VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

КАЧЕСТВО ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Юхно Е.Д. 1

---

1МБОУ гимназия №3

Павловская Т.А. 1

---

1МБОУ гимназия №3

Работа в формате PDF

2.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Воде была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле.
Леонардо да Винчи

Вода является основой жизни на нашей планете. Вода покрывает две трети поверхности Земли, оказывает влияние, практически, на все процессы, которые происходят на нашей планете. Живой мир состоит из воды на 70–95%. [3]

Всем, даже маленьким детям давно известно, что без воды нет жизни на Земле. Она является самой распространенной и в то же время необыкновенной жидкостью на нашей планете. Вода составляет большую часть живых организмов, которые населяют планету. Внутри каждой клеточки организма есть вода. [6]

Каждый из нас нуждается в чистой воде. Она - основа здоровой жизни. К сожалению, мы не можем полагаться на чистоту воды прямо из крана. Даже если она прозрачна на вид и отсутствует неприятный запах, вода содержит невидимые невооруженным глазом загрязнения, которые являются угрозой для нашего здоровья.

Качество воды в настоящее время очень низкое, ведь водоёмы, с которых поступает вода в водопровод, сильно загрязнены. Проблема загрязнения воды и истощения водных ресурсов   в глобальном масштабе обостряется с каждым годом. Около миллиарда человек на Земле страдает от нехватки чистой питьевой воды, примерно 25 тысяч умирают ежедневно по причине ее плохого качества. [7] Именно поэтому так важно экономить питьевую воду, которой на планете остается все меньше и меньше с каждым годом.

Цель: определить качество питьевой воды из разных источников и отыскать пути экономии воды в быту.

Задачи:

Изучить информационные источники по исследуемой теме.

Определить органолептические показатели питьевой воды из разных источников в домашних условиях (цветность, осадок, запах, вкус, прозрачность).

Определить химические показатели питьевой воды из разных источников в домашних условиях (нитраты, нитриты, кислотность).

Изучить способы экономии воды в быту и применить их в реальной жизни.

Провести подсчет сэкономленных денежных средств в результате экономии воды.

Провести анкетирование среди одноклассников, сделать выводы.

Провести классный час в 7-Д классе о пользе и экономии воды.

Объектом исследовательской работы стала вода, взятая из разных источников:

открытого Байкала, города Бабушкина, Бурятия

подземного ключа, города Бабушкина, Бурятия

скважины, города Бабушкина, Бурятия

водопроводная вода МБОУ гимназии №3

бутилированная негазированная вода «Волна Байкала», производитель ООО «Байкал-Инком», Иркутская область, Слюдянский р-н, г. Байкальск.

Сроки проведения работы:

2017-2018 учебные годы – тема: способы экономии воды

2018-2019 учебные годы – тема: анализ качества питьевой воды, соответствие нормам.

Вода - это жизнь

Источники чистой воды и ее значение для человека

Для человеческого организма вода — это второе по значимости вещество после кислорода. Вода регулирует температуру тела, увлажняет воздух при дыхании, обеспечивает доставку питательных веществ и кислорода клеткам тела, защищает жизненно важные органы, помогает преобразовывать пищу в энергию, выводит шлаки и отходы процессов жизнедеятельности.

Без пищи человек может прожить около 40 дней, а вот без воды – лишь 8 дней. Вода дороже золота, утверждают бедуины, кочующие по пескам. Они знают, что ни какие богатства не спасут путника в пустыне, если иссякнут запасы воды. [7]

Отсутствие воды в организме неизбежно приводит к смерти в течение нескольких дней. Когда организм теряет около 20% воды, жизнь останавливается. Некоторые люди считают, что вода, которую они выпивают, проходит через организм без задержки. Но это не так. При каждом движении теряется вода. Она смачивает глаза, увлажняет пищевод, выделяется с потом, а также при дыхании. В итоге, чистая вода, употребляемая человеком, необходима для его правильной жизнедеятельности.

Поэтому главным вопросом нашего питания является регулярное употребление воды путём введения в организм в свободном виде и в пище, а также обязательное использование именно чистой воды. [7]

Питьевой водой называют жидкость, которую можно употреблять в течение длительного времени без вреда для здоровья. Как правило, она имеет пониженное количество растворимых солей, металлов и органики.

Кроме внутреннего способа употребления воды, ее можно использовать для лечения организма извне. Водой можно делать паровые ингаляции, горячие ножные ванны, горячие припарки, согревающий компресс, контрастный душ, разнообразные ванны.

Таким образом, значение воды в природе и в жизни человека трудно переоценить. Без воды не было бы и самой жизни на планете. И мы согласны со словами писательницы Е. Уайт: “Чистая вода – лучшее благословение небесное, как при здоровом состоянии, так и во время болезни”. [6]

Мы живём в России, стране с богатейшими водными ресурсами. В нашем регионе находится уникальный источник чистой воды – озеро Байкал. Объем воды в Байкале около 23 тыс. куб км. что составляет 20 % мировых и 90 % запасов российской пресной воды. Если бы на Земле не было других источников пресной воды, то благодаря Байкалу жители нашей планеты могли бы прожить около 40 лет. [2]

Крупнейшие реки России – это Волга, Обь, Енисей, Лена, Амур. Реки являются источником водоснабжения для наших городов. Загрязняя реки сточными водами, мы наносим ущерб экологии нашей страны и своему здоровью.

Прежде чем стать пригодной для питья, вода из открытых источников должна пройти тщательную очистку на станциях водной подготовки с помощью бытовых фильтров. Это надёжный барьер на пути вредных примесей. По-настоящему чистой питьевой воды на Земле осталось крайне мало, и количество таких источников с каждым годом неуклонно сокращается. В большинстве случаях, для водообеспечения населения используются поверхностные и подземные воды.

Поверхностными источниками называют реки и озера, на долю которых приходится всего 0,01% от объема всей пресной воды на Земле. При этом большая ее часть находится в реках, и только 1,47% приходится на озера. Большинство рек на планете имеют такое течение, что обеспечить подачу воды из них естественным способом не представляется возможным. Поэтому, многие из них перекрыты плотинами, образующими искусственные открытые резервуары для хранения пресной воды, которые в ряде случаев используются для производства электроэнергии. [4]

Основные источники загрязнения воды.

Причин загрязнения достаточно много, и не всегда виной этому человеческий фактор (Таблица 1). Природные катаклизмы также наносят вред чистым водоемам, нарушают экологическое равновесие [8]

Таблица 1

Источники загрязнения воды

Нами проанализированы источники загрязнения воды, все данные, полученные из литературы и официальных сайтов, сведены в таблицу № 1, в которой возможно проследить, что источниками загрязнения воды являются как природные факторы, так и человеческий фактор. При этом отметим, что человеческий фактор наносит наибольший урон в качестве многочисленных источников загрязнения воды.

Показатели качества воды

Контроль качества водных ресурсов и сточных вод играет огромную роль в обеспечении личной безопасности.

Чтобы иметь возможность регулировать и контролировать качество питьевых ресурсов специалисты используют лабораторные методы анализа воды, основывающиеся на выявление физических и химических особенностей тестируемого образца. Они имеют чрезвычайную важность, поскольку позволяют предупредить загрязнение окружающей среды и ухудшение экологической остановки. Но их главная задача остановить развитие огромного числа заболеваний у населения, которые ежедневно контактируют и пьют некачественную воду. [10]

Все показатели качества воды подразделяются на:

органолептические показатели, к которым относятся запах, цвет, привкус и мутность воды;

химические показатели (содержание в воде различных химических макро- и микроэлементов);

бактериологические показатели.

В первую очередь следует сказать, что пригодная для употребления вода должна быть без запаха и не иметь посторонних привкусов. Наличие посторонних запахов или привкусов свидетельствует о присутствии в воде разнообразных соединений (газы, минеральные соли, органические вещества, нефтепродукты, микробы). По данным показателям допускается оценка до 2 баллов (ее осуществляют, нагревая воду до температуры 60 градусов по Цельсию). [10]

Если у воды есть оттенок, это говорит о превышении нормативных значений высокомолекулярных соединений почвенного характера, железа, загрязнений сточных вод. Оценку окраски воды проводят при помощи специальной платинокобальтовой шкалы. Максимально допустимое значение цветности воды составляет 20.

Следующим показателем качества воды является ее прозрачность. Если вода не прозрачна, это означает, что в воде присутствуют взвешенные частицы. Максимально допустимое значение мутности воды – 1,5 мг/л. [10]

Что касается химических показателей качества воды, то отдельно стоит сказать о следующих:

водородный показатель рН — показатель концентрации в воде ионов водорода. Величина этого показателя определяет фон водной среды: от кислого до щелочного. Нормальная величина рН для питьевой воды составляет 6-9;

общая минерализация или сухой остаток – показатель концентрации анионов, катионов и растворенных в воде органических веществ. Вода с повышенной минерализацией негативно воздействует на работу желудка, нарушает водно-солевое равновесие, в результате чего нарушаются метаболические и биохимические процессы в организме. Нормой сухого остатка считается величина максимум 1000 мг/л;

жесткость воды – содержание в воде солей кальция и магния (другое название этих элементов – соли жесткости). Чем их больше присутствует, тем жестче вода. Ученые установили, что, употребляя длительное время жесткую воду, человек существенно увеличивает шансы на инфаркт миокарда. Максимально допустимой считается жесткость воды 7 ммоль/л.

Также на качество воды влияет наличие в ней различных химических элементов. Их нормативные значения можно найти на сайтах организаций, осуществляющих проверку качества воды. Гигиеническое качество воды определяется вышеперечисленными показателями. Кроме того, вода должна иметь подходящий для определенного региона химический состав, не ухудшать биологическую ценность пищи и не содержать патогенных организмов и токсичных или радиоактивных веществ. [10]

Таким образом, показателями качества воды являются органолептические показатели, к которым относятся запах, цвет, привкус и мутность воды; химические показатели (содержание в воде различных химических макро- и микроэлементов) и бактериологические показатели.

Санитарные нормы питьевой воды

Проверка качества питьевой воды производится исходя из норм показателей по требованиям нормативных документов государств. В Таблице 2 представлены нормативы основных показателей качества по санитарным нормам СанПиН Российской Федерации. [11]

Таблица 2

Нормы качества питьевой воды СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода.

Изучив информационные источники, мы узнали, что санитарные нормы включают в себя органолептические показатели, обобщенные показатели, неорганические вещества, органические вещества. Руководствуясь данными Санитарными нормами, можно узнать качество питьевой воды из разных источников.

Общепринятые нормативы потребления воды в быту

Каждый месяц любая семья сталкивается с необходимостью выделять часть своего бюджета на оплату обязательных расходов, связанных с проживанием в квартире, и погашает счета по отоплению, электрике и так далее. По статистике третье место этого списка занимают траты, связанные с использованием воды для бытовых нужд.

Общепринятыми нормативами считаются следующие показатели, принятые за основу в большинстве регионов:

Объем воды для приготовления пищи и связанные с этим затраты на одну персону – 4 литра.

Гигиенические потребности, включая чистку зубов, мытье рук требуют расхода 6-8 литров в сутки.

Мытье посуды нуждается в объеме от 7 до 12 литров воды в сутки для одного человека.

Если дом оснащен ванной, то объем расходуемой воды составит 250 литров на одного человека.

При наличии душа этот показатель колеблется из расчета 15-20 литров в минуту. То есть, для непродолжительного мыться норма расхода воды составит до 200 литров в сутки.

На ополаскивание унитаза уходит до 15 литров.

Стирка – для ее проведения необходимо, согласно нормативам, около 100литров воды. [12]

Если следовать общепринятым нормам потребления воды, то на нашу семью, состоящую из трех человек, потребуется примерно 22 227,0 литров воды в месяц.

II Определение органолептических показателей

питьевой воды в домашних условиях

В домашних условиях можно дать оценку питьевой воде по цвету, запаху, осадку при кипячении или отстаивании, прозрачности.(приложение 4)

Цель практической работы: органолептическим способом определить качество питьевой воды.

Объектом исследования является вода, взятая из разных источников:

проба № 1 – из озера Байкала, города Бабушкина, Бурятия

проба № 2 – из подземного ключа, города Бабушкина, Бурятия

проба № 3 – из скважины, города Бабушкина, Бурятия

проба № 4 - водопроводная вода из МБОУ гимназии №3, г. Иркутск

проба № 5 – бутилированная негазированная вода «Волна Байкала», производитель ООО «Байкал-Инком», Иркутская область, Слюдянский р-н, г. Байкальск.

Исследование органолептических показателей воды по цвету, осадку при кипячении или отстаивании, запаху, вкусу, прозрачности.

Ход работы:

Анализ на цветность должен показать, какого цвета вода, прозрачная, замутненная, с каким-либо оттенком. Определяют это с помощью белого листа бумаги. При дневном свете надо поставить лист позади пробирок и внимательно посмотреть на цвет воды.

Анализ показал, что вода во всех пробах прозрачная.

Анализ на осадок показывает, есть ли в воде какие - либо частицы, хлопья и т.д. Различают как ничтожный, незначительный, заметный, большой.

Результат: в образцах номер 1 и 4 был выявлен незначительный осадок. В остальных образцах в воде осадка не оказалось.

Анализ на запах должен показать, присутствует ли какой - либо чужеродный запах. Различают - гнилостный, болотный, землистый и так далее. Запах определяется при комнатной температуре и при нагревании до 50-60 градусов. Силу запаха определяют по 5 бальной шкале.        

Результат: Во всех пробах запах не ощущается - 0 баллов.

Есть ещё один органолептический анализ – это вкус. Нужно попробовать воду на вкус.

Результат: вода во всех пробах - безвкусная.

Анализ на прозрачность определяет, насколько вода прозрачна. На листок со шрифтом необходимо поставить пустой стакан. Воду наливать в стакан постепенно, следя за чёткостью шрифта до тех пор, пока буквы станут плохо различимы. Высота столба воды, налитой в каждый стакан, выраженной в сантиметрах, явилась показателем прозрачности.                

Результат: вода прозрачна во всех пробах. Высота столба равна 12 см, через воду можно прочитать все буквы.

Таким образом, нами была проведена экспериментальная работа по определению органолептических показателей воды по цвету, осадку при кипячении или отстаивании, запаху, вкусу, прозрачности, взятой из пяти различных источников. Результаты данной экспериментальной работы представлены в Таблице 3. Данные результаты мы сравнили с показателями из санитарных норм и правил для питьевой воды: СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода.

Экспериментальная работа показала, что по органолептическим показателям вода по цвету, осадку при кипячении или отстаивании, запаху, вкусу, прозрачности, во всех пяти пробах, взятых из различных источников, соответствует СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода.

Таблица 3

Результаты органолептических исследований

питьевой воды в домашних условиях

Вывод: таким образом, все пять образцов по органолептическим показателям соответствуют СанПиНу 2.1.4.1074-01. Питьевая вода.

III Определение химических показателей питьевой воды

в домашних условиях

Целью следующей практической работы явилось определение химических показателей питьевой воды в домашних условиях с помощью тестов НИЛПА. Вся работа состояла из 3 этапов.

На первом этапе мы определяли содержание нитратов в воде. Тест называется «НИЛПА NO₃ нитрат тест» (приложение 3). Ход работы: В пробирку налили 5 мл воды, добавили 1 лопаточку порошка, перемешали, затем добавили 5 капель индикатора из флакона №1. Перемешали круговым движением руки. Добавили 5 капель индикатора из флакона №2, перемешали. Поместили мерные стаканчики на белый фон в центре цветовой шкалы на 5-7 минут.  Затем сопоставили цвет раствора с цветовыми секторами шкалы и определили уровень концентрации натрат-ионов в образцах.

На втором этапе определяли содержание нитритов в воде. Второй тест называется «НИЛПА NO₂ нитрит тест» (приложение 3). Ход работы: В пробирку налили по 5 мл воды, добавили 3 капли индикатора. Перемешали круговым движением руки. Поместили пробирки по очереди на белый фон в центре цветовой шкалы на 5-7 минут. Затем сопоставили цвет раствора с цветовыми секторами шкалы и определили уровень концентрации нитрит-ионов в образцах воды.

На третьем этапе мы определяли уровень кислотности воды (рН). Третий тест называется «НИЛПА pH тест» (приложение 3). Ход работы: В пробирки налили по 5мл воды, добавили 2 капли индикатора, перемешали круговыми движениями руки. Сопоставили цвет жидкости в пробирках с цветовой шкалой.

Результаты практической работы по определению химических показателей питьевой воды в домашних условиях с помощью тестов НИЛПА представлены в Таблице 4.

Таблица 4

Результаты химических исследований

питьевой воды в домашних условиях

Вывод: все пять образцов по химическим показателям, доступным на сегодняшний день, соответствуют СанПиНу 2.1.4.1074-01. Питьевая вода.

К сожалению, провести более полный анализ качества воды в домашних условиях не удалось по причине отсутствия определенного оборудования и химикатов.

IV Практическая работа по экономии воды в быту

Мы решили провести эксперимент в нашей семье: изучить расходы воды на разные хозяйственные нужды, личную гигиену.

Чтобы провести эксперимент, мы взяли ежедневно используемые потребности человека (приложение 5):

- приготовление пищи

- чистка зубов

- мытье посуды

- принятие ванны или душа

- стирка

Приготовление пищи

Для проведения этого эксперимента мы взяли семь картофелин (такое количество необходимо для приготовления супа), почистили под проточной водой.

В результате чистки картофеля мы истратили 6,0 литров воды.

Проведение анкетирования, результаты.

Для того чтобы узнать, знают ли мои одноклассники о показателях качества воды и о способах экономии воды в быту, мы провели опрос в классе (приложение №1, № 2). Было опрошено 22 ученика и 2 учителя, 14 человек из которых затруднялись ответить на некоторые вопросы.

Исходя из ответов, опрошенных, можно сделать выводы, что не все ученики моего класса знают о показателях качества воды и о том, как в домашних условиях можно их определить. Многие школьники недостаточно информированы о последствиях воздействия некачественной воды на организм каждого из нас.

Также не все знают о способах экономии воды, и большая часть просто не экономит воду. Многие выливают её без надобности, при чистке зубов, при стирке белья и т.д. У большинства из опрошенных нет водосчетчиков, а это важный бытовой прибор, благодаря которому мы можем видеть, сколько использовано воды на те или иные нужды. Специально для классного часа нами была разработана памятка – как экономить воду в быту (приложение 5).

С этой целью нами был проведен классный час в 7 Д классе о пользе и экономии воды в быту.

Заключение

Исходя из цели и задач моей работы, мы:

Изучили информационные источники по исследуемой теме.

Определили органолептические показатели питьевой воды из разных источников в домашних условиях (цветность, осадок, запах, вкус, прозрачность).

Определили химические показатели питьевой воды из разных источников в домашних условиях (нитраты, нитриты, кислотность).

Изучили способы экономии воды в быту, и применить их в реальной жизни.

Провели подсчет сэкономленных денежных средств в результате экономии воды.

Провели анкетирование среди одноклассников, сделать выводы

Провели классный час в 7-Д классе о пользе и экономии воды.

Вода жизненно необходима. Сегодня, как никогда, нашему организму очень важно получать чистую воду со сбалансированным минеральным составом. Без всякого преувеличения можно сказать, что высококачественная вода, отвечающая санитарно-гигиеническим и эпидемиологическим требованиям, является одним из непременных условий сохранения здоровья людей.

Рациональное потребление воды, охрана от загрязнений — главные задачи человечества. Пути решения экологических проблем по загрязнению вод ведут к тому, что, прежде всего большое внимание следует уделять сбросам опасных веществ в реки. В промышленных масштабах необходимо усовершенствовать технологии по очистке сточных вод.

Большую роль в решении экологических проблем играет воспитание подрастающего поколения. С ранних лет необходимо приучать детей к уважению, любви к природе. Внушать им, что Земля — наш большой дом, за порядок в котором ответственен каждый человек.

Проведя исследования, я могу сделать вывод, что качественная питьевая вода имеет огромную роль в жизни каждого человека. И если использовать элементарные способы экономии воды, то можно значительно сэкономить водные ресурсы, а также семейный бюджет!

Список информационных источников:

Колтун М.М. Мир химии/ - М.: Просвещение, 2009

Куклина Н.Г. «Озеро Байкал – жемчужина Сибири» ООО Экспресс-издательство, г. Чита,2010г

Суслов. Б. Н. «Вода», Ахманов М. «Невский проспект» 2002г.

Энциклопедия "Мир вокруг нас". М., 2000

Аральское море и причины его гибели [электронный ресурс: lifeglobe.net]

Вода в жизни человека [электронный ресурс: http://stilkorvet.ru/voda-istochnik-zhizni-na-zemle]

Водные ресурсы [электронный ресурс: http://www.hintfox.com/article/voda--osnova-zhizni-na-zemle.html]

Загрязнение воды: причины и последствия [электронный ресурс: https://naturae.ru/ekologiya/ekologicheskie-problemy/zagryaznenie-vody.html]

Методы очистки воды [электронный ресурс:ifezone.su/obzor-sposobov-i-metodov-ochistki-pitevojj-vody]

Основные показатели качества воды [электронный ресурс: http://vodeco.ru/general-water/osnovnie-pokazateli.html]

СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода [электронный ресурс: http://docs.cntd.ru/document/901798042]