Исследовательский проект "Определение качества воды"

РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЭТАП ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ

ШКОЛЬНИКОВ ПО ЭКОЛОГИИ

Исследовательский проект по экологии

на тему

«Определение качества воды из открытых источников»

Выполнила:

Обучающаяся _10_ класса

МКОУ «Скороднянская СОШ»

 Большесолдатского района              ________          _               Е.А. Окунева__

                                                        (подпись)                                                (расшифровка подписи)

Руководитель:

Учитель биологии МКОУ

«Скороднянская  СОШ »            ____________          __Н.И.Яковлева___

                                                                                                                                                                                 (подпись)                     (расшифровка подписи)

КУРСК – 2018

Содержание

Введение...................................................................................................................3

Влияние качества питьевой воды на здоровье человека………………………6

Методика и результаты исследования.............................................................8

Заключение.............................................................................................................12

Список использованных источников...................................................................13

Приложение 1........................................................................................................14

Приложение 2..................................................................................................15

Введение

У автора «Маленький принц» Антуана де Сент-Экзюпери есть очень поэтичные и необыкновенно точные строчки:

«Вода! 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 объяснить нашими чувствами… Ты самое большое богатство на свете…»  Эти слова Экзюпери подчёркивают значимость воды для жизни на Земле.

И действительно, вода -   второе   (после   воздуха)   по   значимости   вещество,   без   которого существование человека невозможно. Известно, что организм человека на 70 – 80 % состоит из воды,  и  часть из неё ежедневно расходуется. Как же пополнить её запасы в организме? И сколько воды человеку требуется ежедневно и, главное, какая вода нам необходима. Именно от питьевой воды зависит здоровье человека. Если снизить суточное потребление воды на 3 - 5 %, это приведёт к ухудшению самочувствия, быстрой утомляемости и преждевременному старения тканей и кожи. При дефиците воды в 10% повышается риск многих заболеваний.  Постоянный недостаток воды может  привести к развитию уже серьёзных осложнений в организме.

     В среднем за свою жизнь человек выпивает 35- 40 т. воды, вместе с которой в организм попадают около 50 кг различных веществ.  Французский микробиолог Луи Пастер больше века назад сказал, что «человек выпивает 90% своих болезней». В наше время ситуация не очень изменилась. По данным Всемирной организации здравоохранения, 85% всех заболеваний в той или иной степени связаны с питьевой водой. Поэтому очень  важно, чтобы питьевая  вода была  хорошего качества. Это относится и к воде, используемой для приготовления пищи и напитков. Одним из доступных способов обеспечить себя качественной питьевой водой - установить дома фильтр. В нашем селе для питья и приготовления пищи люди используют воду из скважины, которая подаётся по трубам. Водопровод был построен в начале 80-х годов, с тех пор прошло много времени, и он сильно загрязнён осадочными веществами. Людям необходимо принимать меры для очищения водопроводной воды в своём доме, чтобы сохранить здоровье.  Но старый водопровод влечёт за собой и другие проблемы. На водопроводе часто случаются поломки и тогда селяне вынуждены брать воду для питья из открытых источников, которые находятся не в лучшем состоянии.

Вода в живых организмах выполняет различные функции: сохранение объёма, упругости клетки, растворение различных веществ. Кроме того, в живых системах большая часть химических реакций протекает в водных растворах. Вода обладает рядом свойств, имеющих исключительно важное  значение для живых организмов и в том числе для человека.

Изучив литературу, я поняла, что употребление некачественной воды может быть очень опасно.  Вода в природе содержит множество микроорганизмов, некоторые из которых вызывают у человека тяжелые заболевания, такие, например, как холера, тиф, гепатит или гастроэнтерит. Загрязнение воды может быть и химическим. При этом последствия употребления грязной воды могут наступить как немедленно, так и через несколько лет.  6789Поэтому, вода должна быть не только чистой, но и вкусной.

Для нормального функционирования организма нужна вода, не
содержащая вредных примесей и механических добавок, т.е. хорошего
качества.

Но как в домашних условиях определить качество воды?

Цель: Изучение свойств воды из открытых источников, определение её  качественных  показателей.

Задачи:
1.Овладеть простейшими методами анализа воды.
2.Освоить навыки ведения экспериментальных наблюдений и оформление
результатов.
3. Научиться анализировать полученные данные и делать выводы.

Гипотеза:  можно ли употреблять в пищу воду из открытых

источников (колодцев), расположенных в нашем селе.
Предмет исследования:  вода,  взятая из разных колодцев  села Скородное.

1. Колодец улицы Алпеевка.
2. Колодец улицы Самсоновка.
3. Колодец улицы Ханинка.
4. Колодец Ключ
5. Колодец улицы Грязновка.

В работе я использовала следующие методы исследования:
Наблюдение.

Даёт возможность описать физические объекты и явления.

Были проведены наблюдения  при  постановке опытов для определения физических свойств и качественных показателей  воды.

Сравнение.  

Позволяет установить сходство и различие предметов и явлений
действительности. Проводилось сравнение разных образцов воды.

Опыт.

 Воспроизведение какого-нибудь явления экспериментальным путём,
создание нового в определённых условиях с целью исследования, испытания.
Проводились опыты, с помощью которых  выявлялись изменение свойств
воды в зависимости от образца.

Анализ. Исследование путём рассмотрения отдельных сторон, свойств,
составных частей свойств воды.  Был проведён сравнительный анализ опытных образцов воды из открытых источников.

Обобщение. Данные, полученные в ходе опытов и наблюдений были проанализированы, обобщены, по результатам сделан вывод.

Влияние качества питьевой воды на здоровье человека. [7 ]

Наша Родина занимает первое место  в мире по запасам пресной воды. На территории России сосредоточено 1/5 её мировых ресурсов. Речной сток составляет 4270 куб. км в год., что соответствует 10% мирового речного стока, то есть по 30 тыс.кубометров на каждого россиянина. Засушливые и полузасушливые регионы мира имеют только 2% мирового тока. За источники чистой воды в некоторых странах Азии и Африки идут настоящие войны. По прогнозам, к 2025 году, в странах испытывающих умеренную или серьёзную нехватку воды, будут жить уже две трети населения нашей планеты.

В России, кроме рек, сосредоточено также более 26 тыс. кубометров пресной воды в озёрах, водохранилищах. Но при проблема загрязнения водоёмов и нехватки питьевой воды является одной из актуальных.[3 ]

По данным Всемирной организации здравоохранения, около 80% всех
инфекционных болезней в мире связанно с неудовлетворительным качеством
питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм
водоснабжения. В мире 2 млрд. человек имеют хронические заболевания в
связи с использованием загрязненной воды.
Загрязняются и грунтовые воды. Сейчас подземные источники,
используемые для питьевой воды, содержат осадочные продукты
сельскохозяйственных химикатов, пестицидов, поступающих вместе со
стоками с полей, растворителей, хлорированных углеводородов химической
промышленности.
По оценке экспертов ООН, до 80%  химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в
воду.  Ежегодно в мире сбрасывается более 420 кубических метров  сточных вод, которые делают непригодными для употребления живыми организмами  около 7 тыс. кубометров  воды.

Показатели качества воды.

В настоящее время существуют пять основных условных показателей качества питьевой воды:

Химические. По ним определяется состав и количество химических веществ и элементов, которые образовались после обработке воды перед подачей её в водопроводы. В частности определяется содержание в воде остаточного свободного хлора, серебра и хлороформа.

Органолептические. Этот вид показателей отвечает за вкусовые качества воды: запах, цвет, мутность.

Токсикологические. С их помощью контролируется отсутствие или наличие в воде в пределах допустимых норм таких опасных веществ как фенолов. свинца, алюминия, мышьяка, пестицидов.

Микробиологические. По ним производят определение отсутствия в воде опасной микрофлоры.

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.

Все требования должны соответствовать требованиям СанПиНа (Приложение 1)

Методика и результаты исследования воды из колодцев .

Определение запаха воды.[2 ] (Приложение 2)

Коническую колбу на 2/3 объёма наполняем исследуемой водой,  закроем пробкой и сильно встряхнём. Затем открываем пробку и определяем характер и интенсивность запаха. Оценку интенсивности запаха проводим в соответствии с таблицей.

 Определение цвета (окраски)

При загрязнении водоема вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20см, для водоемов культурно-бытового назначения – 10см.

Для определения цветности воды был взят стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набрали воду и на белом фоне бумаги определили цвет воды. Вода из четырёх колодцев оказались бесцветной,  вода из колодца улицы Грязновка  – имела незначительный  мутноватый оттенок.

  Определение прозрачности  воды [2 ]

Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количество взвешенных частиц глины, песка микроорганизмов, содержание химических соединений.

Для определения прозрачности воды был использован прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который налили воду. Подложили под цилиндр расстояние 4см от дна текст, высота букв которого 2мм, а толщина линии букв 0,5мм и сливали воду до тех пор, пока сверху через слой воды не стал виден этот шрифт.  Измерив высоту столба оставшейся воды линейкой,  выразили степени прозрачности в сантиметрах. Чем больше высота столба, тем выше степень прозрачности.

1.  Вода  из колодца улицы Алпеевка: текст читается с трудом на расстоянии 26 см и 8мм.

2. Вода из колодца улицы Ханинка: текст читается с трудом на расстоянии 27см.

 3.Вода  из колодца улицы Самсоновка:   текст читается с трудом на расстоянии 26см и 9мм.

4. .Вода  из колодца улицы Ключ:   текст читается с трудом на расстоянии 26см и 7мм.

5.Вода  из колодца улицы Грязновка:   текст читается с трудом на расстоянии 25см и 4мм.

Таким образом, вода из колодцев   обладает достаточной прозрачностью, степень прозрачности – 27см или около 27 см. Вода  из колодца улицы Грязновка менее прозрачна, степень прозрачности -25,4см.

Водородный показатель (pH) [5 ]

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (pH – около 7). Значение pH воды водоемов хозяйственного, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6,5-8,5

 pH в исследуемой воде я  оценивала с помощью  универсальной индикаторной бумаги, сравнивая её окраску со шкалой.

1.Вода  из колодца улицы Алпеевка имеет   pH – 7,0

2.  Вода  из колодца улицы Ханинка имеет  pH – 6,5

3.Вода  из колодца улицы Самсоновка имеет  pH – 7,0

4. .Вода  из колодца Ключ имеет  pH – 7,0

5. Вода  из колодца улицы Грязновка имеет  pH – 6,5

Вывод: pH исследуемой воды находится в пределах нормы реакции. 

Определение карбонатной жесткости воды. [4 ]

Различают общую, временную и постоянную жесткость воды. Общая жесткость обусловлена присутствием растворимых соединений кальция и магния в воде. Временная жесткость иначе называется устранимой, или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная жесткость (некарбонатная) вызвана присутствием других растворимых солей кальция и магния.

Для определения карбонатной жесткости нальем в склянку 10 мм анализируемой воды и добавим 5-6 капель фенолфталеина. Возникновение розовой окраски говорит о наличии карбонат-ионов. Если окраска не появляется, то карбонат-ионы  в пробе отсутствуют

1.Вода из колодца  улицы  Алпеевка   - нет карбонат-ионов.

2.  Вода из колодца  улицы  Ханинка   - нет карбонат-ионов.

3. Вода  из колодца улицы  Самсоновка - обнаружено наличие карбонат-ионов – розовая окраска.

4. Вода из колодца  Ключ   - обнаружено наличие карбонат-ионов – розовая окраска.

5. Вода  из колодца улицы Грязновка  - нет карбонат-ионов.

Обнаружение общего железа. [6 ]

Предельно допустимая концентрация (ПДК) общего железа в воде водоемов и питьевой воде составляет 0,3 мг/л, лимитирующий показатель вредности.

Поместим в пробирку 10мл исследуемой воды, прибавим одну каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора перекиси водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия. При содержании железа 0.1мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком – красное.

1.Вода из колодца улицы  Алпеевка  - железа не обнаружено.

2.  Вода  из колодца улицы Самсоновка   - железа не обнаружено.

3. Вода из  колодца улицы  Ханинка - железа не обнаружено.

4. Вода из  колодца Ключ  - железа не обнаружено.

5. Вода из  колодца улицы  Грязновка - железа не обнаружено.

Опытным путем было выяснено, что во всех пробах содержание общего железа   не обнаружено.

Выводы

Результаты исследования подтвердили, что вода в открытых колодцах села Скородное соответствуют СанПиНу 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды».

Вода содержит незначительное число взвешенных частиц,  практически не имеет цвета, отсутствует запах, значение pH в пределах нормы,  содержание карбонат-ионов незначительно, содержание общего железа не обнаружено. Такую воду можно употреблять в пищу.

Заключение

Выводы работы ответили на  нашу гипотезу, я доказала,  что вода из колодцев соответствует нормам СанПиНа.  Она чистая, имеет приятный вкус, но   при этом немного жесткая.

Учитывая глобальность проблемы с недостатком пресной чистой воды, я вижу  своей главной задачей   - сохранение наших  колодцев и родников.

Поэтому предлагаю ряд мер, которые направлены на поддержание открытых источников нашего села в надлежащем состоянии.

1.Расчистка стоков воды из колодцев.

2.Ремонт срубов.

3.Уборка прилегающих к колодцам территорий.

4.Создание естественных изгородей из кустарников, которые препятствуют подходу к колодцу животных и птиц.  

 Я  считаю, что проблему питьевой  воды, экологию в целом нужно изучать и понимать со школьной скамьи. И когда мы станем взрослыми – это будет наша работа, наша жизнь.

Чистая вода – это будущее нашей планеты!  

Литература
1. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества  питьевой воды» Минздрав России, М.,  2003

 2.   О.С.Габриелян  Химия. 8 класс:  учебник - М.: Дрофа, 2014. – С.205

 3.    Харьковская  Н.Л., Асеева З.Г. Анализ воды из природных источников// Химия в школе. – 1997. - №3. – С. 72

4.    О.С.Габриелян  Химия. 9 класс:  учебник - М.: Дрофа, 2014. – С.143-152

5.  Верховский В.Н., Смирнов А.Д. Техника химического эксперимента, том II. – М.: Просвещение, 1975.

6.  Бабич Л.В., Балезин С.А., Гликина Ф.Б. Практикум по неорганической химии,  4-е издание, переработанное. – М.: Просвещение, 1991.

7. А. В. Теремов, Р.А. Петросова  Биология 11 класс:  учебник, 2-е издание – М.: Мнемозина, 2012.

Приложение 1

Нормативы качества воды для хозяйственно-бытовых нужд, принятые в России. [1 ]

Приложение 2

Таблица.  Определение запаха воды.[2 ]