Проблемы питьевой воды в школе

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ
ЗАПАДНОЕ ОКРУЖНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
Государственное бюджетное образовательное учреждение
Средняя общеобразовательная школа №806
Проблемы питьевой воды в школе
Секция Естествознание
Проектно-исследовательская работа
Тарасенкова М.Г ,9 класс
Руководитель проекта:
Абашкина И.В.,
учитель биологии
Консультант:
ГуляеваВ.И.,
учитель химии
2015
1
Содержание.
1.Введение
2.Роль воды для жизни на Земле
3.Требования к питьевому режиму в школе
4.Химческий анализ бутилированной, водопроводной и фильтрованной воды
5.Альтернативные приборы для получения питьевой воды
6.Выводы
2
Актуальность: Питьевой режим в общеобразовательном учреждении - это
важно, ведь здоровье школьников напрямую зависит от качественного
обеспечения их водой. Более того, доказано, что умственная деятельность
также зависит от количества и качества потребляемой воды.
Цель проекта: Привлечь внимание администрации к проблемам питьевой
воды в школе.
Задачи:
1.Изучить организацию питьевого режима в школе.
2.Провести в школьной лаборатории химический анализ водопроводной
воды, воды из кулера.
3.Проанализировать источники вторичной обработки питьевой воды и
выбрать наиболее оптимальный вариант для общеобразовательного
учреждения, разбирая конкретные примеры.
Методы исследования: Сравнение, обобщение, описание, анализ
3
Земля в трещинах из-за засухи,
Водопой пересох, луга жухлые,
Раскаленное в небе солнышко…
И ни облачка, что ж про тучки-то?
Обезвожены, обездвижены
Истощенные все животные,
Из краев улетели все птицы,
Не услышишь их шумного гомона.
К небесам поднимаем головы:
Ты за что на нас, небо, прогневалось?
Нам бы дождика, лужи с волнами,
Чтоб земля снова в зелень оделась бы.
(автор Тарасенкова М.)
Ужасная картина, не правда ли?
Рассматривая изображения, на которых показана засуха, мы можем отметить,
что все они схожи: местность и все живые существа кажутся
безжизненными. Эту особенность можно расценивать как скудность
фантазии художников, но это всего лишь правда. Все мы говорим: «Значение
воды для нашей жизни невозможно переоценить!», но на самом деле вода не
просто важна для жизни. Это – сама жизнь.
4
Ни для кого из нас не секрет, что вода не всегда бывает чистой, не всегда
бывает качественной. Так что ж получается, у нас качество жизни страдает?
Да, иногда бывает и так. И это исправимо. Но каким образом?
Вот на этот вопрос мы и попытаемся найти ответ. И далеко идти нам не
придётся, ведь все ответы, как водится, находятся рядом с нами.
Возможно, наши действия немного прояснят картину и даже помогут её
улучшить. А может, в наших поисках мы сможем найти наиболее
оптимальный путь обращения с водой? Мы ведь стремимся не только к
качеству, но и к удобству тоже.
Кто знает, может, мы сможем сделать жизнь немного лучше?..
А. Де Сент-Экзюпери: «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя
невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое.
Нельзя сказать, что ты необходима для жизни! Ты сама жизнь! Ты
наполняешь нас радостью, которую не объяснишь нашими чувствами. С
тобой возвращаются к нам силы, с которыми мы уж простились. По твоей
милости в нас вновь начинают бурлить высохшие родники нашего сердца. Ты
самое большое богатство на свете…»
Согласно Всеобщей декларации прав человека, право на чистую воду, её
охрану и информацию о качестве воды – одно из основных прав,
защищающих человеческое здоровье и жизнь.
Воду нужно ценить и беречь, ведь стоит помнить, что мировые запасы
пресной воды не увеличиваются, а потребление растет. В мире 70% пресной
воды расходуется на сельскохозяйственные нужды. Так, например, при
выращивании 1 тонны пшеницы расходуется 1,5 тыс. т. воды, а на
промышленность расходуется ещё больше драгоценной влаги.
На
производство одной тонны бумаги требуется 200 т воды.
Большая часть воды, особенно в развивающихся странах, не подвергается
очистке в производстве. В связи с этим ООН объявила 22 марта Всемирным
днем воды, в котором участвуют ученые, исследователи, политические
деятели разных стран с целью решить проблему очистки сточных вод.
Однако когда мы говорим о воде, мы говорим не только о глобальных
проблемах нашего мира. Сложно забыть, что сам наш организм состоит из
воды на 70-75%. Немного суровых фактов:
5
- В среднем за всю жизнь (при ее продолжительности 70 лет) человек
потребляет и выделяет около 80000 кг воды;
- При потере 6% воды от массы тела учащается сердцебиение и дыхание,
появляются слабость и головокружение;
- При потере воды около 25% от массы тела человек погибает.
Наш мозг имеет желеобразное состояние и состоит из воды на 90%, кровь на 95%. У нас в организме 5л крови, 2л лимфы, 35-40 л внутри и
межклеточной жидкости. Лиши нас этого, и что будет? Думаю, вы уже
поняли.
За год человек пропускает через свой организм около 1000-1700 л питьевой
воды, в которой насчитывается более 2000 канцерогенных и мутагенных
соединений. Неудивительно, что 85% всех заболеваний передаются именно
через воду.
Это, впрочем, не единственная проблема. Есть ещё такая вещь, как
«оптимальный рацион», который в общем-то охарактеризовать довольно
просто: все о нём слышали, но никто его толком не соблюдает.
Ежедневный рацион должен соответствовать природному построению в
процентном соотношении. Если это не будет соблюдаться хотя бы несколько
дней, то произойдёт сбой, организм заболеет. Изменится гомеостаз,
нарушится биологическое равновесие. Если это продолжится в течение
месяца, то обеспечена целая сеть болезней. Если же организм обезвожен
постоянно, то это ведёт к мучительной смерти. Хронический недостаток
воды в тканях служит причиной большинства болезней.
Вода, будучи растворителем, регулирует все функции организма, то есть,
получается, вся наша жизнь зависит от рационального её использования. Но
что же такое «рациональное использование воды»? На самом деле, оно
далеко не так сложно, как кажется.
6
Не стоит забывать, что организм нуждается минимум в 6-8 стаканах воды в
день. Оптимально утром выпить два стакана воды, а также за полчаса до еды
и через два с половиной часа после еды. Не помешает и стакан перед сном.
Желательно пить столько воды, чтобы моча стала бесцветной. На 10 стаканов
воды нужно употреблять 3 г соли.
Физиологическая норма потребления воды –
ежедневно.
30-40г на 1кг живого веса
Что ж, мы рассмотрели основные физиологические нормы и даже пару
советов по поддержанию оптимального питьевого рациона. Но что же насчёт
его поддержания в конкретных условиях? Например, в образовательных
учреждениях?
Чтобы увидеть, как оно должно быть, следует рассмотреть соответствующий
документ.
Постановлением
Российской
СанПиН
X. Требования
Главного
Федерации
к
государственного
санитарного
врача
от
23.07.2008
N
45
2.4.5.2409-08
организации
питьевого
режима
10.1. В образовательных учреждениях должно быть предусмотрено
централизованное
обеспечение
обучающихся
питьевой
водой,
отвечающей гигиеническим требованиям, предъявляемым к качеству воды
централизованных
систем
питьевого
водоснабжения.
10.2. Питьевой режим в образовательном учреждении может быть
организован в следующих формах: стационарные питьевые фонтанчики;
вода,
расфасованная
в
емкости.
10.3. Должен быть обеспечен свободный доступ обучающихся к питьевой
воде в течение всего времени их пребывания в образовательном учреждении.
10.4. Конструктивные решения стационарных питьевых фонтанчиков
должны предусматривать наличие ограничительного кольца вокруг
вертикальной водяной струи, высота которой должна быть не менее 10 см.
7
10.5. При организации питьевого режима с использованием бутилированной
воды образовательное учреждение должно быть обеспечено достаточным
количеством чистой посуды (стеклянной, фаянсовой - в обеденном зале и
одноразовых стаканчиков - в учебных и спальных помещениях), а также
отдельными промаркированными подносами для чистой и использованной
стеклянной или фаянсовой посуды; контейнерами - для сбора
использованной
посуды
одноразового
применения.
10.6. При использовании установок с дозированным розливом питьевой
воды, расфасованной в емкости, предусматривается замена емкости по мере
необходимости,
но
не
реже
1
раза
в
2
недели.
10.7. При отсутствии централизованного водоснабжения в населенном
пункте организация питьевого режима обучающихся осуществляется только
с использованием воды, расфасованной в емкости, при условии
организации
контроля
розлива
питьевой
воды.
10.8. Бутилированная вода, поставляемая в образовательные учреждения,
должна иметь документы, подтверждающие ее происхождение, качество и
безопасность.
Стандарты выглядят довольно внушительно, да вот только не всегда
реальность подобным стандартам соответствует. Чтобы не бросаться
пустыми словами, давайте рассмотрим реальный пример, за которым, как
уже было сказано, далеко отправляться и не нужно.
Наша школа обеспечивает обучающихся кипяченой водой в столовой и
водой из кулеров.
Количество кулеров - 32, приобретены они в 2009 году, стоят в среднем от
3000 до 5000 рублей.
Для заправки каждые 2 недели закупается бутилированная вода «Троица
«Зеленоградского источника. Каждая бутыль стоит от 200 до 220 рублей.
Одна поставка обходится в сумму от 6000 до 9000 рублей. В год,
соответственно, выходит около 40000-50000 рублей в зависимости от
количества поставок.
8
Однако воды не всегда хватает. Это зависит от температуры в помещениях и
других факторов.
Эта вода имеет сертификат.
При использовании данной воды в разных классах было замечено большое
количество осадков в виде белых хлопьев. И не только это. Воду оставляли
на подоконнике в прозрачных стаканах, и (вот так казус!) она зазеленела, что
свидетельствует о наличии в ней органолептических веществ.
Именно поэтому мы решили провести химический анализ воды при помощи
доступных нам методов и реактивов, которые имеются в школьной
химической лаборатории.
Методика исследования.
В настоящее время существуют пять основных условных показателей
качества питьевой воды:
1.Химические. По ним определяется состав и количество химических
веществ и элементов, которые образовались после обработки воды перед
подачей её в водопроводы. В частности определяется содержание в ней
остаточного свободного хлора, серебра и хлороформа.
9
2.Органолептические. Они отвечает за внешние данные: запах, цвет,
прозрачность.
3.Токсикологические. С их помощью контролируется отсутствие или
наличие в воде в пределах допустимых норм таких опасных веществ как
фенолов, свинца, алюминия, мышьяка, пестицидов.
4.Микробиологические. По ним производят определение отсутствия в воде
опасной микрофлоры.
5.Общие, в первую очередь влияющие на органолептику воды. С их
помощью определяются такие параметры как общая жёсткость, отсутствие
нефтепродуктов, допустимые пределы по железу, нитратам, марганцу,
кальцию, магнию, сульфидам, уровню pH.
Химические эксперименты.
Опыт 1. Обнаружение катионов свинца.
Реагент: хромат калия (10 г K2CrO4 растворить в 90 мл H2O).
Условия проведения реакции.
1. pH = 7,0
2. Температура комнатная.
3. Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и аммиаке.
Выполнение анализа.
В пробирку помещают 10 мл пробы воды, прибавляют 1 мл раствора
реагента. Если выпадает желтый осадок, то содержание катионов свинца
более 100мг/л:
𝑃𝑏 2+ + 𝐶𝑟𝑂42− =
𝑃𝑏𝐶𝑟𝑂4
↓
желтый
Если наблюдают помутнение раствора, то концентрация катионов свинца
более 20 мл/л, а при опалесценции – 0,1 мг/л.
Опыт 2. Обнаружение катионов кальция.
Реагенты: оксалат аммония (35 г (NH4)2C2O4 растворить в воде и довести до 1
л); уксусная кислота (120 мл ледяной CH3COOH довести дистиллированной
водой до 1 л).
10
Условия проведения реакции.
1. pH < 7,0
2. Температура комнатная.
3. Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и солях аммония.
Выполнение анализа.
К 10 мл пробы воды прибавляют 3 мл уксусной кислоты, затем вводят 8 мл
реагента.
Если выпадает белый осадок, то концентрация ионов кальция 100 мг/л:
𝐶𝑎2+ + 𝐶2 𝑂42− =
𝐶𝑎𝐶2 𝑂4
↓
белый
Если раствор мутный – концентрация ионов кальция более 1 мг/л, при
опалесценции – более 0,01 мг/л.
Опыт 3. Обнаружение катионов железа.
Реагенты: тиоцианат аммония (20 г NH4CNS растворить в дистиллированной
воде и довести до 100 мл); азотная кислота (конц); перекись водорода (ω (%)
= 5 %).
Условия проведения реакции.
1. pH < 3,0
2. Температура комнатная.
3. Действием пероксида водорода ионы Fe(II) окисляют до Fe(III).
Выполнение анализа.
К 10 мл пробы воды прибавляют 1 каплю азотной кислоты, затем 2-3 капли
пероксида водорода и вводят 0,5 мл тиацианата аммония.
При концентрации ионов железа более 2,0 мг/л появляется розовое
окрашивание, при концентрации более 10 мг/л окрашивание становится
красным:
𝐹𝑒 3+ + 3𝐶𝑁𝑆 − =
11
𝐹𝑒(𝐶𝑁𝑆)3
красный
Опыт 4. Обнаружение хлорид-ионов.
Реагенты: нитрат серебра (5 г AgNO3 растворить в 95 мл воды); азотная
кислота (1:4).
Условия проведения реакции
1. pH < 7,0
2. Температура комнатная.
Выполнение анализа.
К 10 мл пробы воды прибавляют 3-4 капли азотной кислоты и приливают 0,5
мл раствора нитрата серебра.
Белый осадок выпадает при концентрации хлорид-ионов более 100 мг/л:
𝐶𝑙 − + 𝐴𝑔+ =
𝐴𝑔𝐶𝑙
↓
белый
Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид-ионов более
10 мг/л, опалесценция – более 1 мг/л.
При добавлении избытка аммиака раствор становится прозрачным.
Результаты опытов.
Для работы использовали: образец №1 - вода из кулера, образец №2 водопроводная вода, образец №3 – фильтрованная вода.
Исследуемый
Образец 1
Образец 2
характер
изменений
Органолептические Белые хлопья Слабое
12
Образец3
Без
свойства после 6 на
дней отстоя
поверхности
Осадки
на
дне
Осаждение ионов Изменения
хлора
отсутствуют
Обнаружение
Осадок
катионов свинца
желтоватого
цвета
Обнаружение
Коричневое
катионов железа
кольцо
на
поверхности
Содержание
Значительное
карбонатов
выделение
углекислого
газа
Содержания
Большое
магния и кальция
количества
осадка
изменение
прозрачности
изменений
Слабая муть
Изменения
отсутствуют
Без изменений Без
изменений
Слабо розовое
кольцо
на
поверхности
Малозначимое
выделение
углекислого
газа
Осадок
присутствует
Без
изменений
Малое
выделение
углекислого
газа
Осадок
малозаметный
Вывод: в данных водопроводной и бутилированной воде наблюдается
содержание ионов железа, магния и калия. При отстаивании в
бутилированной воде накапливается белый налет, что свидетельствует о
низком качестве.
Оспаривать качество данной воды, подтвержденное сертификатом, мы не
можем. Это дело специалистов. Однако результаты наших опытов вышли не
самыми обнадёживающими.
Какие же можно предложить альтернативы кулерам?
Фильтры под мойку
С помощью шарового крана либо тройника, фильтры для воды под мойку,
которые входят в комплект поставки, подключаются к водопроводу холодной
воды стационарно около точки потребления воды. В большинстве случаев
проточный фильтр для воды устанавливается под мойкой.
Чтобы попасть в кран, вода должна пройти через проточные фильтры для
очистки воды. Таким образом, производится обработка воды, минерализация
и очистка благодаря картриджам, которые установлены в проточных
фильтрах для воды Гейзер.
13
Вода, прошедшая через проточные фильтры для воды, при необходимости
может быть подана очищенной через кран.
Проточные фильтры Гейзер применяются для комплексной очистки воды от
пестицидов, нефтепродуктов, растворённого железа, тяжёлых металлов,
механических частиц (ила, песка, ржавчины и пр.). Также можно выбрать
только определённые виды очистки, но для этого фильтры проточные
подбираются определённой модификации с необходимыми фильтрующими
картриджами.
Фильтры для воды под мойку (с отдельным краном для очищенной воды) —
самое популярное решение для очистки водопроводной воды в помещениях.
Стандартизированные картриджи, простая схема подключения, широкий
выбор моделей, недорогое и простое обслуживание делают данные фильтры
прекрасным выбором.
Вода, подающаяся в городскую квартиру по действующим в России
правилам, уже прошла стадию водоподготовки на городской станции
водоснабжения.
Поэтому системы очистки воды обычно называют системами доочистки
воды. Они предназначены для удаления примесей и загрязнений, которые
либо не удаляются на муниципальной станции полностью, либо появляются
в воде уже на пути к месту потребления (например, ржавчина из-за
применения
металлических
труб).
Перед системами доочистки воды, как правило, ставятся следующие задачи:
- Очистка от механических примесей (ржавчина, мутность, цветность и т.п.).
- Умягчение (снижение содержания солей жесткости).
- Обезжелезивание (снижение содержания растворенного железа).
- Дезодорирование и дехлорирование воды, очистка от органических
примесей, улучшение вкуса.
14
Как правило, перед такими системами очистки воды не ставится задача
обеззараживания воды - эта проблема решается санитарными службами на
станциях водоподготовки (в России обычно применяется хлорирование).
Звучит-то всё это, конечно, хорошо, да вот только есть ещё один
немаловажный вопрос – цены. Итак, расценки таковы:
Предварительный фильтр приблизительно - 3000р.
Система обратного осмоса с резервным баком 12л приблизительно- 78008200р в зависимости от производителя.
Ультрафиолетовая очистка - приблизительно 3600р.
Но это не единственные варианты. Как показывает мировая практика, самым
оптимальным вариантом для обеспечения школьников питьевой водой
является использование питьевых фонтанчиков. Это позволяет решить
проблему качественного снабжения водой при минимальных затратах.
Питьевые фонтанчики предназначены для обеспечения питьевого режима в
общеобразовательных и лечебно-оздоровительных учреждениях. Питьевой
фонтан предназначен для доочистки и выдачи питьевой воды. Использование
питьевого фонтанчика позволит избежать кишечных заболеваний, связанных
с ненадлежащим качеством питьевой воды в системе водоснабжения, снизить
до минимума риск массовых инфекционных заболеваний в случае попадания
в воду различных возбудителей кишечных инфекций. Питьевой фонтанчик
представляет собой небольшой металлический шкафчик высотой 0,8 и 1м со
встроенной
системой
многоступенчатой
фильтрации.
Ресурса
трехступенчатой системы очистки достаточно примерно на год
использования. Цена: приблизительно 10000 рублей, в зависимости от
модели.
15
Что ж, теперь, когда мы рассмотрели, вероятно, все очевидные аспекты темы,
нам стоит приступить к, в сущности, самому главному вопросу: что мы
можем сделать?
Варианты таковы.
1.Предложить администрации школы поменять поставщика воды.
2.Заказать экспертизу воды как водопроводной, так и из кулеров
3.Закупить для
воды.
некоторых кабинетов современные фильтры для очистки
В перспективе: провести сравнительный анализ по параметрам объёма
потребляемой воды, экономической выгоды, качества воды.
И главное - не забывать: мир стоит начинать изменять с малого!
Источники:
В.П.Александрова, А.Н.Гусейнов,Е.А.Инфатьева и другие Изучаем экологию
города/.-ООО Издательство Бином. 2009
16
М.В.Аргунова,Д.В.Моргун и др. Экологический мониторинг/.-Центр
Школьная книга М 2008
http://www.rsprogram.ru/drinking-fountain
http://www.o8ode.ru/article/answer/method/metody_ekcpreccanaliza_ka4ectva_pit
evoi_vody.htm
фотографии с сайтов Интернет (открытый доступ)
17