Введение

В Оренбургской области близ Бузулукского бора стоит родная деревенька. Вокруг неё берёзовые рощи, дубы и клёны и сосновый бор и бьёт родник с святой водой.

Это село Подколки и живут там мои бабушка с дедушкой. Я очень люблю бывать у них в гостях. Мы вместе ходим за ягодами, собираем грибы, купаемся в озере, путешествуем по окрестностям. Дедушка берет меня с собой на сенокос. А с бабушкой мне нравится ходить на «Святой колодец». Это родник на краю их деревни. Название для меня показалось довольно загадочным. Мне стало интересно почему «Святой»? Что, и вода в колодце «святая»? А почему? В общем, у меня появилось много вопросов, и я стала расспрашивать бабушку. С мамой решили провести опыты с родниковой водой, хотелось узнать действительно ли вода из «Святого колодца» полезна.

Я провела анкетирование жителей села. В опросе участвовало 20 человек, которым были заданы следующие вопросы:

1. Какие ассоциации вызывает у Вас слово «Родник»?

2. Пьете ли Вы воду из родника «Святой колодец»?

3. Считаете ли Вы воду из данного источника полезной, «святой»?

4. Считаете ли вы проблему очистки и благоустройства родников актуальной?

Результат опроса:

67% опрошенных считают что «родник» – это чистая вода, для 15% родник – место отдыха, 18% ассоциируют это слово с Родиной. Все опрошенные жители пьют воду из данного источника, 75% из которых считают её полезной, а 25% анкетированных затрудняются ответить. Каждый уверен, что вопросами благоустройства родников необходимо заниматься.

Таким образом, в своей работе я попытаюсь выяснить, безопасна ли родниковая вода на примере проб из «Святого колодца»; рассказать о важности сохранения родников для нас и будущих поколений.

Предмет моего исследования – родник «Святой колодец».

Цель работы:

• исследовать качество воды из родника «Святой колодец»;
• оценить экологическое состояние источника;
• рассказать насколько важно сохранение родников для настоящего и будущих поколений, сохранение природных богатств;
• пробудить чувство ответственности за свою малую родину.

Задачи:

• изучить историю «Святого колодца»;
• сделать физико-химический анализ родниковой воды;
• провести опрос жителей деревни;
• составить рекомендации по сохранению родников и улучшению их экологического состояния.

Гипотеза:

Действительно ли вода в Святом колодце полезная?

Теперь я хочу поделиться с вами тем, что я узнала.

1.Теоретическая часть

1.1 Вода – источник жизни

Вода – одно из самых удивительных веществ. Вода является распространенным, простым, но в то же время самым сложным и таинственным веществом на Земле. Вряд ли кто-нибудь станет оспаривать это утверждение. Воде посвящено огромное количество научных работ, но до сих пор она остается недостаточно изученной. Вода считается священной основой жизни, с ней связаны важнейшие ритуалы практически всех религий. Её великолепным свойствам наша планета обязана тем, что на ней возникла и развивалась жизнь. Вода Мирового океана – колыбель жизни на Земле. Нет, и не было на нашей планете другой среды, кроме гидросферы, которая могла бы обеспечить все требования к возникновению и развитию жизни, вплоть до быстрого формирования экосистем. Согласно общепринятой сейчас гипотезе, Земля, как и другие планеты солнечной системы, образовалась из газопылевого облака и первоначально была холодной. Формирование первичной гидросферы и атмосферы шло одновременно с образованием планеты и из того же первичного вещества. Это было вещество метеоритного и кометного типа, содержащее достаточное количество льда и химически связанных газов и воды. Разогрев недр Земли за счет сил гравитации, дифференциации вещества и радиоактивного распада создавал тепловой поток, который плавил лёд, освобождал молекулы газов и химически связанную воду и вытеснял эту массу жидкого и газообразного вещества на поверхность. Так шло образование первичной атмосферы и первичной гидросферы (4,65-3,5 млрд. лет назад) за счет дегазации магмы и выбросов воды через вулканы (так называемые черные и белые “курильщики”, выбрасывающие сильно минерализованную воду с температурой 300-400градусов). Через извержения «курильщиков» до 1 км3 ювелирной (первичной) воды и сейчас ежегодно поступает в гидросферу Земли. С возникновением гидросферы в ней началась химическая (молекулярная) эволюция, приведшая 3,5 млрд. лет назад к появлению живой протоплазмы – живого органического вещества. Уже первое появление жизни происходило, по мнению В. И. Вернадского, не в форме простейшего вида, а как совокупности видов, тесно связанные со средой (водой Мирового океана) и отвечающие всем биогеохимическим функциям жизни, т.е. в виде биогеоценозов. При скорости передачи жизни, равной сотням метров в секунду, она могла в несколько дней охватить весь Мировой океан, образовав первичную биосферу и положив начало биохимической эволюции органических веществ. Одновременно с формированием первичной атмосферы и гидросферы зародился геологический круговорот воды. Запущенный первоначально процессами, начавшимися в недрах планеты, он продолжается до сих пор, но сейчас имеет геобиохимический характер, поскольку в нем активно участвует не только неживая, но и живая природа.

Основная масса воды сосредоточена в океанах. Испаряющаяся с его поверхности вода дает живительную влагу естественным и искусственным экосистемам суши. Чем ближе район к океану, тем больше там выпадает осадков. Суша постоянно возвращает воду океану, часть воды испаряется, особенно лесами, часть собирается реками, в которые поступают дождевые и снеговые воды. Обмен влагой между океаном и сушей требует очень большого количества энергии: на это затрачивается до 1/3 того, что Земля получает от Солнца.

Вода является одним из самых главных полезных ископаемых на Земле. Она – обязательный компонент клеток любого организма. Вода содержится в организмах животных и растений. В организмах млекопитающих массовая доля воды – 70%, в рыбах – 80%, в водорослях – 90%, в медузах – 95%, огурцах и арбузах-90%, даже в сухих семенах растений – 10 – 12%. В организмах идет обновление воды. В кактусах, например, вода обновляется полностью в течение 28 лет, у черепахи –  за 1 год, у верблюда – за 3 месяца, у человека – за 1 месяц. Вода для человеческого организма — это второе по значимости вещество после кислорода.

Человек примерно на 65% состоит из воды. При помощи воды в организм человека поступают все жизненно важные питательные вещества и выходят продукты метаболизма. Наибольшее количество воды в организме человека содержится в желудочном соке, наименьшее – в зубной эмали. Многие ученные считают, что человеческая жизнь, представляет собой «борьбу за воду». Вода — индикатор старения. Тело ребенка от рождения до годовалого возраста содержит 80–85% воды. При достижении возраста 18 лет содержание воды уменьшается до 65–70%, а в старости — до 25%. Многие ученые склоняются к мысли, что в обеспечении организма качественной водой и в количестве, необходимом для нормального процесса обмена веществ, заключается секрет продления молодости. Суточная потребность организма в воде определяется условиями внешней среды, а также характером работы. При нормальных условиях общий объем воды, потребляемый человеком в сутки при питье и с пищей, составляет 2-2,5 л, удаляется 50 -60% воды. При потере воды организмом 6 – 8 % влаги сверх обычной нормы, повышается температура тела. Потеря 10% воды может привести к необратимым изменениям в организме, а потеря 15 – 20% воды приводит к смерти. Без пищи человек может прожить около месяца, а без воды – не более 7 дней.

Вода участвует и в растворении веществ, в образовании крахмала, сахара, жиров, в теплообмене организма. Вода – источник питания растений, для получения теплоты и энергии, а реки, моря, океаны – средство передвижения водного транспорта и перевозки полезных грузов. Вода обладает некоторыми уникальными свойствами. Свойства эти настолько важны для живых организмов, что нельзя представить жизнь без этого соединения водорода и кислорода.

При переходе воды из твердого состояния в жидкое ее плотность не уменьшается, а возрастает, также плотность воды увеличивается при ее нагреве от 0 до 4°C, максимальную плотность вода имеет при 4°С, и только при последующем ее нагревании плотность уменьшается. Еще одним свойством воды является то, что она обладает высокой теплоёмкостью , это объясняет, почему в ночное время и при переходе от лета к зиме вода остывает медленно, а днем или во время перехода от зимы к лету так же медленно нагревается, благодаря этому свойству вода является регулятором температуре на Земле. Среди всех жидкостей вода имеет самое высокое поверхностное натяжение, исключение составляет только ртуть. Дистиллированная вода не проводит электрический ток, так как она слабый электролит. Вода кипит при температуре 100°C, а замерзает при 0°С.

Как хорошо известно, вода принята за образец меры – эталон для всех других веществ. Казалось бы, за эталон для физических констант следовало бы выбрать такое вещество, которое ведет себя самым нормальным, обычным образом. А получилось как раз наоборот. И первое, самое поразительное свойство воды заключается в том, что вода принадлежит к единственному веществу на нашей планете, которое в обычных условиях температуры и давления может находиться в трех фазах, или трех агрегатных состояниях: в твердом (лед), жидком и газообразном (невидимый глазу пар).

Прежде неисчерпаемый ресурс – пресная чистая вода - становиться исчерпаем. Сегодня воды, пригодной для питья, промышленного производства и орошения, не хватает во многих районах мира.

Самое большое количество пресной воды, мёртвым ледяным щитом покрывает Антарктиду. Средняя толщина этого щита достигает 3 тысяч метров! Если бы растаяла внезапно эта гигантская глыба, словно шапкой одевшая Южный полюс нашей планеты, уровень океана поднялся бы на 40 метров! И все же это очень немного по сравнению с массой соленой воды океанов и морей. Ведь полярные льды земного шара составляют одну четырехтысячную часть от массы вод Мирового океана. Человек в настоящее время почти не использует для своих нужд эту полярную сокровищницу. Он удовлетворяется более доступными запасами пресной воды в озерах и реках. Эти запасы постоянно обновляются. Снеговые шапки горных хребтов, синие пятна озер, голубые ленты рек – все это вода, прошедшая природный дистиллятор. Если бы не его непрерывная работа, если бы лучи солнца не испаряли непрерывно с поверхности океана воду, если бы не переносили ветры и если бы она в виде дождя, снега, града не падала на сушу, давным-давно иссякли бы реки и озера.

Нехватка пресной воды ощущается даже в таких странах, в которых с ежегодным уровнем осадков дело обстоит совсем неплохо. В конце концов, всё человечество оказалось перед необходимостью рассматривать океаны как источник воды. Снижение содержания солей в морской воде или солоноватых водах до уровня, при котором вода становится пригодной к использованию, называется опреснением. Воду можно отделить от растворенных в ней солей дистилляцией (перегонкой). Этот процесс основан на том принципе, что вода представляет собой летучее вещество, а соли являются нелетучими веществами. Допустим, что мы хотим удалить из морской воды соль. С этой целью можно нагреть морскую воду в установке. Вода испаряется при гораздо меньшей температуре, чем соль, поэтому вода выкипает, а в перегонной колбе остается соль. В другом месте установки вода конденсируется в результате охлаждения, и там ее собирают. Жидкость, полученную при перегонке после конденсации пара, называют дистиллятором.

Питьевая вода и чистая вода — не синонимы. Чистая вода, в отличие от воды питьевой, неопределенный термин. Для химика чистая вода — дистиллят, свободный от примесей; для рыболова — вода, в которой водится рыба; для микробиолога — вода, в которой могут обитать бактерии, а для производственника — вода, которая годится для производственных процессов. Питьевая же вода всегда должна отвечать определённым установленным стандартам.

Парадоксальный факт: вода необходима для жизни, но она же является и одной из главных причин заболеваемости в мире. Опасность может быть микробиологической: вода в природе содержит множество микроорганизмов, вызывающих у человека заболевания (холера, тиф, гепатит, гастроэнтерит и др.). Загрязнение может быть и химическим, с немедленными или отсроченными последствиями. Вода должна быть не только очищена от этого загрязнения, но и быть приятной на вкус.

1.2 Особенности родниковой воды

Родниковая вода! Сколько приятных ассоциаций вызывает данное словосочетание: журчание и кристальная прозрачность холодной воды, удивительный вкус. Напившись один раз родниковой воды, будешь помнить об этом всю свою сознательную жизнь. До сих пор бытует старинное поверье, что напившись родниковой воды, получаешь живительную силу самой матушки земли. Да, оно и правильно!

Где бы мы ни жили, но везде найдется свой родник (ключ, источник), к которому ходят за водой, а живительную влагу считают целебной. Очень часто место такого источника облагораживают, и тропа к нему не иссякает ни зимой, ни летом. Испокон веков считалось, что вода из такого источника наделена особенной целебной силой, которая способна излечить множество заболеваний. И даже вкус у нее особенный. Так ли это на самом деле, и какими свойствами обладает родниковая вода?

Ведь родник представляет собой естественный выход подземных вод на поверхность. Причины этому разные, но, как правило, это обусловлено рельефом местности и смещением слоев земной поверхности. Поэтому родники могут внезапно появиться и так же незаметно пропасть. Стремясь к поверхности, вода проходит множественные стадии природной фильтрации, самоочищаясь в процессе от ненужных примесей. Все происходит на механическом уровне, химический состав остается неизменным. К тому же, по пути, она успевает насытиться полезными микроэлементами.

Родниковые источники имеют большое значение в питании других поверхностных водоёмов, поддержании водного баланса и сохранении стабильности окружающих их биоценозов. Некоторые российские реки и водоёмы порождаются именно такими подземными источниками. Их питание осуществляется за счёт более глубоких водоносных слоёв (свыше 10–20 м), куда загрязняющие вещества с поверхности практически не проникают. По гидрохимическим особенностям воды родников можно судить о состоянии подземных вод в данном регионе. Ключевая вода берется в том самом месте, откуда она поступает из-под земли.

Вода из родника таит в себе огромное количество самых интересных загадок. Она появляется откуда-то из глубины, перед этим проделав путь во многие километры. Она такая холодная, такая журчащая, такая притягательно красивая. Казалось бы, в ней сконцентрировано все природное совершенство. Так ли хороша она, как это кажется с первого взгляда? Есть ли у родниковой воды свои недостатки?

На территории России количество родников неисчислимо, они различаются качеством и составом вод. Родниковые воды обладают лечебными свойствами, они свежи и приятны на вкус. Естественно в силу различных климатических зон и состав воды у всех разный. Именно физико-химическим составом воды и определяется целебное благотворное влияние на человеческий организм.

Но родники так же, как артезианские скважины и колодцы, подвержены загрязнению. В наше время невозможно гарантировать неизменное качество родниковой воды, так как оно зависит не только от сезонных обстоятельств (ливни, паводки, грунтовые воды). Выбросы вредных веществ от близко расположенных предприятий, сильная загазованность не оставляет никаких шансов сохраниться родниковой воде в первозданном виде. Исходя из этого, желающим испить родниковой водички лучше всего отправиться в лесопарковую либо же лесную местность, где не существует промышленных и строительных объектов, а также подальше от автомагистралей.

Безопасность употребления природной родниковой воды напрямую зависит от месторасположения источника. Трудно представить, чистый родник в центре города, с плохой экологией и высокой загазованностью. Общая санитарно-гигиеническая характеристика родникового стока на городских территориях непригодна для питья.

Хочется отметить, что плюсов за употребление родниковой воды значительно больше, чем минусов.

Перечислим ряд причин, подтверждающих данное утверждение:

• Молекулы воды имеют свойства собираться в кластеры, при этом меняется структура воды. Родниковая вода имеет "правильную структуру" "живой" воды, так как она проходит в родниковой жиле многие километры сквозь мелкий песок, насыщается микроэлементами, кластеры молекул воды разбиваются, вода идеально фильтруется.

• Химический состав родниковой воды сбалансирован самой природой.

• Температура родниковой (ключевой) воды до 6°C, что препятствует размножению в ней болезнетворных бактерий.

• Если человек часто употребляет родниковую воду, он меньше подвержен различным заболеваниям. Веками доказано, что чистая родниковая вода исцеляет многие болезни и увеличивает продолжительность жизни.

• Высокая концентрация кислорода.

• Совершенно исключено хлорирование, озонирование и другие физико-экономические воздействия.

Но, как и на всякое действие существует противодействие, так и на плюсы имеются естественно минусы:

• Употребление воды должно происходить исключительно из проверенных источников.

• Труднодоступность к источнику, в случае его расположения в овраге либо же низине.

• Вследствие разрушения органолептических свойств, воду из природных источников желательно хранить не более недели.

• Прогресс и цивилизация внесли свою лепту в экологию планеты. А ведь вода в источнике напрямую связана с жизнедеятельностью людей. В зависимости от того, какая жизнь «кипит» рядом с ключом зависит и качество воды. Очень часто повышено содержание сульфатов, фосфатов, хлора, пестицидов, тяжелых металлов, присутствует нитрито-фекальное загрязнение. Для примера: недалеко от одного из родников находилась автомастерская. Из складированных на земле старых аккумуляторов, сквозь землю просачивалась серная кислота. Содержание вредных веществ в пробе, взятой из этого источника, превышало норму в несколько десятков раз. Вода была кислая на вкус, и в ней содержалось много сульфатов.

Так, если поблизости источника находятся свалки или промышленные предприятия, в воде могут быть обнаружены такие опасные для здоровья человека элементы как свинец, никель, хром, нитраты, фосфаты, пестициды, диоксиды, ртуть, кадмий, мышьяк, радионуклиды, бром, свинец, цианиды, гербициды. Кроме того, в такой воде могут содержаться различные бактерии, кишечная палочка, нефтепродукты и множество других вредных веществ, которые могут привести к самым различным тяжелым заболеваниям.
Из всего вышесказанного следует, что во избежание нанесения серьезного урона своему здоровью следует воздержаться от употребления воды из непроверенных родников.

Хоть и мало остается родников с действительно чистой водой, но все же они есть, и все они расположены далеко от мегаполисов!

С родниками связаны многие легенды и обычаи местного населения. Воду некоторых родников местное население считает святой, целебной, используемой при лечении различных заболеваний. На некоторых родниках сооружены часовни, которые представляют собой историческую и культурную ценность.

Пейте родниковую воду, но всегда помните, дабы не нанести непоправимый вред своему здоровью – пользуйтесь исключительно проверенными источниками!

1.3 «Святой колодец». История и легенда

Родниковый источник «Святой колодец» (Приложение №1, №2) находится на краю села Подколки Бузулукского района Оренбургской области. Село основано в 80-е годы XVIII века. С 1851 года по 1934 год деревня относилась к Самарской губернии. С середины XIX века деревня находилась во владении господ Кашкаровых – представителей русского дворянского рода, происходили от легендарного князя Редеди.

С этого же времени сохранились записи о «Святом колодце», хотя не исключено и более раннее его зарождение. Ещё одно старое название источника – «Жилой ключ». У «Святого колодца» располагалось имение Георгия Алексеевича, одного из трёх братьев Кашкаровых. При усадьбе стояла часовня, в которой проходили богослужения.

В начале XX века Подколки стали притягательным местом для паломников, когда в колодце, как утверждает легенда, передаваемая в этих местах, была обнаружена икона Казанской Божьей Матери. Обнаружила икону девочка. С тех пор со всей округи съезжались сюда люди на православный христианский праздник чудотворной Казанской иконы Божией Матери, и от Троицкой церкви (где хранилась икона) несли её с большим стечением верующих к колодцу. Приезжали церковнослужители из Бузулука. Шло большое богослужение.

С 90-х годов XX века и по сегодняшний день эта традиция возрождена, на праздники у источника собирается много народу, проводится церковная служба, люди набирают воду. Считается, что эта вода обладает целительными свойствами. Планируется строительство часовни рядом с родниковым источником на пожертвования сельчан и паломников.

1.4. Географическое положение и экологическое состояние родникового источника

Село Подколки располагается вдали от города, промышленных предприятий и автомагистралей. Его окружают большие просторы полей и лесов.

Источник находится в западной части села в пятистах метрах от жилых домов и других сельскохозяйственных объектов, рядом с озером, которое он же питает (Приложение №2, №3).

Местность вокруг холмистая и родник находится метрах в пятидесяти ниже самой деревни, утопая в зелени. Вокруг произрастают клёны, дикие яблони, кусты шиповника, вязы и ивы (Приложение №4). Множество луговых цветов: хохлатка, гусиный луг, цикорий, клевер, одуванчик, лютик, крапива, репейник, очень много чистотела.

Сельчане облагородили территорию вокруг родника, соорудили сруб для защиты от попадания снега, дождей, листьев и мусора. Сделали ступени для более удобного спуска к колодцу (Приложение №5). Рядом построили дощатое небольшое помещение – часовню. В нём висят иконы, установлены скамейки – любой желающий может прийти помолиться; на праздники проходит церковная служба (Приложение №6). В будущем на этом месте планируется строительство небольшой капитальной часовни и реконструкция «Святого колодца»; в настоящее время собираются благотворительные средства.

Экологическое состояние родника на сегодняшний день в целом удовлетворительное.

1.5. Мой маршрут

К «Святому колодцу» мы ходим с бабушкой пешком. От её дома до родника около километра (Приложение №7).

2. Практическая часть

В соответствии с гигиеническими требованиями пригодность воды к питью складывается из трех составляющих:

• её эпидемиологической безопасности (вода не должна быть загрязнена бактериями, вирусами, простейшими, яйцами гельминтов и пр.);
• безвредности по химическому составу;
• хороших органолептических свойств.

Конечно, самым надежным способом оценки качества воды является её профессиональный анализ в химической лаборатории. Только так вода может быть всесторонне исследована на предмет содержания потенциально вредных для здоровья примесей, оценен ее уровень кислотности, загрязненность сточными водами, фекалиями и пр. Только в химической лаборатории специалист сможет сравнить полученный образец с санитарными нормами и выдать достоверное заключение о пригодности воды к питью. Но провести анализ воды по физическим показателям можно и в домашних условиях.

2.1 Физико-химический анализ воды

К физическим показателям воды относятся: температура, запах, привкус, цветность, мутность, прозрачность, электропроводность.

К химическим показателям относятся: водородный показатель (рН), общая минерализация (сухой остаток), жесткость, кислотность, щелочность, окисляемость, микроэлементы, ионный состав, радиоактивные вещества.

Опыты я проводила вместе с мамой. Мы взяли пробу воды из родника «Святой колодец».

Опыт №1 Определение температуры родниковой воды

Температуру определяли сразу после отбора пробы. Измерение проводили возле источника. Температура воздуха на улице при этом составляла 3°C. Мы набрали воду в чистую стеклянную банку. Погрузили в неё термометр для измерения температуры воды и держали 5 минут. Результат занесли в таблицу 1.

Опыт №2 Определение цвета воды и прозрачности

В чистую стеклянную прозрачную бутылку налили воду. Для определения цветности воды с обратной стороны приложили лист белой бумаги. Чтобы определить прозрачность, образец рассматривали сквозь воду на свет. Результат занесли в таблицу 1.

Опыт №3 Определение вкуса и запаха

Тестирование проводится исключительно при помощи органов чувств. Для этого нагрели воду до 20°C, после чего приступили к диагностике. Закрыли бутылку крышкой, взболтали. Открыли и осторожно, неглубоко вдыхая воздух, сразу же попытались определить характер и интенсивность запаха. Для определения вкуса испытуемую воду набирали в рот, порциями, не проглатывая, и задерживали на 3-5 секунд. Результат занесли в таблицу 1.

Опыт №4 Определение кислорода в воде

Стеклянную прозрачную банку наполовину наполнили родниковой водой, плотно закрыли крышкой и оставили на сутки. На стенках ёмкости появилось большое количество пузырьков (чем больше пузырьков в воде, тем больше содержится в ней кислорода). Результат занесли в таблицу 1.

Опыт №5 Определение жёсткости воды

У нас нет в наличии приборов, как в лаборатории, поэтому воду мы кипятили. При воздействии высоких температур осаждаются соли кальция и магния. Поэтому, если вода жёсткая, образуется накипь. Результат занесли в таблицу 1.