IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА: "ШАГ В БУДУЩЕЕ"
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
На сегодняшний день сохранение и укрепление здоровья человека - одна из наиболее актуальных проблем современности. Нашему организму очень важно получать чистую воду со сбалансированным минеральным составом. Вода должна быть соответствующего качества. По данным всемирной организации здравоохранения -85% всех заболеваний в мире передается водой . Ежегодно 25млн. человек умирают от этих заболеваний. Длительное использование питьевой воды , с нарушением гигиенических требований по химическому составу обуславливает развитие различных заболеваний у населения . И полностью ли она соответствует санитарным нормам.
Одна из главных экологических проблем человечества – это качество питьевой воды, поэтому меня заинтересовал вопрос о том, что же входит в состав воды. Целью нашей работы является изучение химического состава и свойства водных объектов нашего села.
Исходя из этой цели,я поставил перед собой следующие задачи:
1.Провести анализ состояния водоснабжения жителей села Бабаюрт. На основании качественного и количественного анализа определить водородный показатель рН-среду, физические показатели качества воды, содержание катионов и анионов (нитраты, хлориды, сульфаты, железа и растворенного кислорода) в исследуемой воде.
2. Провести биологический мониторинг скважин и канала.
3. Предложить пути решения проблемы и улучшения экологической обстановки в окрестностях канала и скважины.
Методы исследования:
- изучение литературных данных о значении воды и ее загрязнителях;
- забор пробы на анализы;
- практические и лабораторные работы по определению физических показателей, качественных и количественных анализов воды;
В нашей местности вода жесткая и содержит повышенное количество ионов хлора.Вода в Бабаюрте по химическому составу – сульфатная натриево-магниевая с минерализацией 0.3-1.1 г/л.В ходе данных исследований было доказано, что вода из водопровода, скважины и фильтровальная слабощелочная вода, а из канала - щелочная вода.
Оглавление:
1.Введение
2.Характеристика системы водоснабжения села Бабаюрт.
3.Определение качества воды в пробах путем эксперимента.
(Практическая часть)
4.Выводы практической части.
5.Рекомендации.
6.Заключение.
7.Список использованной литературы.
1.Введение.
«Дефицит пресной воды в мире сделает
ее важнейшим экспортным ресурсом.
Вода, а не нефть станет главным богатством
Государства уже при жизни нашего
поколения.»
Вода это химическое соединение определяющие возможность существования жизни на Земле вообще и человека в частности. То, что вода занимает важное место в жизни человека , известно, всем. Но то, что вода определяет к жизни, задумываются немногие. Вода доставляет в клетки организма питательные вещества и уносит отходы жизнедеятельности. Кроме того, вода участвует в процессах терморегуляции дыхания. Человек чрезвычайно остро ощущает изменение содержания воды в своем организме и может прожить без неё всего несколько суток. При потере воды в количестве менее 2% веса тела появляется чувство жажды, при утрате 6-8% наступает полуобморочное состояние, при 10%-галлюцинации, нарушение глотание. Потеря 10-20% воды опасно для жизни. Доступность и качество питьевой воды определяет здоровье и качество жизни на нации. Обеспечение населения чистой водой окажет непосредственное влияние на снижении смертности людей. Ежедневное потребление человеком питьевой воды составляет в среднем около 2 литра, а общее потребление воды на душу населения в развитых странах составляет 150-300 литров в день. В источниках воды имеются загрязнения как природного, так и техногенного характера. Уже сегодня каждый второй житель вынужден использовать для питьевых целей воду ненадлежащего качества, не соответствующего по ряду показателей санитарно-гигиеническим требованиям. В декабре 2010 года президентом России В.В.Путиным пописано поставление №1092 от 22 декабря 2010 года «О Федеральной целевой программе «Чистая вода» ан 2011-2017 годы». По оценкам ООН 1.1 млрд людей имеют недостаточный доступ к чистой питьевой воде. Прогнозируется, что к 2020 году использование воды увеличится на 40% и к 2025 году два третьих людей будут испытывать нехватку воды. Во многих странах фильтрация воды стала неотъемлемой частью жизни миллионов людей. Человечество впервые смогло увидеть ужасающую картину последствий своей деятельности. Вот почему так важно вернуть утраченную гармонию и единство с Природой. Усиление антропогенного воздействие на природу, неблагополучная экологическая обстановка обуславливает актуальность данной работы, посвященной изучению качества воды нашего села Бабаюрт.
2.Характеристика системы водоснабжения села Бабаюрт.
Село Бабаюрт расположено на кумыкской плоскости на федеральной трассе Астрахань-Махачкала. Муниципальное образование поселение «село Бабаюрт» граничит с Хасанайским и Геметюбинским сельским поселениями.
Село Бабаюрт находится пределах Бабаюртовского месторождения подземных вод. Здесь распространены артезианские воды, приуроченные к водоносным пластам хазаро-хвалынского , бакинского и верхнеапшерского водоносных комплексов.
Воды имеют уклон в северо-восточном направлении в прибрежной полосе моря. Данный водный комплекс является основным источником хозяйтсвенно-питьевого водоснабжения населения. В связи с тем ,что
Над водоносным горизонтам расположена мощная пачка глин более 30-45 м, подземные воды месторождения относятся к защищенным и воздействие на них не предполагается.
Естественные поверхностные водотоки на территории муниципального образования представлены Бабаюртовским каналом, коллектором Мусататаул, каналом им.Дзержинского, Ахайтарским каналом и коллектором №10, которые относятся к одной из крупнейших мелиоративных систем им.Дзержинского. Все они протекают в западном направлении и впадает в Каспийское море в районе Аграханского залива.
По состоянию на 01.01.2016 года в период разработки схемы водоснабжения и водоотведения специализированной организации для эксплуатации системы водоснабжения нет, в связи с чем данные полномочия исполняет орган местного самоуправления в лице администрации муниципального образования в рамках Федерального Закона от 06.10.2003 №131-ФЗ «Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации».
Администрация села Бабаюрт, зарегистрированная по адресу : 368060 РД Бабаюртовский район, село Бабаюрт, улица Дж. Алиева строение 31 ,в границах которого находятся следующие объекты централизованной системы водоснабжения:
1.Артезанские скважины (14 единиц)
2.Сети водопровода и сооружения на них.
3.Резервуары чисто водой в количестве 2 единиц объемом 500 м3 каждый.
Для получения воды из природных источников, её чистки в соответствии с нуждами потребителей и для подачи к местам потребления система водоснабжения включает в себя следующие основные элементы: Водозаборное сооружение для получения воды из источника, водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортировки и подачи воды к местам её потребления. Колодец, запорно-регулируемые оборудование(задвижки,затворы).
Водоочистительные сооружения до настоящего времени отсутствуют. Обеззараживание воды не осуществляется. Централизованная система водоотведения на территории муниципального образования сельское поселение «село Бабаюрт» согласно Генерального плана отсутствуют. В настоящее время население пользуется надворными туалетами с выгребными ямами с последующим выбросом стоков на рельеф.
Для обеспечения экологической безопасности поселений планируются установка очистительных сооружений водопровода с проведением мероприятий по внедрению технологии обеззараживания с использованием безопасных экологических реагентов – гипохлорида натрия или диоксида хлора вместо жидкого хлора. Содержание хлороформа и других хлорорганических соединений в водопроводной воде будет в несколько раз ниже предельно допустимых величин, установленных санитарными нормативами. Проблема защиты водных ресурсов в муниципальном образовании сельского поселения «село Бабаюрт» актуальна и решение проблемы намечается осуществить за счет мероприятий: упорядочение водопользования; обеспечение согласованного режима нерациональных эксплуатационных нагрузок; ограничение использования воды питьевого качества на технические нужды и полив.
Согласно СанПин 2.1.4.1110-02 «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопровода питьевого назначения «зоны санитарной охраны организуется на всех водозаборных объектах, вне зависимости от ведомственной принадлежности, подающих воду, как из поверхностных, так и из подземных источников. Таким образом, необходимо обеспечить санитарную охрану от загрязнения артезианской скважины, а также территорий, на которой она расположена. Необходимость утверждения границ зоны санитарной охраны водозабора, а также ответственность за отсутствие соответствующих согласований обусловлена Федеральным законом РФ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения «№52-Ф3 от 30 марта 1999 г.зоны санитарной охраны водозабора устанавливается в составе трех поясов: 1-пояс строгого режима. Предназначен для защиты участка расположения скважины и ее оборудования от случайного или умышленного загрязнения и повреждения. 2 пояс – зона ограничений по бактериальному загрязнению – предполагает отсутствие потенциальных источников бактериологической опасности в расчетах границах (кладбища, скотомогильники, дворовы уборные, помойки, склады удобрений и ядохимикатов и др.). 3 пояс – зона ограничений по химическому загрязнению – устанавливается с целью предохранения водозабора от загрязнения химикатами.
Серьезной проблемой охраны подземных вод является опасность возможности их загрязнения через затрубное пространство, нарушения технического состояния обсадных колонн водозаборных и наблюдательных скважин, а также через дефектные и некачественные ликвидированные аварийные и заброшенные скважины. При этом могут быть загрязнены продуктивные водоносные горизонты. Эта проблема требует учета всех одиночных как существующих, так и выведенных из эксплуатации скважин.
Следует отметить, что в соответствии с пунктом 1.1 статьи Федерального Закона от 07.12.2011 №416 «О водоснабжении и водоотведении» органами как местного самоуправления, так и с 01.01.2015 года органами местного самоуправления не реализованы полномочия по определению статуса гарантирующего поставщика для централизованной системы водоснабжения сельского поселения.
Обеспечение населения чистой питьевой водой нормативного качества, безопасность водопользования являются приоритетными, лежат в основе здоровья и благополучия человека. Целью развития системы водоснабжения сельского поселения «село Бабаюрт» является достижение целевых показателей, определенных в части 7 схемы водоснабжения. Наиболее важным из них является гарантированное обеспечение водой питьевого качества существующих и перспективных потребителей.
1.Вода должна быть прозрачной, бесцветной, без привкуса и запаха, иметь освежающую температуру и не содержать видимых примесей.
2.Вода должна иметь безвредный химический состав.
3.Вода должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении.
3.Определение качества воды в пробах путём экспериментов
(Практическая часть)
В своей работе мы с помощью нескольких специальных методик провели эксперименты по изучению физических и химических свойств воды. Для чего мы использовали пробы воды, взятые из следующих природных и водопроводных источников:
-скважина --проба №1
-канал --проба №2
-вода из водопровода --проба №3
-фильтрованная вода --проба №4
При отборе мы использовали посуду бесцветного стекла, тщательно вымытую моющими средствами, несколько раз ополаскивали её водопроводной и дистиллированной водой.
Физико-химические методы определения качества воды.
1.Определение прозрачности воды.
Налили в химические стаканы эту воду и рассмотрели её на свету. Определили её прозрачность простым способом. По высоте столба воды (см), которой можно различить на белой бумаге, стандартный шрифт с высотой букв 1.5мм.
Затем наливали в цилиндр с 2.5 см из прозрачного стекла в воду. Далее устанавливали цилиндр на высоте 4 см над буквами.
Потом просматривали шрифт сверху через столб воды и сливали её, до определенной метки, пока распознание шрифта становилось оптимальным.
Величина рН
Сильнокислые воды меньше 3
Кислые воды 3-5
Слабокислые воды 5-6.6
Нейтральные воды 6.5-7.5
Слабощелочные воды 7.5-8.5
Щелочные воды 8.5-9.5
Сильнощелочные воды больше 9.5
3.Определение наличия хлорид ионов
Сначала мы прилили нитрат серебра, чтобы проверить наличие хлорид ионов. Во всех пробирках образовалось небольшое помутнение, что свидетельствует о небольшом количестве ионов хлора
Ag + Cl = AgCl
2.Определение водопроводного показателя воды в пробах.
Для этого в пронумерованные пробирки №1,№2,№3,№4 наливали по 5 мл исследуемой воды, затем в каждую из них опустить в исследуемую воду универсальный индикатор, по шкале определить рН воды.
Проба №1 – рН = 8
Проба №2 – рН = 9
Проба №3 – рН = 8
Проба №4 – рН = 8
4.Определение сульфат ионов.
Потом добавили хлорид бария, чтобы проверить наличие сульфат ионов. Помутнение в пробирке с пробами произошло, что свидетельствует об присутствии сульфат ионов.
5.Определение наличия органических примесей.
Используем раствор перманганата калия. В пробирку с водой мы добавляем 2-3 капли перманганата калия. Нагреем содержимое до кипения. При наличии органических примесей. При наличии органических примесей в воде должны появиться буро- коричневые хлопья. В пробе №2 наблюдаем появлении буро коричневые хлопья, что свидетельствует о наличии органических веществ.
6.Определение жесткости воды.
Мерным цилиндром налить 10 мл воды в коническую колбу.
Наполнить бюретку мыльным раствором, добавить 1 мл мыльного раствора в колбу. Если не образуется пена, добавить ещё несколько мл раствора.
Продолжать добавлять мыльный раствор, пока не образуется устойчивая пена.
Записать объем мыльного раствора, необходимо для образования устойчивой пены с 10 мл исследуемой воды.
7.Определение наличия сероводорода
Используем раствор йода. В пробирках изменений не наблюдается. Что доказывает отсутствие сероводорода.
Ополоснуть колбу, повторить действия 1-3 с различными образцами воды.
Проба №1 – 8 объемов
Проба №2 – 7 объемов
Проба №3 – 4 объемов
Проба №4 – 5 объемов
7.Биологический мониторинг скважины и канала.
Растения служат хорошим показателем изменения окружающей среды антропогенными загрязнениями. Водоемы села Бабаюрт заросли камышами, что свидетельствует о наличии органических веществ.
4.Выводы.
В ходе данных исследований было доказано, что вода из водопровода, скважины и фильтровальная слабощелочная вода, а из канала щелочная вода. Жесткость природных вод изменяется в широких пределах. Она различна в данных водоемах, а в одной и той же воде изменяется в течение года, и в течение паводка может быть минимальной.
Присутствие в воде значительного количества солей кальция или магния делает воду непригодной для многих технических целей. Так, при продолжительном питании паровых котлов жёсткой водой их стенки постепенно покрываются плотной коркой накипи, отчего резко увеличивается расход топлива.
Жёсткая вода не дает пены с мылом, затрудняет приготовление пищи, в ней плохо заваривается чай, кофе. При стирке белья жесткая воды не только ухудшает качество стираемых тканей, но и приводит повышенным затратам мыла.
В нашей местности вода жесткая и содержит повышенное количество ионов хлора. Для определения жесткости воды даже нет необходимости делать специальный анализ – это видно невооруженным глазом : при кипячении воды чайник покрывается толстым слоем накипи, приходится постоянно его чистить. Такую воду нельзя заливать в паровые утюги, а при стирке в стиральной машине необходимо добавлять специальные средства, устраняющие жесткость воды, иначе она быстро выйдет из строя.
Вода в Бабаюрте по химическому составу – сульфатная натриево-магниевая с минерализацией 0.3-1.1 г/л. Повышенное содержание солей кальция и магния в воде способствует развитию атеросклероза, мочекаменных болезней, вызывает нарушение обменных процессов. С другой стороны смертность от сердечно-сосудистых заболеваний на 25-30% выше среди людей, употребляющих 75 мг кальция и магния в литре воды.
В пробах воды №1-№4 повышенная кислотность, что ухудшает усвоение минералов, такие как кальций, натрий, калий и магний, которые, благодаря избыточной кислотности, выводятся из организма. От недостатка минералов страдают жизненно важные органы. Содержание в пробе №2 бурых хлопьев и зарастание его камышами свидетельствует о содержании в них органических веществ. Что свидетельствует о загрязнении водоемов сточными водами.
5.Рекомендации.
1) Обязательно очищать воду фильтро
2) Даже очищенную воду надо обязательно кипятить, потому что далеко не все фильтры могут полностью обезопасить воду от содержащихся в ней веществ и бактерий.
Второй доступный вариант совершить жесткость воды и ее устранение – смягчить воду, получая талую воду
А что делать с накипью? Я нашёл несколько способов, как от неё избавиться:
Прокипятить раствор любой пищевой кислотой.
Прокипятить литр кока-колы.
Прокипятить картофельные очистки и яблочную кожуру.
Прокипятить раствор соды.
3) Создать программного документа, включающего мероприятия проектирования и строительства очистительных сооружений канализаций в селении Бабаюрт.
Для обеспечения экологической безопасности поселений мы рекомендуем установление очистительных сооружений водопровода с проведением мероприятий по внедрению технологии обеззараживания с использованием безопасных экологических реагентов – гипохлорида натрия или диоксида хлора вместо жидкого хлора. Содержание хлороформа и других хлорорганических соединений в водопроводной воде будет несколько раз ниже предельно допустимых величин, установленных санитарными нормативами. Проблема защиты водных ресурсов в муниципальном образовании сельского поселения «село Бабаюрт» актуальна и решение проблемы намечается осуществить за счет мероприятий: упорядочение водопользования; обеспечение согласованного режима нерациональных эксплуатационных нагрузок; ограничение использования воды питьевого качества на технические нужды и полив.
6.Заключение.
Человечество – часть природы. Люди используют ее ресурсы , при этом нарушают биологический круговорот веществ и производят огромное количество отходов, которые природа не в состоянии переработать. Я считаю, что тема моей работы актуальна в настоящее время.
Работа имеет практическое знание. Если бы каждый человек познакомился с моей работой, то природные источники меньше бы загрязнялись и рационально использовались человеком.
С итогами исследования мы будем обращаться в Администрацию села Бабаюрт и попросим помощи в благоустройстве площадки вокруг скважин и каналов.
7.Список использованной литературы.
1. Вода питьевая. Метод определения общей жесткости. ГОСТ 4151-72. М.: изд-во Стандартов, 1980.
2. Логинов Н.Я., Воскресенский А.Г., Солодкин И.С.Аналитическая химия.М.: Просвещение , 1985.
3. Новиков Ю.В., Сайфутдинов М.М.. Вода и жизнь на Земле . М.: Наука, 1981.
4. Бинас А.В., Маш Р.Д. и др. Биологический эксперимент в школе : Кн.для учителя. – М.: Просвещение, 1987
5. Дроздов И.В. Удивительная биология.- М.:Издательство НЦ ЭНАС, 2006.
6.Кашанов Р.Ш. Живая оболочка Земли. -М.: Просвещение, 1984.7.
Новиков Ю.В. /Природа и человек./ - М.: Просвещение, 1991 8.
Соболевский А.А. /Живая вода/ край Мордовский. – Саранск, 1976.
7. Интернет ресурсы : http://www.rodina-portal.ruhttp://wwwproshkolu.ru
8.Схема водоснабжения и водоотведения Муниципального образования сельского поселения «село Бабаюрт» на период до 2026 года.» Северо-Кавказское предприятие ЖКХ.