Исследовательская работа "Мир воды" (текст и презентация)

«EXCELSIOR – 2013»

Секция Медицина и здоровье.

                                                        Андрианова Ксения, ООШ,9 класс

                                                         Львова Снежана, ООШ, 9 класс

                                                         Научный руководитель:

                                                         Ершова Марина Рудольфовна

                                                         учитель химии, биологии

                                                         МБОУ «Акрамовская ООШ»

                                                          Моргаушского района.

Акрамово, 2013г.

Содержание

Введение

1. Водопроводная вода разных городов мира

2.  Химический состав водопроводной воды и его влияние на организм человека

3. Общая характеристика минеральных вод.

    3. 1 Понятие о минеральных водах и критерии их оценки.

    3. 2  Признаки минеральных вод.

       3. 3  Классификация  минеральной  воды

       3.4  Классификация по потребительским свойствам.

       3.5  Классификация по ионному составу.

    3. 6  Искусственно-минерализованная вода

    3. 7  Газированная вода

    3. 8  Лечебное действие минеральной воды

   4.  Практическая часть

    Заключение

    Список изучаемой литературы

Введение

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты - сама жизнь... Ты самое большое богатство на свете...». С великим Сент-Экзюпери сложно не согласится. Без воды сложно представить себе самый обычный день – мы настолько привыкли к ней, что даже не задумываемся, какую огромную роль играет она в нашей жизни. И, как известно, если без пищи человек может прожить несколько месяцев, то без воды — не больше недели. А для хорошего самочувствия нам требуется не меньше 2,5 л воды. Эликсир жизни, как ее называли в древности, чистая вода служит источником необходимых нашему организму элементов. Однако не все знают, что в зависимости от происхождения воды и от ее состава, она может принести как пользу нашему здоровью, так и вред. Давно обнаружена прямая связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни человека. Вы задумывались над тем, какую воду пьете каждый день? Большинство из нас, несмотря на все угрозы и предостережения врачей, предпочитают водопроводную - собранную в водохранилищах из рек и озер, прошедшую несколько уровней очистки и поступившую по трубам в кран.. Но давайте разберемся, насколько мы можем быть уверены в том, что пьем? А может быть есть альтернатива водопроводной воде?

Цель исследования: определение экологической безопасности минеральной воды разных производителей, которые реализуют свою продукцию в магазинах .

Объект исследования:  минеральная вода.

Предмет исследования: качество и химический состав  продукта, информация на этикетке.

Гипотеза: на упаковке продукта  отображается полная и достоверная  информация для потребителя.

Задачи исследования:

•   познакомиться с характеристиками  водопроводной воды и значением для здоровья    человека ее составляющих
•   изучить классификацию и назначение минеральной воды;
•   изучить требования к упаковке и маркировке и соответствие маркировки требованиям ГОСТ;
•  определить наличие анионов в минеральной воде.

Методы:

• сбор и анализ информации;
• проведение эксперимента;
• анализ полученных результатов.

Теоретическая часть

1. Водопроводная вода разных городов мира

К сожалению, наша страна по этому показателю занимает 50-е место, и вода, которую мы ежедневно пьем, играет здесь не последнюю роль. Поскольку основные источники питьевой водопроводной воды - реки и подземные воды, которые находятся под постоянной угрозой загрязнения промышленными отходами, применяемыми в сельском хозяйстве химическими веществами, а также конечными продуктами обмена веществ человека и животных, становится понятным, насколько насущна проблема качества воды в наших водопроводных трубах.
2.  Химический состав водопроводной воды и его влияние на организм человека

Химические вещества, содержащиеся в воде, можно разделить на несколько групп.
• Первая группа объединяет вещества, которые наиболее часто встречаются в водопроводной воде. К ним можно отнести фтор (F), железо (Fe), медь (Си), марганец (Mn), цинк (Zn), ртуть (Hg), селен (Se), свинец (РЬ), молибден (Мо), нитраты, сероводород (H2S) и др.
• Вторая большая группа - это вещества, остающиеся в воде после реагентной обработки: коагулянты (сульфат алюминия), флоккулянты (полиакриламид), реагенты, предохраняющие водопроводные трубы от коррозии (остаточные триполифосфаты), а также остаточный хлор.
• К третьей группе относятся химические вещества, которые попадают в водоемы со сточными водами (бытовые, промышленные отходы, поверхностные стоки сельскохозяйственных угодий,
• И последняя группа химических веществ - это компоненты, которые могут попадать в которые были обработаны химическими средствами защиты растений: гербицидами и минеральными удобрениями). Рассмотрим влияние некоторых химических загрязнителей воды на организм человека. (См. приложение №2).

Серьезные опасения медиов и экологов вызывают вредные составляющие водопроводной воды: механические загрязнители, соли тяжелых металлов, хлор и его соединения, органические соединения, радионуклиды, бактерии. Выбросы металлургических комбинатов, шахт, заводов и химических производств превратили водопроводную воду в опасную гремучую смесь, пагубно влияющую на здоровье. Сейчас в среднем по стране гигиеническим требованиям не соответствует практически каждая третья проба водопроводной воды по санитарно-химическим показателям и каждая десятая - по санитарно-бактериологическим. Если в доме нет очистителей воды, рекомендуется взять на заметку эти рецепты: (См. приложение №3).

    Альтернатива – минеральная вода

3. Общая характеристика минеральных вод.

3. 1 Понятие о минеральных водах и критерии их оценки.

К минеральным водам  относятся подземные (иногда поверхностные) воды, характеризующиеся повышенным содержанием биологически активных компонентов и обладающие специфическими физико-химическими свойствами (химический состав, температура, радиоактивность и т.д.), благодаря которым они оказывают на организм человека лечебное действие.

      Минеральные воды– это подземные и поверхностные природные воды с общей минерализацией свыше 1 г/л, которые используются в лечебных и промышленных целях. Лечебными называются такие воды, которые вследствие своих физических и химических особенностей оказывают благотворное целебное воздействие на человеческий организм. Минеральные воды не стоит путать с минерализованными. К минеральным относят воды с общей концентрацией солей свыше 1-2 г/л.

      Исходя из принципа единства вод Земли, согласно В.М.Севергину и В.И.Вернадскому, к минеральным следует отнести:

1. минеральные озера с их лечебными и торфяными грязями;
2. минеральные подземные воды с их отложениями – охры, туфы, некоторые рудничные воды;
3. воды и грязи грязевых вулканов.

3. 2  Признаки минеральных вод.

Внешние признаки: по запаху отличаются сероводородные воды иногда на значительном расстоянии от места выхода; по вкусу – соленые воды и рассолы,  углекислые воды; по бурному выделению пузырьков спонтанного газа в головке источника – углекислые воды; по цвету и составу отложений источников – железистые отложения, охрь красно-бурого цвета (признак железистых вод), кремнистые отложения – гейзериты (признак кремнистых вод), белые известковые отложения, травертины, известковые туфы (углекислые, кальциевые воды), фтороносные гейзериты (фтористые гидротермы).

Температура: горячие воды можно выделить по ощущению, а тем более замером температуры.

Химический и газовый состав: по составу воды и растворенных в ней газов выделяют воды содовые, сульфатные, хлоридные, йодистые, бромистые и др.

3. 3  Классификация  минеральной  воды

С точки зрения гидрохимии по степени минерализации такие воды делятся на пресные - с общим содержанием солей до 1 г/л, солоноватые - 1-3 г/л, засоленные - 3-10 г/л и соленые 10-50 г/л.
Однако, бальнеология (раздел курортологии, изучающий минеральные воды и их лечебно-профилактическое применение) делит воды на столовые (солесодержание до 1 г/л), лечебно-столовые (солей от 1 до 10 г/л) и лечебные (с минерализацией более 10 г/ Таким образом, зная тип воды, можно сразу понять сферу ее применения.
3.4 Классификация по потребительским свойствам. 
Питьевая очищенная вода. Эта вода пригодна для повседневного применения, причем не только для питья, но и приготовления пищи. Она безопасна и безвредна, хотя и не обладает какими-либо лечебными свойствами. В качестве такой воды используются хорошо очищенные природные воды с относительно невысоким солесодержанием
Столовая вода. Это минеральная (натуральная) вода, пригодная для ежедневного применения. Солесодержание до 1 г/л соответствует рекомендациям Всемирной организации Здравоохранения по качеству питьевой воды. Однако не мешает внимательнее изучить химический состав такой воды, так как для людей, страдающих определенными заболеваниями, содержание отдельных ионов может оказаться избыточным. Если вы уверены в своем здоровье, то все в порядке. Если же нет - обратитесь за консультацией к врачу или пейте слабоминерализованную воду - не ошибетесь.
Лечебно-столовая вода Воды эти, как правило, не пригодны для приготовления пищи, однако широко используются для питья. Они обладают определенным лечебным действием, но только при их правильном применении по совету врача.. Неограниченное же потребление такой воды может привести к серьезному нарушению солевого баланса в организме и к обострению хронических заболеваний. Не стоит ориентироваться на рекомендации по употреблению, приведенные на этикетке.. Рекомендации может давать только врач-специалист и только конкретному человеку.
Лечебная вода. Название говорит само за себя. Вода применяется исключительно в лечебных целях. Самостоятельно принимать решение об употреблении такой воды, мягко говоря, неразумно.

3.5  Классификация по ионному составу. Лечебные свойства минеральной воды, ее химическую сущность определяют семь основных ионов:

    - четыре катиона — калий (К+), натрий (Na+), кальций (Са2+ ), магний (Mg2+) - играют важную роль в жизнедеятельности организма. Даже небольшие отклонения их концентрации в тканях и в крови резко нарушают все физиологические процессы и требуют срочной коррекции.

По катионам минеральные воды могут быть натриевыми (Na), кальциевыми (Ca), магниевыми (Mg), или смешанными кальциево-магниевыми, кальциево-магниево-натриевыми и др.

    - три аниона — хлор (С1-), сульфат (S04-) и гидрокарбонат (НСО3), которые постоянно соединяются, образуя различные соли, и разъединяются.

По анионам выделяют три типа минеральных вод: хлоридные (Cl), гидрокарбонатные (HCO3), сульфатные (SO4) и ряд промежуточных — гидрокарбонатно-сульфатные, сульфатно-хлоридные, хлоридно-сульфатные и более сложного состава.

3. 6  Искусственно минерализованная вода 

Производство искусственно минерализованной воды проходит две стадии. Сначала воду выкачивают либо из артезианской скважины, а чаще всего - из водопровода, а затем подвергают глубокой очистке. Искусственная, или восстановленная, вода по ГОСТу относится к классу безалкогольных напитков и никакого отношения к минеральным водам не имеет. Известно, что постоянное употребление такой воды может привести к отложению солей, нарушению в организме водно-солевого баланса и развитию сердечно-сосудистых заболеваний.

3. 7  Газированная вода 

Многие виды минеральной воды производители газируют для того, чтобы придать напитку определенный вкусовой колорит и предохранить его от бактериальных загрязнений. Различают слабо-, средне-, и сильно-газированную воду.. Поэтому людям, страдающим болезнями желудка, рекомендуется перед употреблением такой воды дать ей отстояться - чтобы улетучились все газы.  3. 8  Лечебное действие минеральной воды

Минеральная вода в основном оказывает физиологическое действие, стимулируя работу желудочно-кишечного тракта, выделительной системы и т.д. Никакая минеральная вода не может заменить полноценного питания в качестве источника необходимых для организма макро- и микроэлементов (исключением является единственный микроэлемент - фтор, 2/3 которого мы получаем из воды). Пополнять же баланс витаминов и биоэлементов следует за счет питания, умеренного употребления минеральных вод и пищевых добавок.
Хорошо бы при этом проконсультироваться с врачом.

4.  Практическая часть

Провели социологический опрос. (См. приложение №4) При анкетировании всего было опрошено 51 учеников школы. В общем анализе были получены следующие данные:

На 1 вопрос:«Выбирая минеральную воду, вы отдаете предпочтения минералке…»(См. приложение №5) опрошенные ответили: Аква Минерале-49%, Волжанка-29%,Ессентуки-20%,

Бонаква-2%

На 2 вопрос: «Чем вы руководствуетесь при выборе минеральной воды?» было предложено 4 варианта ответа. Выбор участников анкетирования распределился следующим образом. (См. приложение №6)

Данные по 3 вопросу. (См. приложение №7)  «Если вам эта вода нравится, то  интересуетесь  ли вы записью состава  на этикетке:  ДА,    НЕТ, Иногда.» Среди опрошенных 49 % учащихся ознакамливаются с записью на этикетке, 31% вообще не обращают внимание на этикетку, 20%- иногда.

По четвёртому вопросу (См. приложение №8)   «Знаете ли вы, о значении употребления минеральной воды для организма человека?» большинство 70% участников анкетирования не задумываются о значении минеральной воды для всех приверженцев здорового образа жизни, какую огромную роль играет она в нашей жизни. 30 % опрошенных владеют информацией о пользе и вреде минеральной воды.

        Мы исследовали анионный состав нескольких типов воды: "БонАква", «Аква Минерале», "Ессентуки №4".(См. приложение №9)  

В основе методики исследования качественного состава и свойств минеральной воды лежат качественные реакции неорганических  соединений.

        Качественный анализ – раздел аналитической химии, посвященный установлению  качественного состава вещества, то есть обнаружению элементов и образуемых ими  ионов, входящих в состав и простых, и сложных веществ. Делают это с помощью химических  реакций, характерных для данного катиона или аниона, позволяющих обнаружить их как в индивидуальных веществах, так и в смесях.

Химические реакции, пригодные для качественного анализа, должны сопровождаться заметным внешним эффектом. Это может быть  

• выделение газа  

• изменение окраски раствора

• выпадение осадка  

• растворение осадка  

• образование кристаллов характерной формы.

    Так как лечебные свойства минеральной воды, ее химическую сущность определяют 6 основных ионов: три катиона — натрий (Na+), кальций (Са 2+), магний (Мg2+ ) и три аниона — хлор (Сl-), сульфат (SO4 ) и гидрокарбонат (НСО3), то именно на содержание этих ионов мы и исследовали наши образцы.

    Алгоритм  исследования  качественного химического анализа воды на содержание минералов. (См. приложение №10).

    В результате проведенных опытов, мы установили: анионный состав исследуемых минеральных вод соответствует анионному составу на этикетках. Не подтвердилось лишь содержание сульфат-иона в Аква Минерале. Изучив классификацию минеральной воды и ее свойства,

 мы дали характеристику исследуемой нами минеральной воды.

Аква Минерале содержит до 0,5г/л солей. Питьевая очищенная вода. Слабо-газированная. Пригодна для повседневного применения, причем  не только для питья, но и приготовления пищи, не обладает выраженными  лечебными свойствами.

Бонаква содержит не более 1г/л солей. Столовая вода.  Средне-газированная  Это минеральная (натуральная) вода, пригодная    для  ежедневного применения. Содержание солей невысоко.

Ессентуки содержит от 1 до 10г/л солей.  Лечебно-столовая вода.  Вода не пригодна для приготовления пищи,   может использоваться для питья. Обладает лечебным  действием. (См. приложение №11)Показания по лечебному применению Ессентуки №4.

Мы узнали, что на этикетке должна быть информация.(См. приложение №12)

Выводы:   

1. По этикетке не всегда можно определить  экологическую безопасность продукта.

2. Минеральную воду лечебно-столовую и лечебную необходимо употреблять по назначению врача.

3. При выборе минеральной воды обращать внимание на  информацию: состав, место изготовления, срок хранения  (в пластиковой бутылке не более 6месяцев), назначение воды.

4. Минеральная  вода «Ессентуки №4» является лечебно-столовой,   значит употреблять постоянно без назначения  врача нежелательно.

5. Минеральные воды «Аква Минерале» и «Бонаква»  являются питьевой и столовой соответственно, их можно  употреблять для питья и для приготовления пищи без рекомендаций врача.

Заключение Прилавки магазинов, торгующих продуктами питания, предлагают широкий ассортимент минеральной воды на любой вкус. Вы без труда отыщите карбонатную и сульфатную минеральную воду, газированную и негазированную, с ароматизаторами и без них. Для людей, ведущих здоровый образ жизни, минеральная вода является одним из наилучших продуктов для поддержания многих физиологических функций организма.

       Значение минеральной воды для всех приверженцев здорового образа жизни объясняется ещё и тем, что данный продукт обладает нулевой калорийностью (в отличие от сладкого чая или кофе). Минеральные воды— это сложные растворы, в которых компоненты находятся в виде ионов недиссоциированных молекул, коллоидных частиц и растворенных газов. Они содержат те же вещества, которые присутствуют в организме человека, и их целебное действие состоит в восполнении нарушенного равновесия.

       Занимаясь этим исследованием, мы познакомились с характеристиками минеральных вод, их классификацией,  свойствами, значением для организма человека.

      Практически доказали качественный состав минеральной воды.

      Научились разбираться с информацией о воде на этикетках.

      Подтвердили гипотезу, что на упаковке продукта  отображается достоверная информация для     потребителя.

Список используемой литературы:

1. Ганейзер Г. Е. « Подземные воды нашей Земли», М., Просвещение, 1990
2. Черникова А. П. « Какую воду мы пьем», М., Просвещение, 1999
3. Дубак Г. В. « 1001 вопрос о воде», М., МГУ, 1985
4. Колобовский Е.Ю. «Экология для любознательных, или о чём не узнаешь на уроке»: Ярославль, «Академия развития», 1998г.
5. Лосев К.С. «Вода»: Москва, «Просвещение», 1995г.
6. Львович М.И. «Вода и жизнь»: Москва, «Мысль» 1984г.
7. Новиков Ю.В. «Экология, окружающая среда и человек»: Москва, «Гранд», 1998г.
8. Научный журнал «География и природные ресурсы» №2 СО РАН, Новосибирск, 1999г.
9. http://articles.optomvse.ru/a/3928.html
10. http://www.mineral.tj/
11. http://www.gornaya.com/
12. http://mihaylovka.narod.ru/minvoda.doc
13. http://www.agro-land.ru/vzbn.htm
14. http://www.narzanwater.ru/

Приложение      

№1

Норма кристаллов водопроводной воды

Кристаллы не образуются в результате обработки воды веществами, вредящими ее природной жизнетворной силе.

Даже в Венеции, «городе на воде, водопроводная вода не может породить кристаллов. Вода швейцарского Берна в этом смысле гораздо лучше.

 Как это ни удивительно, вода некоторых американских мегаполисов образует прекрасные кристаллы. Возможно, это результат мероприятий по защите воды (например, использование кедровых водяных танков в Манхэттене).

Ванкуверская вода образовала относительно завершенные кристаллы – возможно, благодаря обильному стоку со Скалистых гор. Вода Сиднея смогла породить лишь какой-то кривой “бублик”.

Эти кристаллы из двух городов Южной Америки. Хорошие кристаллы дала вода аргентинского Буэнос-Айреса.  Манаус расположен Бразилии, на берегах изобильной реки Амазонки.

 Похоже, что водопроводная вода Восточной Азии не лучше, чем во многих городах Европы и Америки.

№2 Влияние некоторых химических загрязнителей воды на организм человека.

№3  1)На 1 л воды — 1–2 чайные ложки яблочного уксуса и меда, 3–5 капель 5%-ного йода (в такой среде микробы погибают за несколько минут). 2)10–15 листьев рябины на 1–3 л воды делают ее чистой через 2 часа (даже болотную, охотники это знают). Листья можно использовать повторно, только надо осторожно промыть чистой водой и затем уже настаивать не менее 3 часов. Листья высушивают в тени и для хранения складывают в деревянный ящик или картонную коробку.

№4 Анкета  «Особенности потребления минеральной воды учениками нашей школы».

    Предлагаем Вам принять участие в  исследовании особенности  потребления  минеральной воды и ответить на ряд вопросов:

1.Выбирая минеральную воду, вы отдаете предпочтения минералке (запищите название)

2.Чем вы руководствуетесь при выборе минеральной воды?1)известность фирмы; 2)качество продукта;3)цена; 4) мне всё равно.

 3.Если вам эта вода нравится, то  интересуетесь  ли вы записью состава  на этикетке:  ДА,    НЕТ, Иногда.

4. Знаете ли вы, о значении употребления минеральной воды для организма человека.

             ДА,   НЕТ

№5

№6

№6№№

№7

№8

№9

№10

№11 Показания по лечебному применению Ессентуки №4: 
- хронические гастриты с нормальной, повышенной и пониженной секреторной функциями желудка;
- неосложненная язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки;
- хронические колиты и энтероколиты;
- хронические заболевания печени и желчевыводящих путей:
гепатиты,
-  болезни обмена веществ: сахарный диабет, ожирение, подагра,;
- хронические заболевания мочевыводящих путей.

№12

Информация:

• наименование продукции (минеральная, минерализованная и т. п.);
• тип (газированная, негазированная);
• название воды;
• сведения о минерализации воды;
• наименование группы;
• номер или название источника;
• наименование, адрес производителя и его юридический адрес, 12
• наименования страны и места происхождения;
• объем в литрах или миллилитрах;
• торговая марка, товарный знак изготовителя;
• назначение воды (столовая, лечебная, лечебно-столовая);
• ГОСТ или номер технических условий (ТУ);
• условия и сроки хранения;
• информация о сертификации;
• показания по лечебному применению

Гидрокарбонатные воды снижают кислотность желудочного сока. При этом, в зависимости от метода применения способны как стимулировать, так и тормозить секрецию желудочного сока. Применяются при лечении мочекаменной болезни.
Хлоридные воды стимулируют обменные процессы в организме, улучшают секрецию желудка, поджелудочной железы, тонкого кишечника. Применяются при расстройствах пищеварительной системы.
Сульфатные воды стимулируют моторику желудочно-кишечного тракта, особенно благоприятно влияют на восстановление функции печени и желчного пузыря. Применяются при заболеваниях желчных путей, хроническом гепатите, сахарном диабете, ожирении.
Большинство минеральных вод имеют сложную смешанную структуру ( хлоридно-сульфатные, гидрокарбонатно-сульфатные и т.п.), что повышает их лечебный эффект при правильном применении.
Кальций составляет основу костной ткани, активизирует деятельность ряда важнейших ферментов, участвует в поддержании ионного равновесия в организме, влияет на процессы, происходящие в нервно-мышечной и сердечно-сосудистой системах, влияет на свертываемость крови.
Магний участвует в формировании костей, регуляции работы нервной ткани, обмене углеводов и энергетическом обмене, улучшает кровоснабжение сердечной мышцы.
Натрий обеспечивает щелочные резервы плазмы крови. Участвует в регуляции кровяного давления, водного обмена (ионы натрия способствуют набуханию коллоидов тканей, что задерживает воду в организме и способствует ее накоплению), активизации пищеварительных ферментов, регуляции нервной и мышечной ткани.
Калий регулирует кислотно-щелочное равновесие крови, участвует в передаче нервных импульсов. Активизирует мышечную работу сердца и работу ряда ферментов, благотворно влияет на работу кожи и почек. Калий обладает защитным действием против нежелательного влияния избытка натрия и нормализует давление крови.