VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Стоит ли платить за питьевую воду?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Гречкина Д.В. 1

---

1МОАУ «СОШ №76»

Цыпуштанова В.А. 1

---

1МОАУ СОШ №76

Работа в формате PDF

2.7 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность. Несколько занятий на уроке Окружающий мир, были посвящены загрязнению воды, методах ее очистки и влиянию на организм человека. И позже я начала задумываться о том, что именно содержится вредного в воде и почему эти вредные вещества так плохо влияют наш организм? Оказывается, для того чтобы хорошо себя чувствовать, человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду. Качественная питьевая вода – это вода, не содержащая примесей, вредных для здоровья человека. Она должна быть без запаха и цвета и безопасна при длительном ее употреблении.

После я не раз замечала, что многие воду не пьют из–под крана, в школе всегда стоит бойлер, где мы всегда пьём воду. На улице я так же видела, что многие люди несут вечером домой бутылки купленной воды, кто–то заказывает воду, и ему привозят домой. И вся эта вода стоит определенную сумму денег. Ещё я замечала, что у меня волосы в городе выпадают больше, чем тогда, когда я в гостях на каникулах у бабушки. И мне очень стало интересно, какие самые вредные вещества находятся в воде городской воде и почему вода из-под крана вредна. А так же узнать, действительно ли она так вредна, что стоит её покупать?

На сегодняшний день состояние воды неутешительно. Но нельзя пренебрегать актуальностью этой проблемы. Необходим регулярный и тщательный анализ воды: в результате производственной деятельности человека изменяется состояние природной среды; чтобы проследить влияние антропогенных источников загрязнения окружающей среды, исследователи проводят систематические наблюдения за изменением состояния воды.

Таким образом, питьевая вода должна быть не только бактериологически и химически безопасной, но и содержать полезные для человека минералы. В соответствии с этим, актуальность проблемы качества питьевой воды как в глобальном масштабе, так и в рамках отдельно взятого региона или населенного пункта, не вызывает никакого сомнения.

Проблема. Исходя из вышесказанного, я считаю, что проблема качества питьевой воды для людей наиболее важна, так как человек ежедневно использует её. Чтобы убедиться, что питьевая вода пригодна для употребления, я решила изучить свойства и качества питьевой воды.

Объект исследования: питьевая вода.

Предмет исследования: определение качества питьевой воды.

Целью данного исследования явилась оценка качества питьевой воды.

Исходя из поставленной цели, мной были определены следующие задачи:

1. Изучение литературных источников о свойствах воды и экологических проблемах.

2. Определение некоторых химических показателей в питьевой воде: содержание хлоридов, органических веществ, определение водородного показателя.

3. Анализ результатов исследования, выявление наиболее «безопасной» питьевой воды.

4. Ответить на вопрос действительно необходимо трать деньги на покупку артезианской воды и фильтров для очистки?

Практическая значимость исследовательской работы. Данная исследовательская работа позволит получить информацию о качестве питьевой воды в некоторых районах г. Оренбурга, а также вода, профильтрованная в кувшине – фильтре и артезианская. Возможность использования материалов исследования для освещения темы среди учащихся школы №76 и местных жителей, в пропаганде применения экологических знаний в повседневной жизни. Результаты исследовательской работы могут заинтересовать многих, кого волнует данная проблема, они могут быть использованы в целях сохранения собственного здоровья и заботы о нем.

Гипотеза исследования: предполагаю, что не каждая питьевая вода может быть рекомендована к употреблению вследствие присутствия в ней нежелательных примесей.

Глава 1. Теоретическая часть

1.1. Вода – источник жизни

Вода необходима человеку для жизни. Он может отказаться от употребления любого продукта: мяса, рыбы, не есть разные овощи и фрукты, хлеб, но не пить воду он не может. Ежедневно для нормально функционирования взрослому организму необходимо выпивать около 2 литров, маленькому ребенку примерно 30 г на 1 кг веса. Эти нормы известны многим людям, но мало кто знает: какой вред причиняют примеси, загрязняющие воду. В ней можно насчитать более 70 000 разнообразных веществ, каждое из которых по–своему влияет на организм. Самый распространенный способ выявить примеси, загрязняющие воду, – просто отстоять ее в течение нескольких часов. Скорее всего, результат этого эксперимента будет один – выпадет осадок, и это только крупные примеси, которые можно оценить невооруженным взглядом. С таким явлением бороться очень легко, достаточно приобрести фильтры механической очистки и сеточки мембраны на кран [2. С. 49].

Еще один простой эксперимент, позволяющий увидеть загрязняющие примеси в воде – это осмотреть нагревающие элементы после кипячения воды. Накипь на них свидетельствует о содержании солей кальция и магния. Эти вещества накапливаются в почках и способствуют образованию камней. Для борьбы с накипью, в чайник достаточно налить уксусной или лимонной кислоты. Это отличный метод профилактики, но не постоянной борьбы, лучше перед кипячением очистить воду при помощи фильтра. Но еще больше загрязняющих примесей увидеть невозможно. Именно они хранят в себе наибольшую потенциальную опасность.

В нашей стране приняты санитарно – эпидемиологические требования к питьевой воде, которые регулируют содержание загрязняющих примесей. Обеспечивать соблюдение данных стандартов должны жилищно–коммунальные службы. Самым распространенным способом водоочистки от опасных микроорганизмов является хлорирование. С его помощью вода окисляется и обеззараживается, однако есть и обратная сторона данного процесса. Переизбыток хлора в воде может спровоцировать онкологические заболевания, артериосклероз, поражение сердечно–сосудистой системы, привести к снижению иммунитета. Взаимодействуя с растворенными в воде веществами, образуются опасные соединение и канцерогены, которые наносят еще больший вред. Поэтому после проведения хлорирования необходима глубокая фильтрация, которая сможет вывести загрязняющие примеси.

Стандарты качества регулируют содержание в воде таких опасных веществ как железо, бор, бром, йод, кадмий и прочие, которые в минимальных количествах, ограниченными нормами, не вредят организму человека, а вот при их превышении могут быть самые серьезные последствия [3. С. 51].

Так переизбыток железа может привести к аллергическим реакциям, марганца – расстройствам в функционировании центральной нервной системе, кадмий поражает печень, почки приводит к нарушению кальциево– фосфорного обмена [4. С. 91].

Существует один самый надежный способ борьбы, который устранит примеси, загрязняющие воду – это система водоочистки и водоподготовки. Они надежно защитят Вас и вашу семью от вредного воздействия. Чистая питьевая вода подарит только радость и здоровье. Не стоит доверять себя коммунальным службам, лучше брать все в свои руки, тем более, что на рынке существует огромное разнообразие фильтрующих установок как для домашнего, так и для промышленного использования [11. С. 12].

Многие вредные примеси в воде результат нашего невнимательного, небрежного отношения к природе. Развитие научно–технического прогресса приводит к загрязнению водоисточников. На Земле практически не осталось чистой питьевой воды пригодной к употреблению без предварительной очистки. Сброс производственных отходов, сточных вод, техногенные катастрофы, употребление химикатов в сельском хозяйстве ведут к уничтожению окружающей среды. И все это приводит к уничтожению растений, животных, рыб [5. С. 4].

Крупные механические примеси (песок, глина, частицы ржавых железных труб, отложения минералов), содержащиеся в воде, выводят из строя дорогостоящие бытовые приборы, сантехнику. Их достаточно просто удалять, необходимо поставить в месте водозабора специальный фильтр первичной очистки с мелкой сеточкой и периодически промывать ее.

Повышенное содержание железа в питьевой воде приводит к заболеваниям печени и сердца. Жизнедеятельность железистых бактерий и окислительные процессы выводят из строя водопроводные трубы и бытовую технику. Можно поставить отдельный фильтр для устранения этой проблемы, но лучше установить систему очистки воды для дома [10. С. 31].

Переизбыток кальция и магния – это жесткая вода. При нагревании до высоких температур, осажденные соли этих металлов образуют накипь. Поэтому следует использовать фильтры умягчители [6. С. 105].

Присутствие бактерий и микроорганизмов приводит к заболеваниям желудочно–кишечного тракта, особенно опасным для детей. Хлор и хлороорганика попадают в воду при хлорировании водопроводной воды. Переизбыток приводят к поражениям почек, печени, нервной, иммунной, сердечно – сосудистой системы, вызывают аллергию [8. С. 82; 9. С. 101].

Нельзя ждать, чтобы вредные примеси попадали вместе с водой в дом. Лучше всего воздвигнуть надежную преграду в виде хорошей системы водоочистки. Существует мнение, что при фильтрации из воды удаляются и полезные микроэлементы. Но лучше удалить все вредное вместе с мизерным количеством полезного. А все что необходимо организму для нормального существования, человек получает из пищи [7. С. 201].

Глава 2. Практическая часть

2.1. Материал и методы исследования

Исследования были проведены на базе МОБУ «СОШ №76» и ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет». Исследования проводились в период сентябрь-ноябрь 2019 года.

Отбор проб воды был произведен в районах г. Оренбурга:1 проба – вода из централизованных источников водоснабжения Школы №76;

2 проба – вода из централизованных источников водоснабжения Степного района;

3 проба – фильтрованная вода (с помощью бытового фильтра «Аквафор»)

4 проба – артезианская вода

Из кранов отбор воды производился после свободного спуска воды при полном открытии крана в течение 10 минут [1. С. 49]. Пластиковую тару для забора воды из крана ополоснули этой же проточной водой, пластиковую тару для забора фильтрованной воды ополоснули фильтрованной водой, после чего аккуратно налили воду в соответствующую емкость. Налили воду доверху, плотно закрутили бутылку крышкой. Пробы воды были исследованы в лаборатории.

2.1.1. Определение органолептических свойств воды

Определение органолептических показателей воды является важным этапом ее анализа на пригодность для питья и санитарных нужд. Органолептическими свойствами воды называются те ее параметры, которые воспринимаются органами чувств человека и оцениваются по интенсивности их восприятия. К ним относятся вкус и привкус, запах, окраска, мутность и др. Хорошие органолептические свойства воды положительно влияют на организм человека.

Определение запаха воды

Запах воды определяли при комнатной температуре. Открывали бутыль, в которой была доставлена проба, и слегка вдыхали воздух у самого её горлышка. Характер и силу запаха (при 20⁰С не должна превышать двух баллов) оценивали по пятибалльной шкале. 

Определение прозрачности воды

Исследуемую воду взбалтывали и доверху наливали в бесцветный цилиндр, разделенный по высоте на сантиметры и с зажимом. Под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна помещали специальную градуировку и пытались различить буквы через столб воды. Высота столба воды в сантиметрах указывает на степень ее прозрачности. Питьевая вода должна иметь прозрачность не ниже 30 см.

Определение цвета воды

Для определения цветности воды исследуемую воду налили в стеклянный цилиндр и рассмотрели ее на фоне белого листа бумаги при дневном освещении сверху и сбоку. Воду характеризуют так: бесцветная, светло– желтая, темно– желтая, бурая и т.д.

2.1.2. Определение качества воды методами химического анализа

При химическом исследовании воды устанавливают наличие или отсутствие в ней химических примесей.

Определение реакции воды (рН) с помощью универсальной индикаторной бумаги. Водородный показатель – это единица активности иона водорода, он считается наиважнейшей характеристикой питьевой воды, отвечает за баланс щелочей и кислот в организме человека.

  В целом вода с pH меньше 7 считается кислой, а с рН больше 7 – щелочной. Питьевая вода должна иметь слабощелочную или нейтральную реакцию (от 6,5 до 8).

Методика определения: Качественную реакцию воды определяли с помощью универсальной индикаторной бумаги. В четыре пробирки наливали исследуемой воды, смачивали полоску индикаторной бумаги в образцах и сравнивали окраску с эталонной шкалой, на которой показаны различные цвета и соответствующая им цифра.

2.1.3. Обнаружение органических веществ

В природной воде всегда присутствуют органические вещества. Органические вещества в природных водах – продукты растений и животных, населяющих водную среду, представленные соединениями углерода с другими элементами. Методика определения: в каждую пробирку с исследуемыми образцами воды прибавляли по капле 5% раствор перманганата калия КMnO₄. Исчезновение окраски в исследуемой воде указывает на присутствие в ней органических веществ.

2.1.4. Определение хлорид–ионов Cl^–

Хлориды – это соли соляной кислоты, являются составной частью большинства природных вод. В питьевой воде содержание хлоридов не должно превышать 350 мг/л.

Методика исследования: К 5 мл каждого образца исследуемой воды добавляли 3 капли 10% раствора нитрата серебра AgNO₃, подкисленного азотной кислотойHNO₃. Образуется осадок или муть.

слабая муть – 1– 10 мг/л,

сильная муть – 10 – 50 мг/л,

хлопья – 50 – 100 мг/л,

белый творожистый осадок > 100 мг/л.

2.2. Результаты исследования

2.2.1. Результаты исследования органолептических показателей проб воды

Анализ органолептических показателей показал (табл. 1), что фильтрованная и артезианская вода имеет лучшие результаты по органолептическим показателям.

Таблица 1. Результаты определения органолептических показателей проб воды

В воде из централизованных источников водоснабжения Центрального района отмечается едва уловимый запах хлора, что является допустимым. В исследуемой пробе Степного района определяется более заметный хлорный запах.

2.2.2. Результаты химического анализа питьевой воды

Исследование химического состава проб воды показало разную степень их загрязнения (табл. 2):

показатель величины pH в пробе водопроводной воды Степного района составил 5,5, Центрального района – 6,0, величина рН фильтрованной воды – 6,5, артезианской – 7,0. рН воды Артезианской и фильтрованной воды находятся в допустимых значениях, а рН воды Степного и Центрального района несколько ниже нормы (сдвиг рН в кислую сторону). Причиной этому может послужить наличие органических веществ в пробе воды.

Таблица 2. Результаты определения химических показателей проб воды

в пробе воды Центрального и Степного района г. Оренбурга обнаружены органические вещества и хлориды, артезианской и фильтрованной воды следов нет. Примеси органических веществ – результат серьезного износа и плохого состояния водопроводных сетей и как следствие «вторичного загрязнения» воды в водопроводных сетях.

После проведения анализов и получения результатов, я поняла какие вредные вещества содержатся в воде, но все равно было не до конца понятно, а если я буду пить воду из–под крана, то, что я сразу заболею?

С данным вопросом мы решили обратиться к доценту, кандидату биологических наук кафедры физиологии ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Котковой Татьяне Вячеславовне. Татьяна Вячеславовна рассказала о вреде и пользе хлора и других вредных примесей.

Я узнала, что хлор обязательно необходим в питьевой воде, что благодаря ему происходит обезвреживание вредных микробов и они не попадают внутрь организма. Оказывается, в давние времена, когда не хлорировали воду, многие люди умирали от страшных болезней. Татьяна Вячеславовна рассказывала это своим студентам на занятии, где я тоже присутствовала и всё записала для своего проекта.

Особенно интересно, что хлор – это яд, и его большое количество в воде тоже очень вредно, когда мы пьём воду из-под крана. Учёные медицинского университета тоже изучали проблемы, связанные с питьевой водой, и установили, что много органов страдают при употреблении плохой воды. Страдают не только органы пищеварения, но и хлор может стать причиной болезни сердца, повышенного давления. Он сушит кожу и я тоже вспомнила ощущения после бассейна, когда кожа как будто стягивается, разрушает структуру волос на своём примере вспомнила, что в городе волосы чаще выпадают, становятся ломкими, тусклыми, безжизненными, а когда я в деревне у бабушки на каникулах мою волосы, они не выпадают и становятся более густыми и красивыми, хлор раздражает слизистую оболочку глаз.

Выводы

На основании результатов, полученных в ходе исследования, можно сделать следующие выводы:

Изучена специальная литература по теме исследования.

Исследованы собранные образцы питьевой воды по органолептическим и химическим показателям.

Лучшие показатели качества изученных нами образцов питьевой воды – у фильтрованной и артезианской. Водопроводная питьевая вода Центрального района (школы №76) и Степного района г. Оренбурга имеет низкий рН, содержит органические вещества и не рекомендуется нами к употреблению без дополнительной очистки.

Гипотеза доказана, не все питьевые воды являются «безопасными» для человека, так как могут содержать химические примеси, наносящие вред здоровью.

Поэтому отвечая на вопрос проекта: Стоит ли платить за питьевую воду? Можно с уверенностью сказать, что да, для сохранения своего здоровья!

Практические рекомендации

1. Для того чтобы избавиться от хлора, воду перед употреблением надо либо отстаивать в открытом сосуде не менее 1 часа, либо кипятить. Газообразный хлор полностью улетучивается из открытого сосуда. Соли хлора хорошо выпадают в осадок при замораживании и последующем размораживании.

2. Улучшить качество питьевой воды в школе можно с помощью фильтров. Фильтрование считается самым эффективным и современным способом очистки воды.

3. Артезианская вода так же безопасна и её можно рекомендовать для употребления школьникам.

Список литературы

Афанасенко Л.В. Вода питьевая. Методы анализа / Л.В. Афанасенко. – М.: Наука, 1996. – 228 с.

Красовский В.Н. Гигиеническая оценка вредных веществ в воде / В.Н. Красовский // Экология и жизнь. – 2017. – №8. – С. 10.

Попова Т.А. Экология в школе. – М., 2015. – 64 с.

Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России / В.Ф. Протасов // Учебное и справочное пособие. М.: – Наука, 2012. – 665с.

Речкалова Н.И., Сысоева Л.И. Какую воду мы пьём / Н.И. Речкалова, Л.И. Сысоева // Химия в школе. – 2014. – №3. – С.5.

Розанов С. Общая экология / С. Розанов. – М.: Лань, 2005. – 288 c.

Федорос Е.И., Нечаева Г.А. Экология в экспериментах. – М, 2016. – 384 с.

Шустов С.Б., Шустова Л.В., Горбенко Н.В. Химические аспекты экологии / С.Б. Шустов, Л.В. Шустова, Н.В. Горбенко // учебное пособие для учащихся старших классов общеобразовательных организаций. Курс по выбору. М.: Русское слово – учебник, 2015. – 240 с.

Школьный экологический мониторинг. Учебно–методическое пособие / Под ред. Т.Я. Ашахминой.– М.:АГАР, 2000. – 385 с.

Хочу все знать!: Большая иллюстрированная энциклопедия интеллекта / Пер. с англ. А. Зыковой, К. Молькова, О. Озеровой. – М.: Эксмо, 2007.– 440 с.

Природа Оренбургской области [Электронный ресурс] – 2012 // Подземные воды Оренбургской области: Официальный сайт. – URL: http://oren–icn.ru/index.php/enzoren/klimatwater/1630–2012–04–09–07–47–36 (дата обращения 29.09.2019).