Исследовательская работа по теме: "Способы очистки питьевой воды".

Муниципальное бюджетное  общеобразовательное учреждение

Бобровская  средняя общеобразовательная школа

 Шипуновского района Алтайского края

Исследовательская  работа по теме:

«Очистка питьевой воды»

Выполнила  ученица 9 класса:

Кравченко Виктория

Руководитель:

учитель биологии, химии

  Комарова Е.И.

                                                         с.Бобровка

2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………....3

1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………...…5

1.1.Методика очистки питьевой воды………………………………….....…5

1.2. Методика проведения биотестирования..................................................6

1.3. Методика проведения анкетирования…………….………………….…7

2.ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………………....9

2.1. Обработка анкетных данных………………………………………….…9

2.2. Очистка водопроводной воды …………………….………………...…..9

2.3.Проведение биотестирования……………………….…………………...9

ВЫВОДЫ………..............................................................................................12

СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ  ЛИТЕРАТУРЫ…………………………....13

ВВЕДЕНИЕ

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни запаха,

Тебя невозможно описать,

Тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое!

Нельзя сказать, что ты необходима для жизни:

Ты есть сама жизнь».  

Антуан де Сент Экзюпери.

Воды Мирового океана постепенно загрязняются отходами человеческой деятельности. По данным Всемирной организации по защите окружающей среды человечество «производит» 20 миллиардов  тонн отходов, и 85% из них сбрасывается в водные бассейны.

Стыдно в этом сознаваться, но человечество давно уже включило реки, моря и океаны в систему канализаций.

А ведь живое человеческое тело содержит от 50 % до 75 % воды, в зависимости от веса и возраста. Потеря организмом человека более 10 % воды может привести к смерти [1].

Каждый из нас, тем или иным способом, старается поддержать собственное здоровье. Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что в настоящее время многие люди, опасаясь заражения инфекционными заболеваниями, употребляют только очищенную воду, используя различные средства и способы очистки питьевой воды. Можно предположить, что их действия оправданы, так как водопроводная система в большинстве случаев старая и нуждается в замене. По поводу воды, которую мы пьем, проводится множество дискуссий. С экранов телевизоров нам рассказывают об опасностях которыми грозит неочищенная вода. Реклама навязывает различные средства очистки воды. Но в действительности так ли полезно всегда пить очищенную  воду?

Цель работы:

Изучить способы очистки водопроводной  воды,  их влияние на биологические объекты.

Задачи:

1) Изучить научно – познавательную литературу по данной  теме;

2) Провести анкетирование;

3) Изучить способы очистки питьевой воды (фильтрование, кипячение, отстаивание, замораживание, насыщение ионами кремния), их эффективность;

4) Определить влияние очищенной воды на биологические тест-объекты;

5) Оценит полезность способов очистки питьевой воды.

Объект исследования: водопроводная вода.

Предмет исследования :  способы очистки питьевой воды.

 Гипотеза: Очищенная питьевая  вода полезнее водопроводной.

Методы исследования:

1) изучение научно-познавательной литературы;

2) анкетирование;

3) эксперимент ;

4) наблюдение;

5) анализ;

6) математическая обработка.

Материально – техническое обеспечение:

1) цифровой фотоаппарат;

2) компьютер;

3) биологическая микролаборатория.

Практическая значимость: материалы и результаты работы могут быть использованы на внеклассных занятиях по экологии, а так же для  информирования учащихся и их родителей.

I ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1.  Методика очистки питьевой воды.

В ходе выполнения исследовательской работы были изучены разные способы очистки питьевой воды.

1.Фильтрование - процесс разделения неоднородных систем при помощи пористых перегородок. Фильтрование жидкостей в лаборатории проводят с помощью воронок, в которые вкладывается специальная фильтровальная бумага, можно упаковать 5 таблеток активированного угля в марлю или вату и поместить их на дно сосуда для воды. К утру, вода будет уже очищена [1].

2.Отстаивание. Для очищения воды этим способом необходимо налить воду в емкость и оставить не менее чем на 6-7 часов, не закрывая крышкой. В первые З-4 часа из воды испарятся летучие примеси такие как хлор и амиак, а в последующие 2-3 часа – осядут соли тяжелых металлов. Затем осторожно слейте ¾ воды в чистую емкость, остальное вылейте [7].

3.Кипячение - процесс доведения воды до кипения. Налить в сосуд воды и прокипятить 15 минут. При этом процесс сопровождается выделением пара. При кипячении воды оседают коллоидные частицы грязи, выпадают в осадок соли, образуя накипь, вода умягчается, уменьшается содержание легколетучих компонентов и часть свободного хлора, уничтожаются практически все болезнетворные микробы, вирусы и возбудители паразитарных заболеваний. При длительном кипячении возрастает концентрация нелетучих веществ, солей тяжёлых металлов, пестицидов, органических веществ. [3].

4.Очищение воды кремнием.  Для приготовления кремниевой воды нужно взять стеклянную посуду ёмкостью 2 – 3 литра, положить 40 – 50 грамм не слишком крупных камней кремния и налить воды. Банку поставить на светлое место, но без попадания прямых солнечных лучей. Через 2 – 3 дня эту воду уже можно использовать как для питья, так и для приготовления пищи. До конца всю воду пить нельзя – примерно пол-литра оставшейся в банке воды нужно сливать в раковину – это грязная вода. [8].

5. Получение дистиллированной воды.  Дистиллированную воду в домашних условиях можно получить посредствам заморозки. Отстоянную воду заливаем в емкость для заморозки и ставим в морозильную камеру. По физико-химическим свойствам чистая вода замерзает быстрее, чем вода с примесями [4].  Когда в емкости образуется лед (примерно наполовину или чуть больше), верхнюю жидкость сливаем, а образовавшийся лед таем при комнатной температуре. Образовавшаяся жидкость и есть дистиллированная вода [6].

1.2. Методика проведения биотестирования.

В последние 10-15 лет особое внимание уделяется методам биологического мониторинга, которые основаны на использовании живых организмов, особенно чувствительных к конкретным химическим веществам. Использование этого метода не требует больших экономических затрат, а также позволяет оценить качество среды в случаях, когда отсутствуют сведения о загрязнителях.

Биомониторинг является составной частью экологического мониторинга и включает в себя следующие подсистемы: биотестирование, биоиндикацию и биоаккумуляцию [2].

Под биотестированием обычно понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих о опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. Важное условие проведения биотестирования – использование генетически однородных тест-объектов. Это позволяет обеспечить необходимую сходимость и воспроизводимость результатов исследований. В ходе биотестирования исследуется тест – функция тест-объекта.

Тест-функция – это жизненная функция или критерий токсичности, используемые в биотестировании для характеристики отклика тест-объекта на повреждающее действие среды.

Для растений выделяют следующие тест-функции, используемые в качестве показателей биотестирования для различных объектов:

• энергия прорастания семян;
• длина первичного корня и др [5].

Проведение биотестирования.

На дно чашек Петри укладываются кружки фильтровальной бумаги, на которую наливают по 5 мл исследуемой жидкости. На фильтры рассыпают по 50 штук мелких семян: салата, мака, горчицы или др.

Чашки Петри закрывают крышками и помещают в термостат при температуре  +25- +260 С. Контроль чашка с теми же семенами, в которой фильтр увлажнен дистиллированной водой. После прорастания семян в контроле на 50% производят их подсчет. Данные по всхожести в опытных вариантах выражаются в процентах к контролю, который принимается за 100% [5].

1.3. Методика проведения анкетирования.

При выполнении исследовательской работы нами было проведено анкетирование среди жителей села и учащихся школы, с последующей статистической обработкой и анализом полученных данных. В анкетировании приняли участие 40 человек.

Порядок проведения анкетирования:

1. подготовили анкеты;

      2.  проведение тестирования, каждый из респондентов заполнял анкету самостоятельно, чтобы   избежать влияния со стороны;

3. обработка и анализ полученных результатов.

Вопросы анкеты:

1. Как часто вы употребляете сырую воду?

А) всегда;          Б) иногда;         В) никогда.

2. Вам известны способы очистки питьевой воды?

А) Да (назовите)………………………………………..

Б) Нет.

3. Какой метод очистки питьевой воды используют у вас  в семье?  ...............

Обработка результатов:

1. общее количество опрошенных приняли  за 100%;
2. на основании полученных результатов сделали вывод.

II ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Обработка анкетных данных

1. 80 % опрошенных часто употребляют сырую воду.

2. Самыми популярными методами очистки воды являются фильтрование и кипячение.

3. В домашних условиях чаще всего используют фильтрование.

2.2.Очистка водопроводной воды

Возьмем 7 мерных конических плоскодонных колб и нальем в них по 200 мл водопроводной воды.

В колбе под №1 воду будем очищать методом фильтрования.

Воду в колбе №2  подвергаем кипячению.

В колбе под №3 воду очищаем методом отстаивания.

Воду в колбе №4  замораживаем и получаем дистиллированную воду.

В колбе под №5  воду будем насыщать ионами кремния, для этого помещаем в воду  кварц (SiО2).

В колбе  №6  будет находится обычная водопроводная вода.

2.3.Проведение биотестирования.

Через сутки продолжаем эксперимент.

В качестве тест-объекта нами были выбраны семена салата. Исследуемой тест-функцией является энергия прорастания семян.

В приготовленные, пронумерованные чашки Петри поместили фильтровальную бумагу и налили исследуемую воду из шести колб. В каждую чашку поместили по 100 семян. Повторность двух кратная.

Результаты биотестирования  представлены в таблицах № 1,2

Таблица №1. Результаты проращивания семян салата в пробе №1.

Таблица №2. Результаты проращивания семян салата в пробе №2.

Таблица №3. Средний показатель всхожести  семян салата.

Таким образом, проведенное биотестирование показало, что наиболее благоприятной средой для прорастания семян послужила дистиллированная вода, всхожесть составила 90%.  

Остальные подсчеты производились относительно пробы с дистиллированной водой, ее показатель был принят за 100%.  На основании среднего показателя  двух проб  по всхожести семян, можно расположить используемые методы очистки воды в следующем порядке:

• Отстаивание;
• Кипячение;
• Очищение кремнием;
• Обычная водопроводная вода;
• Фильтрование.

Отсюда видно, что широко распространенный среди населения  метод очистки воды – фильтрование, находится на последнем месте по результатам биотестирования, а кипячение на втором.

ВЫВОДЫ: 

1. В ходе проведенной исследовательской работы  выдвинутая нами гипотеза подтвердилась. Очищенная питьевая вода действительно оказалась полезней водопроводной.
2. Проведенное анкетирование показало, что 80%  респондентов пьют только очищенную воду. Самыми популярными способами очистки воды являются кипячение и фильтрование.
3. При выполнении работы были изучены и опробованы в лабораторных условиях различные способы очистки водопроводной воды (фильтрование, кипячение, отстаивание, замораживание, насыщение ионами кремния,).
4.  При помощи тест-объектов было установлено, что наибольший процент всхожести семян в дистиллированной воде, наименьший в воде очищенной путем фильтрования.
5. Оценивая полезность способов очистки воды можно сделать следующий вывод: наиболее полезным способом очистки воды является ее дистилляция – замораживание. Самый распространенный среди населения способ – фильтрование, оказался не таким уж  хорошим. Более полезным в домашних условиях будет использование метода отстаивания воды.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Большая серия знаний. Химия/ Коллектив авторов. м.: ООО «ТД «Издательство Мир книги», «Русское энциклопедическое товарищество», 2007.-128 с.:ил.
2. Большая серия знаний. Биология/ Коллектив авторов.-М.: ООО «ТД «Издательство Мир книги», «Русское энциклопедическое товарищество», 2006.-128 с.:ил.
3. Новейший полный справочник школьника: 5-11 классы: в 2-х т.: Биология; Химия; Математика; Физика; География. – М.: Эксмо, 2009.-576 с.
4. Рубинов П.Д. Химия: полный курс. 8-11 классы. Мультимедийный репетитор (+CD).- СПб.: Питер, 2011.-336 с.: ил.
5. Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды: Учеб. пособ. для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2003.-288 с.

Используемые интернет сайты:

6. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%B0
7. http://engineeringsystems.ru/o/otstaivanie-vody.php
8.  http://www.chudovoda.ru/info/news/30

Приложение 1

Рекомендации:

1. Ответственнее относится к выбору способа очистки питьевой воды;
2. Помнить о том, что во время процесса очищения из воды удаляются не только не нужные и опасные для организма вещества, но и полезные компоненты;
3. Очищать питьевую воду только при необходимости, если она действительно не надлежащего качества;