XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Вода - источник жизни

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Бармин А.А. 1

---

1ГБОУ СО "Верхотурская Гимназия"

Бушкова Ю.М. 1

---

1ГБОУ СО "Верхотурская Гимназия"

Работа в формате PDF

154.5 KB

Введение

Вода - самое распространенное на нашей плане и самая загадочное вещество. Она существует в самых разных состояниях, обладая множеством жизненно важных свойств. Вода имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни на земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды. Но в течение последних десятилетий наблюдается постоянное ухудшение качества питьевой воды.

Вода - источник жизни, именно поэтому проблема защиты воды стоит на первом месте у всех экологических объединений. Физико-химические свойства воды необходимы для жизнедеятельности окружающего мира, животных и людей.

Организм человека на 70% состоит из воды. Она является для нас самым главным ингредиентом для того, чтобы иметь здоровое тело и отличное самочувствие. Ничто так не влияет на наше здоровье, как её потребление. Вода необходима для пищеварения, для деятельности почек и печени. Она так же содержится в мышцах и легких человека, в овощах и фруктах. Талая вода улучшает обмен веществ, усиливает кровоснабжение, снижает количество холестерина в крови и успокаивает сердце. Для существования живого организма необходимо постоянное содержание воды в определенном количестве. Поэтому следует принимать серьезные меры по охране воды.

Вода – единственное вещество на Земле, которое имеет сразу три агрегатных состояния: твердое (лед), жидкое (вода) и газообразное (водяной пар). На Земле содержится примерно 361,13 млн км² воды, причём пресные воды составляют порядка 10% общего планетарного запаса. 3\4 поверхности нашей планеты занято океанами и морями. Твердой водой, то есть снегом и льдом – покрыто 20% суши. От воды так же зависит климат планеты. Если бы не вода, земля давно бы остыла.

В данном проекте рассмотрены актуальные вопросы чистоты водных ресурсов ГО Верхотурский. На основе проделанных опытов дана характеристика качества воды, пробы которой взяты из разных источников нашего района. Для этого я изучил различные методы исследования качества воды и самостоятельно отработал их.

Актуальность темы:на новый 2023 год родители подарили мне аквариумных рыбок. Вода водопроводная им не подходила и нам приходилось покупать и поднимать на третий этаж более 30 литров воды каждую неделю. Тогда мы с папой задумались, что можно сделать? Наверное можно отфильтровать водопроводную воду, но картриджи для фильтрации быстро загрезнялись, а они дорого стоят. И если рыбам не подходит вода из водопровода, то тогда и нам ее нельзя употреблять в пищу?

Вода создала нашу планету, и наша жизнь без нее невозможна. Она является главным компонентом жизни. Именно поэтому необходимо её изучение.

Цели проекта:

Показать важность воды в жизни человека и других живых существ

Задачи проекта:

1. собрать и проанализировать информацию из книг, журналов и интернет ресурсов о выбранной теме;

2. провести анкетирование среди учащихся и работников школы : «Какую воду мы пьем?»;

3. провести опыты для определения качества воды из различных источников водоснабжения нашего района и понять какая из них более качественная

4. изучить роль воды в жизни человека.

5. Создать самый простой бытовой фильтр

Объекты исследования проекта водопроводная вода П.Привокзальный, ГО Верхотурский, Свердловской области, колодезная вода, родниковая вода, бутылированная вода.

Предмет:вода п. Привокзальный, ГО Верхотурский

Методы: исследование, опыты, анкетирование, сбор информации

Продукт исследования: рекомендации по определению качества воды в бытовых условиях, инструкция создания фильтра в домашних условиях.

Глава 1. Вода. Что мы знаем о ней?

1. 1 Виды воды и методы её исследования

Вода (оксид водорода) - бинарное неорганическое соединение с химической формулой O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного кислорода, которые соединены ковалентной связью. При нормальных условиях вода представляет прозрачную жидкость, не имеющую цвета, запаха и вкуса. Уникальность воды в том, что она достаточно хорошо растворяет органические и неорганические вещества, обеспечивая высокую скорость протекания химических реакций и в то же время – достаточную сложность образующихся комплексных соединений.

Виды воды по особенностям происхождения, состава или применения:

По содержанию катионов кальция и магния: мягкая,жесткая;

По изотопам водорода в молекуле: легкая, тяжелая, сверхтяжелая;

И другие виды: пресная, дождевая, талая, морская, подземная, поверхностная, минеральная и т.д.

Исследование воды нужно проводить регулярно так как есть такие ситуации, в которых проверка качества воды просто необходима:

- Изменение цвета, вкуса и запаха. Если вода поменяла свои характеристики следует провести анализ воды так как возможно вода стала опасной.

- Строительство промышленного объекта рядом со скважиной. Фабрики, заводы, оживленные шоссе или хранилища удобрений могут испортить качество этой воды.

- Техногенная авария неподалеку от участка. Исследование в этом случае нужно для того, чтобы удостовериться не отравлены ли подземные воды.

Существуют следующие методы исследований проб сточных и питьевых вод:

Химический — применяется весовой и объемный методы анализа.

Электрохимический — процедура использует полярографический и потенциометрический методы анализа.

Оптический — образец исследуется посредством фотометрических, люминесцентных и спектрометрических методик. Используются для покомпонентного тестирования как питьевых, сточных, так и хозяйственно-бытовых, промышленных вод.

Фотохимический — покомпонентный состав пробы определяется фотохимическим методом.

Хроматографический — один из самых сложных типов исследования, который использует метод тонкослойной хроматографии, жидкостной колоночной хроматографии и высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Органолептический — эталонный метод исследования проб. Применяется исключительно к питьевым видам образцов.

Токсикологический и радиационный — приборные способы проверки наличия в предъявленном образце вредных для здоровья токсинов, α и β-частичек.

Перечисленные типы исследований разработаны для проверки качества жидкости применяемой для приготовления пищи, питья и используемой в хозяйственно-бытовых нуждах.

1. 2 Влияние воды на физиологию человека

Вода очень сильно влияет на физиологию человека. Она доставляет питательные вещества в клетки организма и уносит отходы жизнедеятельности. Вода самый ценный для человека продукт так как наш организм на 60-70% состоит из воды. После воздуха, вода второй по значению компонент, необходимый для человеческой жизни. Содержание в различных органах составляет 70 - 90%. Так же с возрастом количество воды в организме меняется. В новорожденном ребенке содержится около 80% воды, а во взрослом около 70%. Вода присутствует во всех тканях и органах нашего организма, например,

- Мозг содержит - 75 %

- Сердце - 75%

- Легкие - 85%

- Печень - 86%

- Почки - 83%

- Мышцы - 75%

- Кровь - 83%.

При потере воды менее 2% появляется чувство жажды, при утрате 6-8% наступает полуобморочное состояние, при 10% - галлюцинации, а потеря 10-20% воды опасна для жизни. Для работы всех систем человеку необходимо как минимум 2 литра воды в день. Недостаток воды тяжело переносится организмом. Вода так же участвует в процессе дыхания потому, что дышать сухим воздухом человек сможет относительно недолго. Вода необходима для жизнедеятельности организма; её количество должно вновь пополняться. Внутриклеточная жидкость необходима для восстановления и исцеления организма природным способом. Она регулирует температуру тела и не дает клеткам слипаться.

Вода выводит из организма человека шлаки, отходы и токсины с помощью мочеиспускания и потоотделения. Доставляет в клетки кислород и питательные вещества. Расщепляясь в пищеварительной системе, питательные вещества становятся водорастворимыми. Вода позволяет питательным элементам проходить через капилляры в стенках кишечника в кровь, где цельные питательные вещества и кислород доставляется по всему телу. Кроме того, она служит смазкой для суставов и костей, защищает от ударов внутренние органы. Поскольку в мышцах содержится больше воды, чем в жире, то, чем мы стройнее, тем больше воды в нашем теле. Обезвоживание способствует развитию многих болезней.

Следовательно, если содержание воды окажется хоть немного ниже нормы, это вызовет те же последствия, что и недостаточный полив для огорода. Конечно, многие овощи будут продолжать расти, но их состояние окажется далеким от идеального, а некоторые растения вообще засохнут. Увидеть обезвоживание невозможно, но оно чувствуется.

Но вода несет в себе и опасность. Известно, что потребление воды приводит к перегрузке сердечно-сосудистой системы и ослабляет организм. Вода ещё может выступать как передатчик инфекционных заболеваний. Поэтому, питьевая вода всегда должна быть чистой и без загрязнений, которые могут повлиять на здоровье человека и его самочувствие. Итак, я убедился, что вода играет огромную роль в жизни каждого человека и природы в целом.

Глава 2. Анализ качества воды ГО Верхотурский

2. 1 Определение качества воды в пробах путем опытов

Для исследования питьевой воды существует много способов и опытов. Среди них есть опыты, приводящиеся на уроках химии, показывающие качество исследуемой воды, её щелочность, содержание твердых примесей и примесей органического происхождения.

В ходе своей работы я выполнил опыты с водой из разных источников нашего поселка и провел анкетирование учащихся и работников школы.

Опыт №1

Определим имеет ли вода твердые примеси. Приготовим бумажный фильтр и отфильтруем воду. После всех образцов фильтр оставался чистым. Все образцы воды не имеют твердых примесей (видимого мусора).

Опыт №2

Определим прозрачность воды. Установим цилиндр на печатный лист и нальем в него воду. Через воду можно прочитать текст. Проведенный опыт показал, что вся тестируемая вода является прозрачной.

Опыт №3

Для определения жесткости воды используем мыльный раствор. В стакан с тестируемой водой прильем мыльный раствор, встряхнем. Вода из всех взятых проб мылится хорошо, значит вода является мягкой.

Опыт №4

Определим какую среду (кислую и щелочную) имеет вода. Возьмем небольшое количество воды и капнем несколько капель на тест полоски. По результатам индикатора вся вода в нашем эксперементе слабокислая или нейтральная. Это означает, что согласно этому показателю ее можно употреблять в пищу.

Опыт №5

Самый быстрый. Используем датчик, для домашнего определения качества воды. Опускаем датчик в пробирку с водой , если показатель менее 300 ед, то вода пригодня для приема в пищу.

Все наши опытные образцы показали данные в диапазоне от 200 до 270 ед. , что говорит о пригодности этой воды.

В ходе проведенных опытов было доказано, что вода из водопровода с двойной фильтрацией по адресу П.Привокзальный, ул. Садовая, самая чистая, но применять ее в пищу желательно после кипячения. А человеку для поддержания здоровья нужна «живая» родниковая вода.

2. 2 Анкетирование учащихся и работников школы

Для того чтобы выяснить мнение учащихся и работников школы о качестве воды, я провел анкетирование среди учеников и работников школы.

В ходе анкетирования я задал несколько вопросов:

• Пьете ли вы воду из-под крана?

• Пользуетесь ли вы фильтром?

- Где еще вы берете воду?

- Что вы думаете о качестве воды?

Вот что вышло.

Результаты 1-2 вопросов

Вопрос\ ответ	да	нет
Пьете ли вы воду из-под крана?	41,00%	59,00%
Пользуетесь ли бытовым фильтром?	69,20%	30,80%

Вывод: в результате данного опроса сделан вывод, что большинство опрошенных не пьет воду из водопровода (из под крана), а если пьёт, то фильтрует её самыми простыми бытовыми фильтрами.

Результат 3 вопроса анкеты.

Вопрос №3. Где ещё вы берете воду?

Вывод: опрос показал, что большинство опрошеных дополнительно берут воду в источнике, считая её чище.

Результат 4 вопроса анкеты.

Большинство опрошенных считает, что качество воды в ГО Верхотурский оставляет желать лучшего.

Исходя из результатов, проведенного анкетирования, сделан вывод о том, что данная проблема актуальна и важна для каждого из нас. Поэтому следует прежде всего заботиться о качестве воды: вовремя очищать водонапорные башни, менять старые ржавые трубы и по возможности ставить фильтры, использовать фильтры кушинного типа. Так же можно использовать самодельный угольный фильтр собранный по нашей инструкции.

Сперва давайте разберемся, что же такое угольный фильтр и почему он так хорош. Можете себе представить уголь не только как топливо для шашлыка, но и как мощный абсорбент, который с легкостью “забирает” примеси из воды. Это не магия, а наука – уголь содержит поры, и чем их больше, тем он лучше фильтрует.

Для создания угольного фильтра в домашних условиях понадобятся следующие материалы: