывного водного обмена с окружающей средой: выделяем пот и мочу и восполняет водные потери пресной влагой. Если нет возможности напиться, то вода теряется с потом и с выдыхаемым воздухом, и в результате наступает угроза обезвоживания (дегидратации) организма. На первой стадии учащается пульс, возникает слабость, затем – головокружение и одышка. При обезвоживании, составляющем всего лишь 10% от массы тела, произойдут нарушение речи, зрения и слуха, а затем – бред, галлюцинации и потеря сознания. Гибель наступает от необратимых изменений в нервной и сердечно-сосудистой системах при водопотере 15-25%от массы тела. Как видно из этих данных, без воды жизнь невозможна. Если без пищи человек может жить больше месяца, то без воды он не обойдётся и больше трёх дней.
Пресная вода – источник утоления жажды. Когда жажда настигает нас, мы не можем думать ни о чём, кроме воды. Тогда любая пресная вода – хоть из грязной речки, хоть из грязной речки, хоть из лужи – становится для нас питьевой. Вода – основа и источник жизни на земле.
1.2. Источники воды в природе
1. Самыми распространёнными источниками питьевой воды являются озёра, реки, ключи, колодцы. Но их не всегда и не везде можно встретить на пути. Нужно постараться найти грунтовые воды. Есть некоторые признаки, по которым можно определить близость грунтовых вод.
Вас должен насторожить любой водоем, если вокруг него нет зелени либо валяются кости животных. Скорее всего, вода в нем заражена.
2.В горной местности воду следует искать в трещинах или пещерах, где её источниками являются родники. Признаки, указывающие на присутствие влаги, это яркая и сочная растительность или тёмные пятна, проступающие на каменистых склонах.
3.Воду можно найти в пещерах, нередко она скапливается после дождей во впадинах у основания скал.
4.Растения пустыни также являются индикаторами-показателями присутствия воды. Это – итсегек (ежовник безлистный). Его признак – неприятный резкий запах. Ветвистый кустарник дереза в конце лета покрыт красными и чёрными ягодами – верблюжья колючка – также символизирует о наличии поблизости грунтовых вод.
5.Можно покопать в низине старого высохшего русла. На глубине 2 метров должен появиться сырой тёмный песок, а чуть глубже – яму заполнит грунтовая вода.
6.В хвойных лесах, где земля устелена мхом, легко добыть пригодную и чистую к употреблению воду. Её источником будет непосредственно мох. Мох обладает антисептическими свойствами, и он впитывает в себя воду, как губка.
Для добычи воды из него его достаточно перевернуть корнями вверх и отжать. Полученную воду можно спокойно употреблять. При желании воду можно профильтровать, так как она немного мутная.
7. Источником воды служит и дождевая вода. Дождевая вода очень мягкая, и её хорошо употреблять для варки овощей, мытья головы или стирки белья. Вода, выпадающая дождём, практически идеальна для питья, имеет 100%-ную чистоту с бактериологической точки зрения. Её недостаток — деминерализованность и немного повышенный уровень pH.
1.3.Как распознать источники воды
Если речка или ручей текут недалеко, вы услышите плеск воды.
Если вы не слышите воду, постарайтесь идти по наклонной, вниз, так как именно в этом направлении текут все источники. Внимательно приглядывайтесь к земле, если недавно в лесу прошел дождь, то на ней останутся следы от дождевых вод, они стекают в ручьи.
Понаблюдайте за птицами или насекомыми, обычно их много как раз возле воды.
Если по пути вам встретились холмы, склоны, внимательно осмотрите почву у их подножия. В таких местах часто скапливается вода или протекают ручьи.
1.4. Добывание воды в походных условиях
1.Если есть кусок полиэтиленовой плёнки, то для добывания воды можно изготовить конденсатор влаги. Полиэтиленовой плёнкой закрывают яму диаметром 50*50 сантиметров и глубиной 50-60 сантиметров, вырытую до плотного, холодного на ощупь, песка. На дно ямы посередине ставится какой-либо сосуд, обёрнутый мокрой тканью для уменьшения испарения скопившейся в нём воды. Для герметизации края плёнки присыпают песком, а в центр кладётся груз (камень) для придания плёнке конусообразной формы. Чем выше температура воздуха, тем сильнее испаряется влага из плотных нижних слоёв песка, конденсируясь на внутренней поверхности плёнки и капая в стоящий внизу сосуд. За час при температуре окружающего воздуха 45-50°С такой конденсатор влаги может дать от 200 до 500 граммов воды.
2.В пустыне добыть пригодную для питья воду можно срезав или обломав такое растение, как заразиха. У его основания можно увидеть уходящий глубоко под землю трубчатый полый стебель, переходящий в пустой корень. Он весь заполнен чистой прохладной водой. Одно такое растение может обеспечить до 1,5 литров питьевой воды. Но в различных пустынях разные растения говорят о присутствии воды. В одних это заразиха, а в других это финиковая пальма или дикий арбуз.
3.В средней полосе для утоления жажды можно пить сок клёна, берёзы. Для этого в коре молодого дерева делаются поперечные, продольные или в виде буквы «V» надрезы глубиной 1-2 сантиметра. Под надрезом закрепляется желоб из бересты, сок с которого набирается в сосуд. За ночь можно получить до одного литра сока. Кроме того, добыть воду можно и надев на крупную ветку дерева полиэтиленовый пакет и закрепив её с помощью груза так, чтобы она была наклонена к земле. За час таким способом можно получить до 60 миллилитров воды.
4.Зимой в северных широтах добыть воду можно, растопив кусочки льда или пробив во льду лунку. Если льда нет, а есть только снег, то лучше его брать из плотных сугробов. Для того чтобы из снега получить такое же количество воды, как изо льда, надо затратить в 1,5 раза больше топлива и времени.
5.Наиболее экстремальный и, скорее всего, сложный метод добывания живительной влаги, к которому прибегают в самых крайних мерах, когда достать воду из растительных источников никак не удается. Вода животного происхождения. Глаза животных содержат воду, получить ее можно путем высасывания.
Любая рыба содержит пригодную для питья жидкость. Крупная рыба, в частности, имеет полость, которая тянется вдоль спинного хребта и наполнена свежей водой. Чтобы добыть ее, выпотрошите рыбу и, держа ее на боку, удалите хребет, стараясь не пролить жидкость, затем выпейте ее.
Лягушки также могут быть источником влаги. Внутри тела лягушки содержится вода, которую можно из нее выжать.
6.Сбор росы также можно назвать одним из самых простых способов раздобыть питьевую воду, но только в случае, если на местности есть трава. Для сбора росы нужно следовать нескольким обязательным правилам:
Собирать росу целесообразнее ранним утром до восхода солнца, пока она не успела высохнуть.
Нельзя производить сбор росы с ядовитых или подозрительных внешне растений, так как они могут выделять токсичные вещества, опасные для здоровья и даже жизни.
Для того, чтобы образовалась роса, нужна относительно хорошая погода без густых затяжных облаков, в противном случае придется ждать ее улучшения или, наоборот, дождя.
Процесс сбора конденсата с травы прост: необходимо взять любую ткань, что есть в наличии (подойдет даже хлопчатобумажная футболка), и провести ею по мокрой траве, чтобы она впитала в себя влагу. Затем полученную жидкость можно выжать из тряпки в емкость.
7.В весеннее время место, под которым проходят воды, очень долго остается под снегом. Также следует обращать внимание на тропинки в лесу – звери регулярно ходят на водопой. Помогут и пернатые – если их много, они сидят на деревьях и низко летают –источник близко.
8.Если с собой есть пакет – можно достать воду из травы. Для этого нужно собрать траву в пакет, завязать его и оставить на солнце. Через некоторое время, под воздействием тепла, трава начнет испарять влагу, которая осядет в пакете конденсатом.
9.Для сбора воды также можно использовать ткань. Обвяжите ее вокруг икр и лодыжек и походите по мокрой растительности. Добытую таким образом воду можно отжать или высосать из ткани.
1.5. Способы очистки воды в походных условиях
1.Если вода загрязнена механическими примесями при паводке или сильном дожде, содержит много взвешенных частиц, её надо отфильтровать или дать ей отстояться. Для этой цели в нескольких шагах от водоёма роют яму на 20-30 сантиметров ниже уровня воды в водоёме. Появившуюся в ней воду отчерпывают несколько раз, а затем дают ей отстояться. Можно дополнительно положить на дно такой ямы фильтр из гравия или древесного угля. Таким же способом фильтруют болотную воду.
2.Воду можно отчистить с помощью самодельного фильтра: пробить в дне консервной банки небольшие дырочки, в банку положить слоями камешки, угли и песок.
3.Старый добрый способ «убить» микробы – посредством высоких температур. В условиях природы кипячение можно сделать на самодельном костре, лучше всего в металлической кастрюле или котелке. Если отдельной посудины для этого при себе нет, то уместно будет использовать банки от консервированных продуктов: тушенки, шпротов и т.д. При наличии исключительно пластиковых емкостей прокипятить воду тоже удастся, но пить такую воду более вредно для здоровья. Тем не менее, такой вариант все же лучше, чем подвергнуть свой организм катастрофическому обезвоживанию.
4.Другой способ дезинфекции – добавить в природную воду несколько кристалликов марганцовокислого калия. При этом вода примет бледно-розовый цвет.
5.Из солёной воды можно получить пресную воду замораживанием. Для этого воду нужно заморозить и слить рассол, когда вода успеет замёрзнуть примерно на две трети от всего объёма. Не рекомендуется умываться солёной водой. Она раздражающе может действовать на кожу, покрывая её тонким налётом соли.
6.Знание внешнего вида и полезных свойств разных видов растений также может помочь отфильтровать воду в ситуациях, когда никаких профессиональных средств для очистки жидкости с собой не оказалось. При том такая возможность одинакова как в лиственных лесах, так и на местности с преимущественными хвойными зелеными насаждениями. Антисептические дубильные вещества содержатся в коре дуба, хвое, бересте, бруснике, калине и некоторых других лесных растениях. Для того, чтобы их задействовать и запустить процесс фильтрации, необходимо измельчить перечисленные компоненты, добавить их в воду и оставить на некоторое время настаиваться.
7.Грязная речная вода неплохо очищается с помощью обычного йода. Достаточно добавить 5 капель на 1 л жидкости, хорошо перемешать и дать отстояться в течение 30-40 мин.
8.Если под рукой нет котелка или чайника, в котором можно прокипятить воду, то есть смысл использовать горячие камни. Для этого нужно поместить в горящий костер обычные камешки на 40-60 мин. Когда они раскалятся, кинуть их в требующую очистки жидкость. Делать это надо аккуратно, чтобы не обжечься брызгами и паром. Когда камни остынут, их можно вытащить.
9.Если вы берёте с собой в поход бананы – не спешите выбрасывать их кожуру. Чтобы отфильтровать воду с помощь банановой кожуры, надо ее мелко нарезать, равномерно распределить на небольшом отрезке ткани и три раза пропустить воду через получившийся фильтр. Не факт, что таким образом можно избавиться от бактерий, но банановая кожура притягивает к себе отрицательно заряженные частицы (кадмий, никель и даже уран).
10.Пропустить воду через марлю в несколько слоёв или через другую чистую тряпку. Применять только в тех случаях, когда вода загрязнена только мелким сором(веточки, травинки и т.д.). Такой способ очищения бесполезен в остальных случаях.
1.6. Как предотвратить загрязнение воды
1.Используйте как можно меньше химических средств при уборке дома. Этот простой шаг может значительно повлиять на ситуацию. Использование таких токсичных химикатов, как отбеливатель или аммиак, не только вредно для водных ресурсов, но в них просто нет необходимости. Натуральные чистящие средства также эффективны для ухода за домашним хозяйством, но они не вредят окружающей среде и водным ресурсам планеты. Такие распространенные вещества, как уксус и питьевая сода, можно использовать для уборки дома, начиная от мытья окон и заканчивая чисткой кафельной плитки в ванной комнате, они абсолютно не токсичны.
2.Утилизируйте отходы правильно. Никогда не сливайте в канализацию отходы, которые не разлагаются. Когда вы пользуетесь токсичными веществами, такими как краска или аммиак, примите меры по их правильной утилизации. Если вы не знаете, как их правильно утилизировать, проконсультируйтесь в пункте сбора опасных отходов или поищите информацию в интернете. Вот список некоторых веществ, которые никогда нельзя сливать в канализацию: краска; моторное масло; растворители и очистители; аммиак; химикаты для бассейна.
3.Не смывайте лекарства в канализацию. Лекарства сделаны из веществ, которые могут оказаться вредными для окружающей среды. Если у вас есть просроченные лекарства, сдайте их в пункт приема опасных отходов, например в мобильные пункты приема — «Экомобили». Так лекарства не попадут в водоем, не причинят вреда людям и животным.
4.Не смывайте мусор в канализацию. Он будет засорять реки и озера, а это может погубить рыб и других речных и морских обитателей.
2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Исследование образцов воды
План работы: ознакомление с образцами воды.
Цель – изучить внешний вид воды.
Пусть,
образец 1 – талая вода изо льда;
образец 2 – талая вода из снега;
образец 3 – вода из колодца (г.Выборг, л. Данилова, д.15);
образец 4 – вода с берега канала (образец взят с берега реки Великой, Выборгский район).
|
Вещество |
Агрегатное состояние |
Цвет |
Прозрачность |
|
Образец 1 талый лёд |
Жидкое |
Сероватый |
Плохая. Рисунок плохо видно, присутствует осадок. |
|
Образец 2 талый снег |
Жидкое |
Сероватый |
Плохая. Рисунок плохо видно, присутствует осадок. |
|
Образец 3 вода из колодца |
Жидкое |
Прозрачный |
Хорошая. Рисунок видно, осадка практически нет. |
|
Образец 4 вода из реки |
Жидкое |
Желтоватый |
Хорошая. Рисунок видно, но есть небольшой осадок. |
образец 1 образец 2 образец 3 образец 4
(талая вода изо льда) (талая вода из реки) (талая вода из колодца) (вода с берега реки)
образец1 (талая вода изо льда) образец2 (талая вода из снега)
образец3 (вода из колодца) образец4 (вода с берега реки)
Вывод: образцы имеют осадок, ненормальный цвет и прозрачность. Данные образцы не готовы к употреблению.
2.2. Практический опыт
Очистка природной воды
Цель: получить воду, пригодную для питья, сравнить способ очистки воды с марлей и фильтровальной бумагой.
Для опыта нужно: два образца: талый снег и вода с берега реки Великой, кастрюля, плита/костёр/грелка, воронка.
Ход работы: воду из реки (с берега реки Великой) решила профильтровать через марлю и через фильтровальную бумагу(для сравнения).
Для того, чтобы профильтровать воду через марлю, достаточно сложить кусок марли в несколько раз (рис. 1), положить на стакан сверху и плотно прижимая её к краям(рис. 2), перелить в другой стакан(рис. 3). На марле осталась грязь, вода стала чистой(рис. 4).
(
рис. 1 марля (рис. 2 накрыть хим. стакан) (рис. 3 перелить воду)
рис. 4 рис.5 рис.6
(на марле осталась вся грязь) (в воронку помещаем фильтр. бумагу) (пропускаем грязную воду через фильтр и фильтр собирает всю грязь)
(рис. 7 переливаем в кастрюлю воду) (рис. 8 кипятим ёё) (рис. 9 вода стала чистой и готова к употреблению)
Для сравнения провела тот же опыт, но с фильтровальной бумагой. Воронку поместила в стакан и вложила в нее фильтровальную бумагу(рис. 5). Далее через фильтровальную бумагу пропустила образец речной воды. Результат получился такой же. На фильтровальной бумаге осталась вся грязь, а вода стала чистой.(рис. 6)
Способ кипячения решила применить на образце талой воды из снега. Достаточно просто вылить воду в ёмкость (кастрюля)(рис. 7) и нагреть до кипения(рис. 8). Дополнительно воду можно перед этим процедить через марлю, чтобы избавиться от осадка. Вода прошла термическую обработку и готова к употреблению.(рис. 9)
Вывод: способы рабочие, вода готова к употреблению.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для жизни человека, вода, наряду с воздухом, занимает одно из важнейших мест в поддержании жизни и здоровья. Человек (как и любой живой организм) состоящий из воды более, чем на 70%, прожить без неё может очень короткое время. Вода нужна всему живому- животным, птицам, растениям и даже микроорганизмам. Не будет воды- не будет жизни на Земле; в том числе и по причине отсутствия продуктов питания, т.к. растения без воды не вырастут и не выживут, сельскохозяйственным животным, птице вода также жизненно необходима, не говоря уже о том, что рыба живет только в воде. Таким образом, человеку вода нужна не только сама по себе, но ещё и как средства для производства продуктов питания. Но даже сам человек иногда не подготовлен к таким ситуациям, где можно в природных условиях остаться без питьевой воды. Грамотно используя подручные средства, вы не умрете от жажды, даже заблудившись в лесу. Всегда имейте при себе спички, котелок или кастрюльку, кусок целлофана или пакет.
ВЫВОДЫ
На основании проведённой работы можно сделать выводы:
Вода – источник жизни на Земле. Без воды невозможно существование всего живого. Распространёнными источниками питьевой воды являются реки, озёра, ключи, колодцы.
Не вся природная вода готова к употреблению. Возможно, потребуется предварительно провести дополнительную водоподготовку. Для этого существует несколько несложных способов очистки природной воды от содержащихся в ней примесей, которые я указа в своей работе.
Проведён практический эксперимент по очистке природной воды с помощью способов, которые я указала в своей работе.
По результатам проведённой дополнительной подготовки по очистке загрязнённой воды от присутствующих в ней примесей можно сделать вывод, что образцы очищенной природной воды по органолептическим показателям не уступают обычной водопроводной воде.