Проект «Какую воду мы пьем»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
«Новожизненская средняя общеобразовательная школа»
Проект
«Какую воду мы пьем»
Автор: Нуянзина Марина,
ученица 11 класса.
Руководитель:Харитонова Л. Н.,
учитель химии и биологии.
Поселок Областной сельскохозяйственной опытной станции
2014 год
Содержание
1.
Содержание.
2.
Введение.
3.
Методы и методики исследования.
4.
Результаты исследования.
5.
Характеристика бутилированной питьевой воды.
6.
Выводы .
7.
Приложения.
8.
Литература.
1
«Человечеству не угрожает недостаток воды.
Ему грозит нечто худшее-недостаток чистой воды»
Н. Н. Горский
Введение
Цель: Привлечь внимание школьников и взрослых к проблемам
качества питьевой воды, необходимости сохранения и рационального
использования водных ресурсов.
Задачи:
1.
Собрать и проанализировать литературу и интернетисточники по данной теме.
2.
Изучить и проанализировать причины загрязнения и
нехватки питьевой воды.
3.
Выяснить, как неудовлетворительные качества воды
влияют на здоровье людей.
4.
Исследовать качественные гидрохимические показатели
водопроводной воды поселка Областной сельскохозяйственной
опытной станции.
5.
Дать характеристику бутилированной питьевой воды.
6.
Выявить отношение взрослых и детей к данной проблеме,
разработать рекомендации по улучшению качества потребляемой воды.
Тип проекта: исследовательский, информационно-поисковый.
Объект исследования: вода.
Предмет исследования: качественно-химический состав воды
База исследования: учащиеся, родители, учителя.
Гипотезы исследования:
В последние десятилетия в связи с ростом населения планеты
увеличивается потребление воды и ее загрязнение. Возникла серьезная
мировая экологическая проблема-дефицит чистой пресной воды.
2
Основополагающий вопрос: Почему и как надо беречь воду?
Актуальность проблемы
Согласно Всеобщей декларации прав человека право на чистую воду,
ее охрану и информацию о качестве воды-основные права человека,
защищающие не только его здоровье, но и жизнь. Россия занимает первое
место в мире по запасам пресных вод-здесь сосредоточены более 20%
мировых ресурсов.
Система использования пресной воды, в том числе и питьевой,
претерпевает острый кризис. Актуальна эта проблема и в нашей стране, в
нашем поселке. Решение проблемы удовлетворения потребности человека в
воде для различных целей тесно связана с обеспечением ее необходимого
качества.
Вода-не только самое распространенное вещество на нашей планете,
но и самая важная в природе жидкость. Достаточно сказать, что в воде
зародилась жизнь. Без нее невозможно существование животных и растений,
без нее не может существовать и развиваться человечество.
Вода-мощный тепловой стабилизатор, обеспечивающий устойчивый
климат на планете. В ходе эволюции вода создала окружающую нас природу,
живой мир, да и самого человека. Все живые существа на земле на 65 %
состоят из воды, потеря 15% приводит к смерти. Круговорот воды в природеэто непрерывный процесс между различными составляющими гидросферы.
Почему же так остро стоит проблема нехватки воды на планете, где
вода занимает 71% поверхности?
Проблемы, связанные с водой, как важнейшим природным ресурсом,
обусловлены не только неравномерным характером распределения речного
стока по отдельным регионам и странам, но и ростом населения Земли и,
следовательно, ростом потребления пресной воды населением,
промышленностью, сельским хозяйством. Для сравнения-в Европе
водопотребление на 1 человека в сутки 120-160 литров воды, а в России-220
литров.
В мире 70% от используемой пресной воды тратится для
сельскохозяйственных нужд. Например, при выращивании 1 тонны пшеницы
расходуется 1,5 тыс. тонн воды. Огромное количество воды потребляет и
3
промышленность: при производстве 1 тонны бумаги расходуется 200 тонн
воды. Большая часть вод, участвующих в производстве, полной очистке не
подвергается.
Экологический мониторинг состояния окружающей среды в
Российской Федерации отмечает, что качество воды большинства водных
объектов не отвечает нормативным требованиям.
Крупнейшая река европейской части России-Волга-является
источником питьевого водоснабжения плотно населенного региона, но
эффективность очистных сооружений здесь крайне низкая, качество воды
оценивается от загрязненной до чрезвычайно грязной.
По оценке экспертов ООН, до 80% химических соединений,
поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадает в
водоисточники. Ежегодно в мире сбрасывается более 420 км³ воды сточных
вод, которые делают непригодными 7000 км³ воды. Причиной того, что
сточные воды плохо очищаются, является неудовлетворительное
техническое состояние очистных систем. Учитывая высокий уровень
бактериального загрязнения природных вод, была принята международная
стратегия обеззараживания воды хлором. Однако, при хлорировании
неизбежно образуются канцерогенные хлорорганические загрязнения. Особо
негативной стороной традиционных технологий подготовки питьевой воды,
которые применяются также и в городе Волгоград, стало использование
алюминийсодержащих коагулянтов. Это приводит к росту концентрации
ионов алюминия в питьевой воде, активизирую процессы, связанные с
нейродеградацией.
По данным ВОЗ, около 80% всех инфекционных болезней в мире
связаны с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями
санитарно-гигиенических норм водоснабжения. В мире два млрд. человек
имеют хронические заболевания в связи с использованием загрязненной
воды.
III Методы и методики исследования.
Методы исследования:

Анкетирование

Беседа, опрос, интервью

Сбор информации, анализ, сравнение, обобщение

Наблюдение
4

Проведение и анализ эксперимента
В ходе выполнения проекта была проведена анкета среди взрослых и
школьников.
Результаты:
На вопрос «Опасно ли загрязнение воды человеком?» из ста
опрошенных положительно ответили сто.
«Знаете ли вы о водоочистных сооружениях в нашем поселке?»
50% взрослых ответили «нет»,
95% детей ответили «нет».
«Есть ли у вас в семье собственная система очистки воды?»
80% опрошенных ответили «да».
Все опрошенные жители поселка Опытная станция неудовлетворенны
качеством питьевой водопроводной воды.
Интервью.
Мы взяли интервью у директора МБОУ «Новожизненской СОШ»
Елены Николаевны Шестеренко.
-Как Вы оцениваете качество воды в нашем поселке?
Е.Н.: «Конечно, оценку должны давать специалисты. Я знаю, что вода
из-под крана содержит огромное число органических примесей, солей,
особенно железа. Считаю, что эта вода техническая, её можно использовать
только в производстве. Вода в нашем поселке никак не питьевая!»
-Какую воду пьют учащиеся нашей школы?
Е.Н.: «Наши учащиеся пьют качественную фильтрованную воду.
Приготовление пищи для школьников также идет с использованием этой
воды.»
Мы побеседовали с начальником ЖКХ п. Опытная станция
Земляковым Сергеем Владимировичем и выяснили,что вода поступает в
водопровод из скважины,которая пробурена на глубину 425
метров.Очистных сооружений нет,вода самоочищается,проходя через
толстый слой грунта.Систематически обеззараживается гипохлоридом
натрия.В будущем планируется установка водоочистной станции.В целях
улучшения качества воды ржавые железные трубы меняются на пластиковые.
Методика исследования качества питьевой воды:
5
Серьезную опасность для здоровья населения представляет химический
состав воды.
Органолептические показатели воды
Органолептическая вредность определяет изменение свойств воды,
которое обнаруживается органами чувств.
1.
Содержание взвешенных частиц. Этот показатель качества
воды определяют фильтрованием определенного объема воды через
бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка на фильтре в
сушильном шкафу до постоянной массы. Для анализа берут 500 мл
воды, фильтр перед работой взвешивают. После фильтрования осадок с
фильтром высушивают до постоянной массы при температуре 105. С,
охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах.
2.
Цвет. Диагностика цвета-один из показателей состояния
воды. Для определения цветности воды нужны стеклянный сосуд и
лист белой бумаги. В сосуд набирают воду и на белом фоне бумаги
определяют цвет воды.
3.
Прозрачность. Для ее определения используют прозрачный
мерный цилиндр с плоским дном, в который наливают воду,
подкладывают под цилиндр на расстоянии 4см от его дна шрифт,
высота букв которого 2 мм, а толщина линий-0,5 мм. Наливают воду до
тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт.
4.
Запах.
4.1 Характер и род запаха
Характер
Род
Ароматический
Огуречный, цветочный
Болотный
Илистый, тинистый
Древесный
Мокрой щепы
Плесневый
Затхлый
Сероводородный
Тухлых яиц
Травянистый
Сена
4.2 Интенсивность запаха оценивается при температуре 50.С
по пятибалльной системе в помещении, котором воздух не имеет
постороннего запаха.
Определение качества воды методами химического анализа
6
1.
Водородный показатель (рН). В пробирку наливают 5 мл
исследуемой воды,0,1 мл универсального индикатора, перемешивают и
по окраске раствора определяют рН.

Розовый-рН=5

Светло-желтый-рН=6

Зеленовато-голубая-рН=8
2.
Определение нитратов. На предметное стекло помещают
три капли дифениламина и 1-2 капли исследуемой воды в присутствии
нитрат-ионов появляется синее окрашивание.
3.
Определение хлоридов. В пробирку отбирают 5 мл
исследуемой воды и добавляют 3 капли 10% раствора нитрата серебра.
Приблизительное содержание хлоридов определяют по помутнению
осадка.
4.
Определение катионов тяжелых металлов. В пробирку с
пробой вносят 1 мг 50-% раствора уксусной кислоты, добавляют 0,5 мл
10-% раствора дихромата калия. При наличии в исследуемой пробе
свинца выпадает желтый осадок.
5.
Определение железа. В пробирку помещают 10 мл
исследуемой воды, прибавляют 1 каплю концентрированной азотной
кислоты, несколько капель раствора пероксида водорода и примерно 0,5
мл раствора роданида калия. При содержании железа 0,1 мг/л
появляется розовое окрашивание, а при более высоком-красное.
6.
Определение меди. В фарфоровую чашку помещают 3 мл
исследуемой воды, осторожно выпаривают досуха и наносят на
периферийную часть пятна каплю концентрированного раствора
аммиака. Появление фиолетовой окраски свидетельствует о
присутствии меди.
Результаты исследований
1.Содержание взвешенных частиц в воде среднее. Они
обнаруживаются невооруженным глазом.
2.При визуальном осмотре цвет не обнаружен.
7
3.Заданный текст виден на 28 см.
4.При помощи обоняния группа людей, которые испытывали воду,
разошлись во мнениях: одни посчитали, что запах болотный, а другие сероводородный. Но сошлись во мнениях, что запах точно есть. Если
оценивать его по 5–тибальной шкале, то он получает оценку «3». Запах
заметный и дающий повод относиться к воде неодобрительно.
Качественный анализ.
1.Вода имеет щелочную среду.
2.Нитраты содержатся в незначительных количествах.
3.При определении хлоридов образовались хлопья, которые
осаждались не сразу. Из этого следует, что концентрация их 60 мг/л.
4.В исследованной воде ионов свинца не обнаружено.
5.Ионов железа в воде много, цвет раствора красный. Доказательством
того является образование ржавчины на стенках чайника при использовании
неочищенной воды.
6.Ионов меди не обнаружено.
Согласно исследованиям качество питьевой воды пос. Опытная
станция не соответствует санитарным нормам. Все это приводит к поиску
новых альтернативных путей получения безопасных для здоровья человека
питьевой воды. В последние два десятилетия особенно широкое
распространение в мире получила технология бутилирования воды и
продажа ее через широкую сеть магазинов. В России опыт применения
бутилированной воды сравнительно небольшой.
В Европе в начале 70-х лет нашли решение проблемы «грязной» воды.
Питьевую воду из-под земли поднимают наверх, очищают искусственным
путем и разливают в бутылки. В дошкольные и учебные заведения,
производства, фирмы, различные учреждения и спортивные комплексы
поставляется бутилированная вода.
Согласно существующим сегодня в России стандартам на питьевые
воды, считается, что столовые питьевые воды должны иметь минерализацию
не выше одного грамма на литр при отсутствии специфических
8
биологически активных компонентов и минеральных примесей. Если такая
вода имеет еще и естественную биоэнергетику, то такую воду можно пить
без ограничений.
Много специалистов, которые занимаются проблемой качественных
питьевых вод считают, что когда природную воду помещают в полимерный
контейнер, то она существенно отличается от так называемой свободной
воды из природного источника. Исследования последних лет физических
свойств природных питьевых вод свидетельствуют о следующем.
Для характеристики качества природных фасовочных вод, кроме
химических и микробиологических характеристик, обязательно необходимо
контролировать структурное, а с ним и биоэнергетическое качество
естественной питьевой воды. Исследование структуры естественных
питьевых вод свидетельствует, что природная вода – это структурно
упорядоченная или фрактальная вода (структура которой имеет вид
природных фракталов) и , кроме этого , высококачественная природная
питьевая вода должна быть живой.
Научные институты проводят постоянные физические исследования
свойств бутилированных питьевых вод, которые есть сегодня на рынке, как
отечественных, так и зарубежных производителей. К величайшему
сожалению, оказывается очень мало бутилированных вод такого высокого
качества, которые имеют высокую природную биоэнергетику, структурно
упорядоченные (фрактальные) и максимально приближенность к свойствам
связанной воды организма человека.
На юге России, где расположена и Волгоградская область, характерной
особенностью является то, что зачастую под землей на разных глубинах нет
высококачественной питьевой воды. И потому существует еще одно
направление классификации питьевых вод, для которых верное название
должно быть «очищенные питьевые воды». Для таких питьевых вод
9
требования значительно смягчены, а именно для них не используются
характеристики структурной упорядоченности и биоэнергетической
ценности, главное – чтобы она отвечала санитарным нормам и правилам. К
ним относятся любые бутилированные питьевые воды, которые отвечают
стандартам качества для «питьевых вод, расфасованных в емкости»,
прошедшие , кроме механической обработки, дополнительные степени
очистки (дистилляция, деминерализация, смягчение, обогащение
дополнительными солями или минеральными вещества), которые привели к
изменению их первичного химического состава.
Такая вода должна пройти глубокую очистку , как правило, с
использованием фильтров обратного осмоса, после которой ее искусственно
обогащают минералами и солями, концентрация которых не должна
превышать 1 грамм на литр, а содержание натрия, хлоридов, сульфатов и т. д.
не должна превышать предельно допустимых концентраций.
Для производства питьевых очищенных вод используют
водопроводную воду, воду из артезианских буровых скважин, из озера или
реки. Эта вода годится для повседневного употребления: как для питья, так и
для приготовления пищи – она безопасная и безвредная. Тем не менее, эта
вода, образно говоря, - «пустая», так как при производстве такой воды ее
чистят практически «к нулю», а потом минерализуют химическим способом
к физиологически оптимальным значениям. Естественно, что о структурной
упорядоченности, биоэнергетике такой воды говорить не приходится.
По этим причинам вся производимая в России бутилированная
питьевая вода делится на два класса по нормам СанПиН: питьевая вода
первой категории и питьевая вода высшей категории. В свою очередь, этот
фактор влияет на цену продаваемой продукции в розничной торговле.
Считается, что качественная вода не может стоить менее 10 рублей за литр в
розницу.
10
Для иллюстрации мы можем перечислить несколько названий
бутилированной воды первой и высшей категорий.
Первая категория: «Кристальная», «Архыз», «Бон Аква», «Аква
Минерале», «Шишкин лес», «Святой источник».
Высшая категория: «Демидовская люкс», «Осановская вода», «Вита»,
«Бежин луг», «Иверская», «Семь родников».
Выводы:
1.
Мировые запасы пресной воды уменьшаются, а их
загрязнение растет в связи с ростом численности населения планеты и
развитием производства.
2.
Около 80% всех болезней в мире связано с
неудовлетворительным качеством питьевой воды, около 5 млн. человек
в год погибают по этой же причине.
3.
Качество водопроводной воды поселка Опытная станция не
соответствует стандартам и рекомендуется использовать доступные
способы очистки перед
употреблением:отстаивание,кипячение,вымораживание,использование
фильтров.
4.
Бутилированная вода - альтернативный безопасный способ
обеспечения населения качественной питьевой водой.
5.
Экономия, эффективность, экологическая направленность в
сфере производственной деятельности и правильное поведение людей
помогут сохранить на Земле чистую воду, которая радикально влияет
на здоровье человека.
Практическая значимость проекта
В ходе проекта были выработаны рекомендации по охране,
рациональному использованию и способам очистки питьевой воды в
домашних условиях .
Создана презентация , которую можно использовать на уроках химии ,
факультативных занятиях и тематических классных часах .
Изготовлен буклет , в котором отражены основные вопросы данной
работы .
11
В ходе проекта были выработаны рекомендации по охране,
рациональному использованию и способам очистки питьевой воды в
домашних условиях.

Совершенствование технологий производств.

Оборотная система водоснабжения.

Обустройство водоохранных зон.

Очистка сточных вод.

Сокращение потребления питьевой воды.

Борьба с утечками воды.

Соблюдать природоохранное законодательство.

Обращать внимание, не течет ли зря вода из
водопроводного крана.

Содержать в порядке сантехнику.

При мытье рук прикрывать немного кран. Это не помешает
умыться, а воды вытечет меньше.

Для чистки зубов наливать воду в стаканчик и закрывать
кран.

Охлаждать лимонад в холодильнике, а не под струей воды.

Принимать душ вместо целой ванны.

Собирать макулатуру, чтобы расходовалось меньше воды
на производство бумаги.
Рекомендации по очистке воды в домашних условиях:

В домашних условиях , не применяя специальные
технические средства , можно в значительной степени улучшить
безопасность и вкусовые свойства потребляемой воды .

Отстаивание . Оно применяется для удаления летучих
компонентов ( хлор , сероводород ) и осаждения тяжелых примесей (
карбонат кальция , некоторые тяжелые металлы и др . ) . Отстаивание
не дает полного разделения веществ , но делает воду чище . Время
проведения – шесть часов .

Вымораживание . Принцип метода в том , что при
замораживании воды , в первую очередь , замерзает чистая , пресная ее
часть , и только после – содержащая соли и различные примеси . Важно
при этом , чтобы вода успела замерзнуть примерно наполовину . Вот
12
эта половина и есть та вода , которую необходимо использовать для
питья и приготовления пищи .

Кипячение . Простой и быстрый способ улучшить качество
потребляемой нами воды . Оно приводит к ее обеззараживанию ,
однако при этом наряду с вредными веществами , убиваются и все
полезные свойства воды . Например , в осадок выпадают ионы магния
и кальция , которые необходимы человеку для нормальной
жизнедеятельности .
Все вышеуказанные способы , несмотря на простоту , понятность и
доступность , достаточно эффективны и позволяют защитить себя и членов
своей семьи от опасностей , зачастую скрытых в неочищенной воде из крана .
Популярным способом очистки стали в последние годы бытовые
фильтры . Выбор их огромен , принципы работы , в них заложенные ,
технологии производства – все это понятно только для специалистов в этой
области . Очевидно , что цена качественных фильтров , реально очищающих
воду от всех вредных примесей и микробов очень высока . Оптимальный
выбор подобных устройств – вопрос индивидуальный , но при этом цель
одна – иметь оптимальное соотношение цены и качества товара .
Хорошо себя зарекомендовали простые и эффективные фильтры –
кувшины , подходящие для очистки небольшого количества воды .
Фильтрующим веществом в них является специальный уголь и получаемая
после очистки вода становится безопасной и вкусной .
Альтернативой всем способам является использование в домашних
условиях питьевой бутилированной воды . Этот способ мы освещали в
данной работе .
13
Заключение
Россия – огромная и невероятно богатая страна . Плодородные земли ,
леса , полезные ископаемые и , конечно же , неисчерпаемые запасы пресной
воды . Енисей , Лена , Обь , Волга , Дон , тысячи других рек и озер и
жемчужина нашей планеты , чудо света – Байкал ! Вряд ли где то еще есть
такое богатство , столько пресной воды , так необходимой людям . И это в то
время , когда мир уже давно живет в эпоху ее дефицита .
На этом фоне проблемы обеспечения питьевой водой нас , жителей
России , не выглядят фатальными , неразрешимыми . В своей основе это
вопрос воли и желания руководителей нашего государства заниматься ей
всерьез и не оттягивая на более поздний срок . Внушает надежду и то
обстоятельство , что наступивший , 2013 год , в России объявлен годом
охраны окружающей среды .
Не секрет , что подавляющее большинство существующих в наших
городах и поселках объектов подачи и очистки воды имеют большой износ и
требуют замены . Это системы водоводов и водопроводов , насосные
станции , станции очистки и перекачки . Да и в сельской местности
население пользуется в основном водой , не соответствующей нормативам
качества . То есть , в силу различных причин эти проблемы стали
комплексными , системными .
В настоящее время на федеральном и региональном уровнях
разрабатываются различные проекты , где должны быть решены множество
вопросов . Это внедрение установок коллективной очистки и третьего крана
в городских домах , а также возможность использования небольших станций
доочистки и кондиционирования воды в местах разветвления магистральных
трубопроводов . Для малых городов и сельских поселений вопросы
водоснабжения планируется решать путем строительства локальных
водопроводных станций вблизи местных водоисточников . Планируется
также применение новейших технологий очистки воды без использования
хлора на основе экологически чистых био – и нанотехнологий .
14
Выполнение в полном объеме этих государственных программ
позволит выполнить одну из главных задач государства – улучшить здоровье
и увеличить продолжительность жизни граждан Российской Федерации .
Приложение №1
Некоторые заболевания, возникающие при токсическом воздействии
химических элементов, находящихся в питьевой воде.
Болезни
Возбуждающий фактор
Анемия
Мышьяк, бор, фтор, медь.
Бронхиальная астма
Фтор
Лейкемия
Хлорированные фенолы, бензол
Заболевания пищеварительного
Мышьяк, бериллий,
тракта
хлороформ, ртуть, пестициды
Болезни сердца:
а) повреждение сердечной мышцы
Бор, цинк, фтор, медь, свинец, ртуть
б) нарушение
функционирования сердца
Дерматозы и экземы
Бензол, хлороформ, цианиды
Мышьяк, бор, бериллий, хлор,
хром, фтор, никель, ртуть
Флюороз скелета
Фтор
Облысение
Бор, ртуть
Цирроз печени
Хлор, магний, хлороформ
15
Литература
1.
Вода во Вселенной – Л.:Недра,1971 г
2.
Книга для чтения по неорганической химии, составитель
В.А. Крицман.Ч.1-М. Просвещение,1992 г
3.
Научно-методический журнал «Химия в школе» в
школе2004 г
4.
Самое необыкновенное вещество в мире И.В. Петрянов.
Москва, Педагогика,1975 г
5.
Интернет-ресурс http://www.prostovoda.net/
6.
Интернет-ресурс http://www.vodovos.ru/
7.
Интернет-ресурс http://www.ndwesti.ru/
16
Заявка участника районного конкурса социальных и учебных
проектов «Изменим мир к лучшему!»
Секция, предмет
химия
Название (тема) работы
«Какую воду мы
пьем»
Форма презентации
компьютерная
презентация
Фамилия, имя, отчество разработчика (ов) Нуянзина Марина
(для коллективных проектов указать всех Тимофеевна
участников)
Класс, телефон,e-mail
11 класс,
n_scholl@mail.ru
Фамилия, имя, отчество руководителя (ей) Харитонова Любовь
проекта
Николаевна
Должность руководителя (ей) проекта,
телефон, e-mail
учитель химии и
биологии, 8-904-42491-10
Учебное заведение (полное официальное МБОУ
наименование, адрес)
«Новожиненская
СОШ»
Оборудование (проектор, компьютер,
колонки, DVD, др.) (указать что)
Подпись руководителя ОУ
17
проектор, компьютер