V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Сравнение органолептических показателей бутилированной, водопроводной воды и воды Шершневского водохранилища

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Одилов  Р.С. 1Панова  Д.Е. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 154 города Челябинска»

Магафурова  Ф.Ф. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 154 города Челябинска»

Работа в формате PDF

841.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не опишешь, тобою наслаждаешься, не понимая, что́ ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь. С тобой во всем существе разливается блаженство, которое не объяснить только нашими пятью чувствами. Ты возвращаешь нам силы и свойства, на которых мы уже поставили было крест. Твоим милосердием снова отворяются иссякшие родники сердца.^[4]»

Антуан де Сент Экзюпери

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Проблема очистки воды в Челябинске очень актуальна. Шершни до сих пор остаются для миллионного Челябинска единственным источником питьевой воды. А вода Шершневского водохранилища, как мы знаем, очень загрязнена. Администрация города поставила задачу: определить альтернативные источники питьевой воды для города.

Однако, пока мы пользуемся водой, получаемой из Шершневского водохранилица.

В связи с этим можно выделить две проблемы:

- улучшение качества питьевой воды, полученной из Шершневского водохранилища, так как с каждым годом оно загрязняется все больше;

- удовлетворение потребности населения в питьевой воде, так как через 10 лет объем потребления воды из Шершневского водохранилища возрастет почти на 400 тысяч кубометров в сутки. Таким образом, мощность очистных сооружений уже не позволит удовлетворять потребности населения [news.mail.7апреля 2013года].

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Провести качественный анализ водопроводной и бутилированной воды, а также проб воды из Шершневского водохранилища, сравнить достоинства и недостатки, дать рекомендации по применению водопроводной и бутилированной воды в повседневной жизни.

ЗАДАЧИ

Провести анализ органолептических свойств водопроводной и бутилированной воды, сравнить с водой, взятой из Шершневского водохранилища.

Подтвердить содержание хлороформа в водопроводной воде, изучить его влияние на здоровье человека.

Изучить жесткость воды и ее влияние на организм человека.

Провести тестирование учащихся 5-х классов на предмет наличия кулеров с бутилированной водой в домашних условиях, использования водопроводной воды для приготовления пищи, составить диаграмму.

Составить ПАМЯТКУ по правильному выбору и приобретению бутилированной воды.

Составить практические рекомендации и выступить на научно-практической конференции.

ОБЪЕКТ ИСЛЕДОВАНИЯ

Пробы воды, взятой из Шершневского водохранилища, школьного водопровода и бутилированной воды, находящейся в кабинетах школы.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Органолептические показатели воды, жесткость воды.

ГИПОТЕЗА

Человек так устроен, что часто кидается из одной крайности в другую. В наше время бутилированная вода очень рекламируется, описываются ее полезные качества и т.д.

А действительно ли она так полезна и необходима организму?

Мы выдвинули ГИПОТЕЗУ, что возможно, постоянное употребление только бутилированной воды может привести к серьезным заболеваниям.

ПЛАН ИССЛЕДОВАНИЯ

Определение цвета, запаха, прозрачности, вкуса воды из Шершневского водохранилища, школьного крана и бутилированной воды.

Определение жесткости воды.

Проведение опроса среди учащихся нашего класса.

Разработка практических рекомендаций для повседневной жизни.

Выступление с результатами нашей работы на школьной научно-практической конференции.

В каждом кабинете нашей школы установлен кулер с бутилированной водой.

Мы задумались, так ли плоха и вредна вода из водопровода, как об этом многие говорят и пишут, и так ли хороша и полезна вода бутилированная? А может, производство и применение бутилированной воды – это лишь средство выманивания денег из карманов обывателей?

На все эти вопросы мы постарались ответить в своем исследовании.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Исследование органолептических свойств воды и ее жесткости.

8 октября 2017 года мы с научным руководителем поехали на берег Шершневского водохранилища. Здесь мы взяли пробы воды. День был солнечный, но прохладный. Вода «цвела». Проба была мутная, зеленого цвета, с резким неприятным запахом.

На следующий день мы взяли пробы воды из школьного крана и бутилированной воды.

В первую очередь мы определили органолептические показатели воды. Что это такое? Органолептический метод (органолептика) — метод определения показателей качества продукции на основе анализа восприятий органов чувств — зрения, обоняния, слуха, осязания, вкуса.

Органолептические свойства воды – это те ее признаки, которые воспринимают органы чувств человека. Данные свойства оцениваются по интенсивности восприятия. Получаемые ощущения обусловлены как физическими характеристиками воды, так и наличием в ней каких-либо посторонних химических веществ.

Мутная, окрашенная в какой-либо цвет или имеющая неприятный запах и вкус вода неполноценна в санитарно-гигиеническом отношении даже в том случае, если она безвредна для организма человека. Это обусловлено тем, что к мутной, окрашенной и неприятно пахнущей воде человек испытывает неприятное чувство, достигающее иногда отвращение. Ухудшение свойств воды отрицательно сказывается на водно-питьевом режиме, рефлекторно влияет на многие физиологические функции, в частности, на секреторную деятельность желудка. Наличие хороших органолептических свойств воды делает такую воду пригодной для употребления человеком. Так, хорошие органолептические свойства воды очень сильно влияют на функции всех систем организма человека. Так, чистая вода приятная на вкус, она серьезно повышает остроту зрения и увеличивает частоту сердечных сокращений, а неприятная – снижает данные показатели.

Прозрачность. Это важный показатель чистоты воды. Под прозрачностью воды понимается ее способность пропускать свет и делать видимыми предметы, находящиеся на определенной глубине. Прозрачность воды определяется количеством содержащихся в ней механических и химических примесей.

Мутная вода всегда подозрительна в эпидемиологическом отношении, так как в ней создается питательная среда для различных микроорганизмов, а значительная мутность препятствует свободному проникновению солнечных ультрафиолетовых лучей и их бактерицидному действию на микроорганизмы.

Прозрачность питьевой воды должна быть не менее 30 см, а воды плавательных бассейнов – 20 см.

Мерой прозрачности служит высота водяного столба, сквозь который можно различить на белой бумаге шрифт определенного размера и типа.

Оборудование: стеклянный цилиндр (градуированный в сантиметрах) высотой 30-50 см и внутренним диаметром 2,5 см. Шрифт с высотой букв 3,5 мм.

Методика

Исследование мы проводили в хорошо освещенном месте кабинета химии, но не под прямыми лучами, а на расстоянии 1 м от окна. Цилиндр установили на шрифт и наполнили пробой тщательно перемешанной воды из школьного крана, предварительно отстоявшейся 15 минут, до такой высоты, чтобы буквы, рассматриваемые сверху, стали плохо различимыми. Прозрачность по шрифту выражается в сантиметрах водяного столба и определяется с точностью до 0,5 см. Измерение мы повторили три раза и за окончательный результат приняли среднее значение: 30 см.

Такое же значение показала бутилированная вода. Вода из Шершневского водохранилища после суток отстаивания и последующего фильтрования дала показатель 6 см.

Цвет. Питьевая вода должна быть бесцветной. Окраска воды делает ее неприятной для питья. Например, желтоватый оттенок чаще всего свидетельствует о наличии в воде солей железа. Зеленоватый цвет воде придают микроводоросли.

Оборудование: цилиндр из бесцветного стекла, с плоским дном, градуированный в сантиметрах.

Методика

Цилиндры с водой из школьного крана и бутилированной водой установили на белый лист и наполнили водой до отметки 10 cм.

Рядом установили цилиндр с дистиллированной водой, полученной в школьной лаборатории в специальном аппарате, также наполненный до отметки 10 cм.

Затем все три емкости рассматривали сверху на белом фоне при рассеянном дневном освещении.

Все пробы были бесцветны.

Вода из Шершневского водохранилища после отстаивания и фильтрования все равно осталась слабо-зеленого цвета, что говорит о наличии в ней микроводорослей.

Запах. Чистая питьевая вода не должна иметь никакого запаха. Любой запах указывает на присутствие в воде либо продуктов биологического распада растительных или животных организмов, либо каких-либо химических соединений, посторонних для питьевой воды. Например, запах сероводорода указывает на возможное накопление в воде патогенных микроорганизмов, Хотя иногда это лишь следствие избыточного количества в воде солей сернистой кислоты, например, сернистого железа. Фенольный, смоляной и другие запахи свидетельствуют о возможном загрязнении воды промышленными сточными водами, запах хлора – об избыточных концентрациях остаточного хлора, используемого для обеззараживания питьевой воды и воды в плавательных бассейнах (выше 0,5 – 0,6 мг в 1 л воды).

Оборудование: конические колбы с широким горлом и вместимостью 500 мл, мерный цилиндр вместимостью 250 мл, баня водяная, термометр лабораторный (от 0 до 60^оС).

Методика

В коническую колбу мы налили 250 мл воды, колбу закрыли стеклом и встряхнули воду из школьного крана вертикальным движением. Затем стекло сдвинули в сторону и определили характер и интенсивность запаха. Запаха не было.

Далее колбу с водой нагрели на водяной бане до 60^оС, после чего содержимое перемешали и встряхнули. Колбу открыли и почувствовали еле уловимый запах хлора.

Бутилированная вода запаха не имела.

Вода из Шершневского водохранилища после суток отстаивания и дальнейшего фильтрования все равно имела неприятный «болотный» запах.

Вкус. Питьевая вода не должна иметь посторонних привкусов. Вкус воды зависит от ее минерального состава, температуры, концентрации растворенных в ней газов (кислорода и углекислого газа). Кипяченая вода менее вкусна вследствие потери газов и солей кальция и магния. Изменения вкуса воды или появление неприятного вкуса свидетельствуют о возможном наличии в ней органических веществ, продуктов распада различных органических веществ животного или растительного происхождения.

Воду из Шершневского водохранилища мы, естественно, на вкус не пробовали. Вода из крана малоприятна на вкус. Лишь пропустив ее 7-10 минут и дав ей отстояться в течение нескольких минут, можно ощутить ее вкус: она действительно прохладная и вкусная.

«Лучшая вода – самая новая», «Вода ценится свежестью» - это афоризмы Блейка Уильяма, великого английского поэта и художника [http://ru. wikipedia.org/wiki].

И действительно, когда в соседний кабинет привезли новый кулер с бутилированной водой, и мы ее попробовали, то она оказалась намного вкуснее, чем вода из кулера, простоявшего в кабинете несколько дней.

Бутилированная вода – вкусная, потому что на 5-й ступени очистки ее озонируют, а озон в свою очередь распадается на кислород.

Температура. Наиболее благоприятной для питьевой воды считается температура +7, + 12 ^оС. Такая вода эффективнее утоляет жажду, способствует охлаждению слизистой оболочки полости рта и пищевода и вызывает усиление деятельности слюнных желез.

Определение кислотность воды

Мы определили рН взятых проб. Все пробы показали рН = 7. (см. приложение 1).

Главная проблема челябинской воды в период паводка – чрезмерное содержание хлороформа. Он относится к первому классу опасности (чрезвычайно опасен) и образуется при очистке воды хлором.

В курсе природоведения мы узнали, что вещества бывают простыми и сложными. Простые вещества состоят из атомов одного вида, например, водород, кислород. А сложные вещества состоят из атомов разных видов. Хлороформ – это сложное вещество, так как он состоит из атомов трех видов: водорода, хлора и углерода. (см. приложение 1).

По-другому это вещество называется трихлорметан, мы знаем, что оно применяется для обезболивания в медицине, хотя из-за его вредности в современной медицине хлороформ почти не используют.

При регулярном употреблении внутрь хлороформ влияет на печень, почки и центральную нервную систему. Его содержание в питьевой воде недостаточно для острого отравления, так что эффект может проявиться при регулярном употреблении, но тем хуже: впоследствии отследить истинную причину заболевания печени практически невозможно. Некоторые исследователи относят хлороформ к канцерогенам, которые ответственны за раковые опухоли толстой кишки и мочевого пузыря.

Как избавиться от хлороформа? Кипячение не помогает – хлороформ образует с водой смесь, состав которой не меняется при кипячении. Справиться с хлороформом помогают бытовые фильтры: они снижают содержание хлороформа в 4 раза.

Есть еще один аспект: принимая душ или ванну, мы вдыхаем хлороформ и поглощаем его через поры кожи (до 30% от общего количества). Так, в журнале «Гигиена и санитария» (№2, 2016 год) приводятся данные, согласно которым, максимальная концентрация хлороформа в воздухе наблюдается в момент принятия душа (особенно в душевой кабине), причем значения достигают 0,226-0,292 мг/куб. м, что почти в 10 раз превышает предельно допустимые нормы. В этом же журнале приводятся данные канадских исследователей, что 10-минутный душ приводит к такому же поглощению хлороформа, как 2,7 литра выпитой воды из этой же водопроводной системы.

Избыточное хлорирование воды – это проблема.

Наш совет: в период паводков и ливней пользуйтесь фильтрами, пейте бутилированную воду и не злоупотребляйте принятием душа: млеть под горячей водой по тридцать минут не стоит – надышитесь хлороформом. Кстати, в продаже есть фильтры для воды в душе, которые решают эту проблему.

В настоящее время в городе Челябинске разработан проект станции ультрафиолетового обеззараживания воды. Излучение убивает бактерии и хотя не может полностью заменить хлорирование, позволяет существенно снизить его интенсивность, а значит, содержание всех типов хлороорганических соединений в воде. Также в планах – использование порошкообразных угольных сорбентов, которые эффективно улавливают загрязнения органического происхождения.

Нами исследована жесткость воды.

Мы взяли три одинаковых кусочка мыла и опустили в колбы с бутилированной водой и водопроводной водой, а также водой, взятой из Шершневского водохранилища. Размешали. В колбе с водопроводной водой и водой из Шершневского водохранилища сразу же образовались хлопья, выпал осадок. В колбе с бутилированной водой мыло очень хорошо пенилось и растворилось, осадка не было. Мы знаем, что жесткость воде придают соли кальция и магния. Следовательно, бутилированная вода умягченная, в ней меньше солей кальция и магния.

Однако, это тоже не очень хорошо, так как слишком умягченная вода приводит к вымыванию из организма минеральных веществ, а это грозит возрастанием ломкости костей человека.

И наконец, до сих пор вода, которая продается частными фирмами и в магазинах, не проходила проверки на мутагенный эффект, поскольку в России не существует пока подобных норм. Поэтому никто не может гарантировать безопасность употребления такой воды [http://us-in.net/voda/voda_12.php].

ВЫВОДЫ

Нами проведен анализ органолептических свойств воды из школьного крана, бутилированной воды и воды, взятой из Шершневского водохранилища. Данные представлены в приложении № 1.

При исследовании водопроводной воды обнаружен еле уловимый запах хлора.

Исследована жесткость воды. Бутилированная вода является слишком умягченной, поэтому постоянное ее употребление не желательно, так как происходит вымывание минеральных солей из организма, что приводит к ломкости костей.

Проведен опрос учащихся 5-х классов, составлена диаграмма (см. приложение № 2)., а также ПАМЯТКА (см. приложение № 3) по правильному выбору и приобретению бутилированной воды.

Составлены практические рекомендации по применению водопроводной и бутилированной воды в жизнедеятельности человека.

НАШИ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Постоянное употребление некипяченной воды из крана, содержащей соли кальция и магния, может отрицательно сказаться на здоровье человека (образование камней в почках, желчном пузыре и печени).

2. Постоянное употребление бутилированной воды может также отрицательно сказаться на здоровье человека, так как бутилированная вода, особенно сильно умягченная, содержит мало минеральных веществ, что может привести к вымыванию их из организма человека (возникновение ломкости костей).

3. Во время паводка, когда в воду добавляется много хлора, желательно пить кипяченую воду из крана или бутилированную воду, а душ принимать не более 7-10 минут.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

О.С. Аранская, И.В. Бурая Проектная деятельность школьников в процессе обучения химии. Москва. Издательский центр «Вентана-Граф», 2007.

Журнал «Гигиена и здоровье», 2016 год., № 2.

Загорский В. О результатах химического мониторинга. Химия и жизнь – 1991.№3

Интернет-ресурсы: http://ru.wikiquote.org/wiki/

voda.uu.ru/content/view/114/26/

sdelanounas.ru/blogs/9227/

Т.Г. Мухаметшина. Практическая работа «Определение качества водопроводной и бутилированной воды». Химия в школе.№ 7.2009 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ № 1

Шкала интенсивности запаха

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Вопросы для учащихся 5-х классов:

Есть ли у вас дома кулер с питьевой водой?

Мама готовит пищу, применяя воду из крана.

Считаешь ли ты, что вода из крана вредна для здоровья, и употреблять надо только кипяченную или бутилированную воду?

Анализ диаграммы показывает, что в большинстве семей (17) 5- а класса есть кулеры дома (всего в классе 28 человек). В 5-в классе всего в 15 семьях из 30 есть кулеры. В 5-d классе кулеры в 10 семьях из 30. Однако, в большинстве случаев мамы готовят пищу, используя воду из крана. Большая часть учащихся 5-х классов считают, что пить воду из крана вредно для здоровья, лучше ее кипятить или употреблять бутилированную воду.