XXIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Какую воду лучше не пить?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Купряшева А.Р. 1

---

1Частное Учреждение Общеобразовательная Организация "Новая школа "Юна" города Дубны Московской области

Лепунова С.А. 1

---

1Частное Учреждение Общеобразовательная Организация "Новая школа "Юна" города Дубны Московской области

Работа в формате PDF

557.1 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Вода является самым большим богатством на Земле. Она входит в состав любого живого организма. Самый простой метод это понять просто помять лист растения в руках, как сразу увидим влагу. Она – самое важное и необходимое в жизни любого организма. В организме любого животного вода занимает большую его часть. При этом она не содержит питательных веществ и не является питательным веществом, не содержит витаминов, белков, жиров и углеводов. Любой живой организм постоянно расходует воду и поэтому постоянно нуждается в её пополнении. В составе организма человека вода занимает от 50 до 86 %. Каждая часть организма содержит разное количество воды : кости содержат 20-30 %, мышцы – до 70 %, головной мозг до 75%, а самое большое содержание воды в крови -85 %.

Хочу обратить внимание на то, что без еды человек может прожить около месяца, а вот без воды не проживет и 5 дней. Существуют нормы, по которым для нормального функционирования всего организма необходимо, в среднем, выпивать около 2,5 литров воды и это не включая воду в готовых продуктах. За счет присутствия в организме воды происходит множество процессов в организме: терморегуляция, переваривание пищи, транспорт полезных веществ и прочее.

Сложно представить, что станет со всеми живыми организмами без воды. Имеется ввиду именно пресная вода. А её все меньше и меньше на Земле. Поэтому воду надо беречь!

Но так ли безопасно человеку пить любую воду? Можно пить воду из колодцев, открытых водоемов или из под крана? С этими вопросами я попробую разобраться в процессе написания своей исследовательской работы.

Актуальность работы:

Актуальность данной темы состоит в том, что без воды не может ни один живой организм. Человеку просто жизненно необходимо пить воду, но как мы можем понять можно ли пить воду везде и в любом месте? Чтобы употреблять её можно было без опасения за свое здоровье, а с получением пользы, надо изучить способы определения чистоты воды в самых простых домашних условиях.

Цель работы:

Изучение методов исследования чистоты воды.

Задачи работы:

1. Изучить материал по теме исследования.

2. Подготовить и провести эксперимент по изучению качества и состава молока различного происхождения.

3. Изучить свойства (цвет, запах, вкус, прозрачность), химические показатели качества воды.

4. Вести наблюдение и проанализировать получившиеся данные.

5. Обработать результаты и сделать выводы: выявить особенности качества и состава молока различного происхождения.

6. Узнать о возможных способах очистки воды.

Объект исследования:

вода из разных источников: колодец, водопроводная вода из под крана, водопроводная очищенная проточным фильтром, бутилированная вода.

Гипотеза:

предположим, что методы, которые будут использованы сработают, и покажут нам какую воду пить безопасно.

Теоретическая часть

Вода – это жидкость без вкуса и запаха, которая необходима для жизнедеятельности всех живых существ. Она принимает участие во всех реакциях, протекающих в организме. Недостаток воды в живом организме чреват возникновением обезвоживания. Оно приводит к замедлению всех процессов и может стать причиной гибели организма. Однако не менее важно качество воды. Необходимо, чтобы жидкость не содержала вредных примесей, была безопасной и соответствовала нормам

Разнообразие видов и классификация воды

Вода разделяется на несколько групп, в зависимости от определенных признаков.

Воду возможно классифицировать по видам:

По местонахождению в гидросфере

Воды также подразделяются на несколько групп, в зависимости от того, где они расположены.

Атмосферные— воды, которые находятся, в атмосфере Земли. Самая чистая вода.

Поверхностные воды собираются на поверхности Земли. К объектам данных вод относятся реки, озера и т. д.

Океанические Воды. В этой воде обнаружены практически все химические элементы. В ней растворены газы, а также вещества, которые возникают благодаря жизнедеятельности организмов.

Воды реки. Под этими водами понимаются воды ручьёв и рек. Они относятся к поверхностным водам на земле, которые имеют сток в озера, моря, океаны. По размерам их можно разделить на маленькие ручьи и средние и большие реки.

Ледниковые воды - этот вид воды получается за счет таяния льда. В воде, которая получена при таяния льдов отсутствуют химические примеси.

Подземные воды находятся под поверхностью Земли в породовых пространствах горных пород и почвы.

Воды почв - временные скопления воды в почве.

Грунтовые воды — это воды, расположенные в водоупорном слое.

Субмаринные (подводные) воды– источники, которые расположены ниже уровня моря в шельфовой зоне.

Артезианские воды– один из видов подземных вод, расположенных в водоносных пластах горных пород.

По концентрации солей

Воды также могут разделяться исходя из концентрации растворенных в ней примесей. Их избыток будет оказывать вредное влияние на здоровье, а также примеси будут откладываться на внутренней поверхности труб.

Мягкая вода имеет низкий показатель жесткости. Также она имеет малый процент магниевых и кальциевых соединений. Жёсткая вода характеризуется высоким содержанием минеральных солей, кальция и магния.

В пресной воде концентрация кальциевых и магниевых соединений небольшая. По этой причине она пригодна для питья, приготовления блюд и имеет нейтральный вкус и запах.

Морская вода имеет максимальную степень содержания солей. Она является более плотной и пить ее нельзя.

Минеральные воды обогащены полезными микроэлементами лечебными свойствами.

Солоноватая вода по содержанию магниевых и кальциевых соединений находится между морской и пресной водой.

Дистиллят – вода получена искусственным образом, с помощью нагрева и конденсации. Эта вода полностью очищена от всех примесей.

Из деионизированной воды удалена большая часть заряженных частиц и вредных веществ.

Виды вод, полученные в результате контакта с другими веществами

Шунгитовая вода получается за счет контакта пресной воды и Шунгита. Считается, что такая вода благотворно влияет на здоровье человека.

Кремниевая вода получается за счет взаимодействия воды и кремния. Она укрепляет стенки сосудов и улучшает обмен веществ. Кроме того, ее используют для полива овощей, чтобы повысить урожайность.

Кислородная вода обогащена кислородом. Данный вид воды улучшает снабжение и работу клеток. Улучшает здоровье.

Серебряная вода насыщена ионами серебра. Это дает антибактериальный эффект. Важно, чтобы она не была излишне концентрированной. Иначе может проявиться риск интоксикации.

В золотой воде присутствуют заряженные частицы золота. Это придает ей такие свойства: успокаивает нервную систему и тонизирует организм. В этой воде добавлены ионы Cu. Данная вода лечит селезенку печень. Она уничтожает грибков и патогенную флору в целом.

Виды воды, которые получаются от бытовой и хозяйственной деятельности человека

Воду также можно разделить, в зависимости от воздействия человека. Люди могут подвергнуть ее обработке, изменив ее свойства.

Водопроводная вода – этот вид воды проходит процесс фильтрации, аэрации и стерилизации. Эта вода направляется в дома для питья и приготовления пищи.

Канализационные - этот вид вод один из самых грязных. Для питья и приготовления пищи этот вид вод непригодны. Являются результатом деятельности человека.

Под сточными водами понимаются промышленные отходы, которые образованы в результате производственных циклов. Ее запрещено употреблять в пищу и использовать в бытовых целях.

Кипяченная - Вода, подогретая до 100 градусов, а затем охлажденная. За счет этого погибают микробы. Такая вода считается более чистой, в отличие от сырой.

Вода обладающая метафизическими свойствами и качествами

Мёртвая и Живая - Вид воды, возникший в сказках. У них волшебные свойства оживления и умертвления людей.

Святая вода прошла особый обряд освящения.

Крещенская Вода, которая используется в праздник крещения.

В организме человека

В организме человека также есть вода. Ее можно разделить на несколько видов.

Свободная вода присутствует на клеточном уровне.

Связанная вода входит в состав клеточных структур.

Конституционная вода входит в состав белков, жиров и углеводов.

В бутылках

Разлитая в бутылки вода пригодна для питья. Ее можно разделить также на несколько групп.

Питьевая бутилированная вода

Существуют основные показатели качества питьевой воды:

• Органолептические показатели (запах, привкус, цветность, мутность)

• Токсикологические показатели (алюминий, свинец, мышьяк, фенолы, пестициды)

• Показатели, влияющие на органолептические свойства воды (рН, жесткость общая, нефтепродукты, железо, марганец, нитраты, кальций, магний, окисляемость перманганатная, сульфиды)

• Химические вещества, образующиеся при обработке воды (хлор остаточный свободный, хлороформ, серебро)

• Микробиологические показатели (термотолерантные колиформы или Е.соli, ОМЧ).

Обычно, вода перед подачей потребителю подвергается одному или нескольким видам очистки. Достаточно часто бывает, что очистка или неправильно произведена или с нарушением, что сильно снижает качество подаваемой воды. Качество труб и оборудования тоже не всегда в хорошем состоянии, что тоже привносит свои корректировки в качество воды, которая идет у нас из кранов.

Очень опасно присутствие в питьевой воде микроорганизмов, особенно бактерий из группы кишечных палочек и энтеровирусы, поражающих желудочно-кишечный тракт, а также вирус гепатита. Чтобы обеззаразить воду от микроорганизмов, её хлорируют. Это делается потому, что именно хлор способен уничтожить большинство микроорганизмов, но не все так просто – с некоторыми веществами он вступает в химические реакции в результате, которых мы получаем ещё более неприятный результат – например это запах .

Не так часто в питьевой воде встречается много солей соляной и серной кислот (хлориды и сульфаты). Эти вещества делают воду горьковато-соленой. Потребление такой воды может привести к нарушению работы желудочно-кишечного тракта.

Содержание в воде катионов кальция и магния сообщает воде так называемую жесткость. Постоянное употребление внутрь воды с повышенной жесткостью приводит к накоплению солей в организме и, в конечном итоге, к заболеваниям суставов (артриты, полиартриты), к образованию камней в почках, желчном и мочевом пузырях.

Вода также отвечает за зубы человека. От того сколько фтора содержится в воде зависит частота заболеваемости кариесом.

При длительном употреблении питьевой воды и пищевых продуктов, содержащих значительные количества нитратов снижает способность крови к переносу кислорода, что ведет к неблагоприятным последствиям для организма.

Многие химические вещества чаще всего вызывают рак либо воздействуют на печень и почки и как следствие – на кровь, поскольку почки и печень — “очистные органы человеческого организма”.

Без всякого преувеличения можно сказать, что высококачественная вода – одно из непременных условий сохранения здоровья людей.

Экспериментальная часть

Для эксперимента мы набрали воду в колодце на даче, из водопроводного крана, из водопроводного крана через фильтр очистки и купили питьевую бутилированную воду. Для каждого образца взяли чистую банку:

Образец №1- вода из колодца

Образец №2 - бутилированная вода

Образец №3 – водопроводная вода, прошедшая очистку домашним фильтром

Образец №4 - водопроводная вода из-под крана

Для проверки чистоты воды мы выберем такие показатели:

1. Органолептические показатели - оценка по внешнему виду и по вкусу. Вода не должна иметь постороннего запаха и вкуса, должна быть без осадка и прозрачной.

2. Определение наличия примесей

3. Определение жесткости воды и PH

4. Химические вещества, образующиеся при обработке воды (хлор остаточный свободный, хлороформ, серебро)

5. Определение бактерий в составе

Опыт 1. Определение запаха воды.

Запах воды говорит о наличии пахнущих веществ в составе, которые могут попасть со сточными водами или естественным путем.

Материалы: образцы воды.

Порядок выполнения работы при температуре 20 ⁰С:

1. Наполнить тару с крышкой водой примерно на 1/3 объёма и закрыть.

2. Несколько раз сильно взболтать, открыть и определить характер запаха и его интенсивность (осторожно, не допуская глубоких вдохов).

3. Записать результат в таблицу для сравнения

У чистой питьевой воды запаха нет. Любой запах указывает на присутствие в воде продуктов биологического распада растительных или животных организмов, либо каких-либо химических соединений, посторонних для питьевой воды.

Например, запах сероводорода говорит о возможном наличие патогенных микроорганизмов. Правда иногда это может быть большое количество серной кислоты(минеральная вода), запах хлора говорит о большой концентрации остаточного хлора, после обеззараживания воды.

Запахи могут быть 2х видов: искусственного происхождения (бензиновый, сероводородный, фенольный, спиртовой и т. п.) и естественного происхождения (землистый, глинистый, торфяной, травянистый и др.).

Вывод:у образца №2(вода из бутылки) самый яркий запах (похожий на спирт).

Опыт №2: Определение цвета воды и прозрачности

Цель: выявить самую прозрачную воду

Материалы:Образцы воды

Образцы воды налили в стеклянные колбы и рассмотрели их на фоне белого листа бумаги при дневном освещении сверху и сбоку.

При определении цветности воды в таблицу занесем показатели: «прозрачная» (1), «слабо-желтоватая»(2), «светло-желтоватая»(3), «жёлтая»(4), «интенсивно жёлтая»(5), «коричневая»(6)

При определении прозрачности внесем показатели: «прозрачная»(1), «слабо мутная»(2); «мутная»(3); «очень мутная»(4).

Для удобства присвоили баллы и занесли данные в таблицу

Питьевая вода не должна иметь никакого цвета. Окраска воды, как и её мутность, делает воду неприятной для питья. Однако совершенно бесцветная вода встречается редко (например, в подземных водоносных слоях). В открытых водоёмах вода обычно имеет тот или иной оттенок. Например, желтоватый оттенок чаще всего свидетельствует о наличии в воде солей железа или веществ, образующихся в процессе гниения или разложения растительных остатков. Он встречается на болотах. Зеленоватый цвет воде придают микроводоросли.

Вывод: образец № 4 (водопроводная вода) самый мутный и интенсивно окрашен

Опыт 3 «Определение Жесткости воды»

Цель: определить жесткость воды

Материалы: Образцы воды, шпатель, натрия гидрокарбонат (NaHCO3).

Признаки жесткой воды знакомы всем: накипь, известковый налёт на сантехнике, неприятные разводы на посуде и т.д. Это последствия избытка в воде солей магния, кальция и других щёлочноземельных металлов. Жесткость может быть временной и постоянной. Временную жесткость можно устранить при помощи кипячения, в результате которого образуется накипь, а вот избавиться от постоянной жесткости таким методом практически невозможно. Однако «смягчить» такую воду не так уж и сложно.

Употребление воды с повышенной жесткостью может плохо повлиять на здоровье: разрушая внутренние органы, ухудшая состояние волос, кожи и ногтей. Для бытовой техники повышенная жёсткость воды опасна выводом из строя за счет отложения накипи.

Ход работы:

В колбы налить воду до отметки 100 мл, с помощью ложки-шпателя добавить соду и размешать. Если в течении одной минуты проба помутнеет, значит, исследуемая вода обладает высоким содержанием кальция и магния, а следовательно, жесткая.

Мутность обозначили для удобства баллами от 1 до 5, где 5 самая мутная, соответственно с наибольшей жесткостью воды.

 Результаты:

Вывод: водопроводная вода самая жесткая.

Опыт 4 Определение в составе органических примесей

Цель: исследовать на наличие органических примесей.

Материалы: образцы воды и Перманганат калия (KMnO4)

Ход работы:

Налили в пробирки по 5 мл исследуемой воды и добавили 3 капли 1%-го раствора KMnO4 (марганцовка). Наблюдаем за изменением окраски. Степень окрашивания заносим в таблицу.

Если же вода приобрела желтый оттенок, то она плохого качества и пить ее нельзя. Марганцовка обесцвечивается, когда разрушает органические вещества.

Вывод: Цвет не изменился сильно – ни один образец не содержит органические примеси

Опыт № 5. Проверка воды на наличие масел в составе воды

Цель:Проверка воды на наличие масел.

Материалы: препарат камфора, образцы воды.

Ход работы: Помещаем это вещество в каждый образец, и если камфора начнёт кружиться, это подтвердит наличие масла в образце воды. Для наглядности добавляем Перманганат калия(марганцовку) в каждый сосуд с водой, чтобы движение было лучше видно.

Вывод:ни в одном образце движения не было замечено, соответственно в образцах нет масел.

Опыт № 6. Наличие примесей в капле воды после ее высыхания

Цель:Определение наличия примесей в воде.

Материалы:Стекло, пипетка, образцы воды.

Ход работы:капнуть на стекло воду из пипетки. Дать высохнуть. Если остались следы – значит вода содержит примеси. Вода без примесей не оставит следов.

Вода из колодца и водопроводная отчетливый след, бутилированная вода менее заметный и фильтрованная водопроводная - без следа.

Вывод:

В воде из колодца, бутилированной и водопроводной воде содержатся посторонние примеси. Вода хорошего качества после высыхания не оставляет следы – образец фильтрованной воды хорошего качества.

Опыт №7 Определение наличия активного хлора в воде

В существующей практике обеззараживания питьевой воды хлорирование используется весьма часто как наиболее экономичный и эффективный метод в сравнении с любыми другими известными методами. В России, как и в других странах, хлорированию подвергается до 99 % потребляемой питьевой воды. При этом для дезинфекции используют либо чистый хлор, либо хлоробразующие реагенты. Мировой опыт подтверждает, что хлорирование воды является самым надежным санитарно-гигиеническим методом, предотвращающим распространение эпидемий и гарантирующим безопасность питьевой воды.

Контроль содержания остаточного активного хлора имеет важное значение для управления процессом обеззараживания питьевой воды, кроме того, события последнего времени показывают, что существует также проблема оперативного автоматического контроля содержания остаточных количеств хлора и его соединений в воде плавательных бассейнов и аквапарков, поскольку реагенты, используемые для дезинфекции воды в бассейнах, содержат хлор в качестве активного действующего вещества.

Цель:определение содержания активного хлора в воде при помощи тест системы.

Материалы:тест система «активный хлор», образцы воды

Ход работы:окунуть полоску в воду на 10 секунд. Подушечки поменяет цвет, показывая концентрацию общего хлора (белая подушечка на конце) и свободного хлора (желтая)

Вывод :_наибольшеее содержание хлора в водопроводной воде.

Опыт №8: определение качества воды с помощью тест полосок 14 в 1

Материалы:тест система «14 в 1», образцы воды

Ход работы: окунаем тест полоски в пробирки с образцами. для каждой полоски свой образец.

Результаты:

Общие выводы:

В результате проведенных опытов мы получили данные, представленные на диаграмме

Мы видим, что самая пригодная для питья водопроводная вода, прошедшая очистку фильтром.

А самая непригодная к употреблению обычная водопроводная вода.

Но мы на этом не остановились, и решили проверить свои результаты тест системой “14 в 1”. результаты представлены ниже на диаграмме.

И по результатам мы видим, что просто водопроводная вода непригодна к употреблению.

Заключение

В процессе работы над исследованием, задачи были выполнены и цель достигнута. Гипотеза о том, что существуют способы проверки качества питьевой воды в домашних условиях подтверждена опытным путем

Были изучены свойства воды, её польза и вред загрязненной воды

По результатам работы сделала выводы:

Что вода может содержать множество примесей, которые не полезны для здоровья людей.

Важно для здоровья и безопасности человека уметь исследовать качество и состав воды. В нашем случае опытным путем доказано, что вода из колодца пригодно к употреблению, а вода из водопровода - нет.

Но также мы поняли, что не всегда данные, полученные с помощью тест полосок, сходятся с данными, полученными опытным путем.

Однозначно нужно контролировать вопрос качества воды: и колодезной, и оросительной, и той, что течет дома из крана. Это вопрос здоровья как минимум.

Список литературы

1

1. Ашахмина Т. Я. Школьный экологический мониторинг – М.:АГАР,2000 г.

2. Большая иллюстрированная энциклопедия интеллекта. Хочу все знать! М.: Эксмо, 2007.

3. Воронцова. Н. И. Вода питьевая, 1996 г.

4. Речкалова Н. И., Сысоева Л. И.: Какую воду мы пьём. - Журнал. Химия в школе, 2004

5. Рувинский А. О. Общая биология - М.: Просвещение, 1993-544 с.: ил.- ISBN 5-09-004184-9.

6. Суравегина И. Т., Шклярова О. А., Цыплёнкова Г. Т.: -Здоровье и окружающая среда- М: МОРСФСРД 1991

7. Шустов С. Б., Шустова Л. В.: Химические основы экологии – М: Просвещение, 1994

8. Чернова М. Н. Основы экологии – М.: Дрофа, 2006 г.

9.Павел Сидоров АиФ Здоровье, выпуск 47 (328) от 22 ноября 2000 г.

10.Интернет ресурсы: www.regnum.ru/news/946368.html

11. Интернет ресурсы: https://www.barrier.ru/encyclopedia/

12. Интернет ресурсы : https://www.aquaphor.ru/blog/nauka