Исследовательский проект на тему: «Качество питьевой воды»
проект по биологии (8 класс)

III ГОРОДСКАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ШКОЛЬНИКОВ

«ЭКОЛОГИЯ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ»

Секция: «Эко просвещённый город»

«Качество питьевой воды»

Автор:

Лущик Александра

ученик 8 «Ж», МБУ «Школа № 70»

г.о. Тольятти, Самарской обл.

Научный руководитель:

Кормушина Наталья Геннадьевна

учитель биологии высшей категории,

МБУ «Школа № 70»

г.о. Тольятти, Самарской области

2025

Оглавление

Введение_________________________________________________________3

Глава 1. Определение качества воды в лабораторных условиях

Определение рН в лабораторных условиях_________________________________________________________5

Определение жесткости воды в лабораторных условия _________________________________________________________6

Глава 2. Значение воды для человека

Необходимость питьевой воды в жизни человека____________________7

Какую воду пьют жители нашего города ________________________ 8

Способы очистки воды в домашних условиях_________________________________________________________10

Глава 3. Способы определения органолептических показателей воды

Исследования качества воды простыми способами_______________________________________________________13

Исследование зависимости времени закипания воды от её качества____15

Заключение______________________________________________________ 17

Список используемых источников и литературы______________________________________________________18

Введение

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) ежегодно в мире из-за низкого качества воды умирает около 5 млн. человек. Инфекционная заболеваемость населения, связанная с водоснабжением, достигает 500 млн. случаев в год. Это дало основание назвать проблему водоснабжения доброкачественной водой в достаточном количестве проблемой номер один.

В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, состав и соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород. Из грунта атмосферная вода поглощает углекислоту и становиться способной растворять по пути своего движения минеральные соли.

Проходя через породы, вода приобретает свойства, характерные для них. Так, при прохождении через известковые породы, вода становится известковой, через доломитовые породы - магниевой. Проходя через каменную соль и гипс, вода насыщается сернокислыми и хлористыми солями и становится минеральной.

Но всегда ли мы отдаем себе отчет в том, что значит для нас вода – эта бесцветная, без запаха и вкуса жидкость? В сущности говоря, она почти ничего нам не стоит в повседневной жизни, но бывают моменты, когда за один глоток воды человек готов пожертвовать всем. Человек способен неделями обходиться без пищи, а вот без воды – только два-три дня. И вообще в нормальных условиях, воды в свой организм он должен вводить в два раза больше (по весу), чем пищи.

Эта состоящая из водорода и кислорода жидкость нужна не только для поддержания жизни человека. Без нее немыслима практически ни одна сфера производства. Незаменима она и в сельском хозяйстве.

Проблема исследования:

Недостаточно информации о качестве воды, используемой в быту в городе Тольятти.

Объект исследования:

Питьевая вода из разных источников.

Предмет исследования:

Качество питьевой воды.

Цель проекта:

Показать огромную значимость и важность воды в жизни

Задачи проекта:

1. Изучить литературу по теме проекта.
2. Определить качество воды в лабораторных условиях.
3. Оценить пригодность питьевой воды к употреблению.
4. Провести опрос среди школьников на предмет осведомлённости по данной теме.

Гипотеза исследования:

Если вода не имеет достаточно выраженных вкуса и запаха, а также если pH и жесткость воды удовлетворяют ПДК, то вода централизованного источника водоснабжения в Тольятти пригодна к применению.

Методы исследования:

Изучение научно-познавательной литературы, наблюдение, анализ, синтез, обобщение, сравнение, опрос учащихся.

Практическая значимость:

Я считаю, что мой проект принесёт значимую пользу людям, так как важность употребления человеком именно чистой воды очень высока.

Продукт проекта:

Выступить перед учащимися 6 классов

ГЛАВА 1. Определение качества воды в лабораторных условиях

Выверка из лаборатории.

Мне выпала возможность подтвердить свою гипотезу в лабораторных условиях. Я обратился в службу Канализационно-очистных сооружений города Тольятти к лаборанту Артёму Павловичу с просьбой «Нельзя ли в лабораторных условиях проверить качество питьевой воды?» И мне разрешили. В лабораторных условиях мы проверили эти показатели.

Определение рН в лабораторных условиях

С помощью прибора pH- метра - 410 мы определили кислотность воды в образцах.

(Прибор рН метр - 410)

Норма pH 6,5-8,5. Результаты определены в таблице 3

Таблица 3

В результате исследования видно, что pH воды из реки выше нормы. Как объяснил Артём Павлович из-за минералов, содержащихся в бутилированной воде, нарушается рН. В остальных образцах вода в пределах нормы. Мне так же объяснили, что при низком рН вода обладает высокой коррозионной активностью, а при высоких уровнях (рН>11) вода приобретает неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Именно поэтому для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6,5-8,5. Из наших исследований следует, что вода из под крана, имеет нормальную кислотную среду и лучше, чем из реки.

Определение жесткости воды в лабораторных условиях

Следующее исследование воды мы проводили на жесткость. В общем случае, жесткостью воды называется содержание в ней растворимых солей кальция и магния. Если жесткая, то, взаимодействуя при высоких температурах, образуются малорастворимые соли, поэтому жесткие воды могут образовывать накипь и отложения на бытовой технике, котлах, трубопроводах горячей воды. Жесткость воды для питьевых целей ограничена концентрацией 7 ммоль/л.

Результаты занесли в таблицу 4

Таблица 4

Из результатов исследования видно, что по жесткости вся вода нормальная. Что касается воды из под крана, мы видим из таблицы 3 и 4, также подтвердили нам лаборанты, она пригодна для питья даже в сыром виде. Лабораторные исследования подтвердили гипотезу. Но лабораторные исследования совсем опровергли результаты исследования зависимости времени закипания воды от ее качества, так как по этим результатам (Таблица 2) выходило, что вода из реки не совсем качественная, потому что время закипания было дольше других. Какую же воду мы пьем? Оказывается, что наша вода из крана очень хорошая и качественная!

ГЛАВА 2. Значение воды для человека

Вода — прозрачная бесцветная жидкость, не имеющая запаха и вкуса. Химическая формула: Н2O. В твёрдом состоянии называется льдом или снегом, а в газообразном — водяным паром. Около 71 % поверхности земного шара покрыто водой.

Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. Еще в глубокой древности люди умели различать «живую» воду – пригодную для питья и «мертвую» - непригодную для употребления. Ученые давно установили прямую связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни. Это неудивительно, учитывая, что по данным Всемирной организации здравоохранения около 90% болезней человека вызывается употреблением для питьевых нужд некачественной воды, а также использование неподготовленной воды в бытовых целях (душ, ванна, бассейн, мытье посуды, стирка белья и т.д.)

Необходимость питьевой воды в жизни человека

Для того чтобы хорошо себя чувствовать, человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду. Качественная питьевая вода не должна иметь вредных для человека веществ и должна содержать полезные минералы, так необходимые для нормальной жизнедеятельности нашего организма.

Современный человек в большинстве случаев пьет очень мало воды, предпочитая чай, кофе, соки, газированные напитки, молоко, кефир и другие напитки. Из-за недостатка жидкости в организме происходит обезвоживание. Надо помнить, что вода – это вода, а чай, кофе, и другие напитки - это еда. И все-таки, почему надо пить воду?
• Напитки, которые содержат кофеин, такой как кола, кофе или чай, фактически стимулируют потерю жидкости и способствуют обезвоживанию.
• Питьевая вода помогает справиться с лишним весом. Просто замените высококалорийные продукты, а именно колы, лимонада, ненатуральные соки, водой и лишние килограммы начнут «уходить».
• Питьевая вода - сильное подавляющее средство аппетита; когда мы думаем, что голодны, мы всего-навсего хотим пить. Выпейте перед едой стакан воды!
• Употребление воды в достаточном количестве снижает вероятность сердечного приступа. Исследования показали, что человек, выпивающий 6 стаканов воды в день на 41% меньше подвержен риску сердечного удара, чем человек, который выпивает 2 стакана.
• Обезвоживание организма всего на 1-2% от общей массы тела может ослабить Вашу умственную способность и концентрацию.
• Головная боль – это тоже признак обезвоживания.
• Вода очищает кожу. Многие косметические средства направлены на то, чтобы увлажнить кожу снаружи. Давайте напоим ее изнутри!

• Пищеварительная система человека требует большого количества воды для того, чтобы нормально переваривать пищу.

• С водой из организма выходят токсины и вредны вещества.

Какую воду пьют жители нашего города

В городе имеются водозаборные башни. Вода выкачивается насосами из артезианской скважины с глубины 100 м.

Вода, которая находится в подпочвенном слое между двумя слоями пород, которые не пропускают воду через себя, называется Артезианской. Особенность артезианской воды в том, что толща земли создает избыточное давление, позволяющее получать доступ к этим водам без использования насосного оборудования. Грунтовые воды из скважин получают с обязательным использованием насосов, а артезианские воды называют напорными. В случае устройства артезианской скважины необходимо обязательное согласование и регистрация скважины, поскольку вода в недрах считается национальным достоянием государства.

С целью защиты водоисточника от внешних загрязнителей вокруг башни находится водоохранная зона (100 м), она исключает нахождение каких – либо объектов – загрязнителей возле источника.

Качество - это характеристика состава и свойств воды, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования.

Показатели качества - это перечень свойств воды, численные значения которых сравнивают с нормами качества воды.

Нормы качества - это установленные значения показателей качества воды для конкретных видов водопользования.

СЭС ведет регулярный контроль за качеством воды. В опасные климатические периоды (половодье, дождливая осень) обязательно берутся пробы на бактериологическое и химическое загрязнение воды. Случаев эпидемий связанных с качествами воды среди жителей города не наблюдалось за все время, которое я помню. Но от случайных загрязнений не застрахованы, так как сети трубопроводов подвергаются частым ремонтам и при этом из внешней среды в воду могут попасть загрязнители.

И просто замечательно, что наша вода не подвергается никаким способам химической отчистки. Самым дешевым реагентом для обеззараживания воды является хлор. Незначительное количество хлора добавляют в воду только в жаркий период для профилактики заболеваний.

Вода, не содержащая никаких солей, способна разбалансировать работы всего организма. Поэтому кипячение воды не всегда оправдано. Но и повышенная минерализация, высокое содержание железа, цинка, нитратов, сульфатов также приводит к различного рода заболеваниям. Из источников я узнал, что подавляющее большинство россиян (80%) чаще всего используют водопроводную воду в качестве питьевой. Я провел исследование в школе. «Какую воду предпочитают учащиеся нашей школы?» Из числа опрошенных водопроводную кипяченую воду пьют 21%; обычную воду из-под крана - 71%, воду, очищенную бытовым фильтром,- 8%.

Диаграмма 1

Способы очистки воды в домашних условиях

Вода из систем централизованного водоснабжения без специальной дополнительной обработки однозначно не является питьевой. Но для нормального функционирования организма нужна вода, сбалансированная по составу солей, микроэлементов и не содержащая вредных примесей и механических добавок. Существует несколько способов очистки воды в домашних условиях, но для начала я решил узнать у одноклассников «Каким способом Вы очищаете воду в домашних условиях?»

Способ очистки воды кипячением.

В результате этого процесса легко удаляется из воды хлор, сероводород, убивается большинство болезнетворных микробов, удаляются из воды соли кальция и магния. Вода делается мягче, ее структура меняется. Но кипячение ухудшает химический состав воды, вместе с тем повышается концентрация растворенных веществ, не удаляются вредные частицы, такие как калий, ртуть, нитраты и пестициды. Не все микроорганизмы гибнут при 100 градусах. При длительном кипячении концентрация растворённых веществ повышается, поскольку сокращается объем жидкости. Длительное кипячение ещё более усугубляет химическую обстановку. Кроме того вода становится невкусной. Пить кипяченую воду целесообразно только тогда, когда нет другой возможности очищения воды.

Способ очистки воды отстаиванием.

Один из самых простых способов очистки воды в домашних условиях - отстаивание водопроводной воды. Наливаем воду в стеклянную банку и оставляем ее, не закрывая крышкой, на 6-7 часов и более. За первые 3-4 часа из воды испаряются летучие примеси, а соли тяжелых металлов осядут за следующие 2-3 часа. После того, как вода отстоялась, сливаем ¾ воды в новую емкость, а остаток выливаем.

При отстаивании воды не менее 3-х часов снижается концентрация свободного хлора, но практически не удаляются соли тяжелых металлов и другие вредные для организма вещества.

Способ очистки воды замораживанием.

В настоящее время не так-то просто найти снег, который превратится после таяния в чистую, полезную для здоровья воду. Те, кто верит в целебную силу талой воды, идут на хитрость, замораживая воду дома, в морозильнике.

Наиболее полезной считается та вода, которая оттаивает быстрее всего — она содержит наименьшее количество примесей. Свойства талой воды сохраняются в течение 7–8 часов после размораживания льда, но для получения ощутимого целебного эффекта лучше пить талую воду сразу же после размораживания.

Вода наливается в емкость, ставится в морозилку на 4-5 часов, в результате чего на поверхности успевает образоваться тонкая корка льда, в которой содержится дейтерий.

Температура льды и воды практически одинаковая, корку надо убрать и далее поставить емкость в морозилку еще на пару часов. Когда жидкость замерзла наполовину, вода сливается, а лед остается размораживаться. Таким образом, вода проходит процесс двойной очистки.

Способ очистки воды фильтрованием.

Угольные фильтры, применяемые дома, предназначены для удаления органических примесей, хлора. Угольные фильтры наиболее эффективны и экономичны для очистки воды от разных запахов. В качестве фильтра применяется активированный уголь. Данный фильтрующий материал позволяет эффективно очистить воду от хлора и хлорорганических соединений. Кроме того, он значительно улучшает такие свойства воды как вкус, запах, цвет. Загрязняющие вещества лишь частично задерживаются порами фильтра на его поверхности. Со временем эффективность фильтрующего элемента уменьшается и качество получаемой воды непредсказуемо ухудшается.

ГЛАВА 3. Способы определения органолептических показателей воды.

Органолептическими называют те качества воды, которые воздействуют на органы чувств человека и оцениваются по интенсивности восприятия. К органолептическим показателям качества воды относятся: цветность, мутность, прозрачность, запах, вкус и привкус. Абсолютно чистая с химической точки зрения вода не имеет этих качеств, так как не имеет запаха и вкуса, однако, такая вода в природе не встречается и не употребляется в качестве питьевой.

Исследования качества воды простыми способами.

Можно разными способами определить, является ли вода идеалом из идеалов, или же всё-таки с ней что-то не в порядке. Я использовал 3 способа

Первый – самый простой способ – просто попробовать воду. Если её приятно пить, если нам нравится её вкус, её запах, она прозрачна и в ней нет мутного осадка, то воду можно не очищать.

Определение вкуса и привкуса.

Различают 4 вида вкуса: солёный, кислый, сладкий, горький. Остальные вкусовые ощущения называют привкусами. Вкус и привкус определяют в сырой воде при комнатной температуре и 60⁰С. Испытуемую воду я набрал в рот малыми порциями, не проглатывая, задержал на 4-6 сек. И определил характер и интенсивность вкуса.

Таблица 1

Оценка интенсивности вкуса, привкуса

По интенсивности вкуса исследуемые образцы воды можно распределить следующим образом:

Вода из крана, вода из колонки, – имели слабый вкус- оценка интенсивности вкуса – 1балл. Вода из скважины – имела специфический вкус-2 балла. Воду из реки я не пробовал.

Второй способ – который я использовал, налил исследуемые образцы воды в прозрачные ёмкости и дал ей постоять три дня. Если вода не очень хорошего качества, то это будет видно сразу – в ёмкости она будет мутного зеленоватого цвета, а через два дня на дно выпадет осадок, стенки покроются налётом, а на поверхности появится маслянистая плёнка.

С другой стороны, если вода прозрачна, за два дня не выпадает осадок, стенки ёмкости не загрязняются, на поверхность ничего не всплывает, то вода чистая.

В нашем случае было видно (на черном фоне), что в воде не выпало осадка, и стенки емкости не загрязнились. Лишь в емкостях №3 и №4, где находилась вода из скважины и из реки Волга, вода немножко отличалась по прозрачности.

Определение прозрачности воды.

Прозрачность воды зависит от количества механических взвешенных нерастворимых в воде частичек (мути), химических соединений (например, гидрата окиси железа) или присутствия микроорганизмов и фитопланктона.

Определение осадка воды.

Третий способ, который я использовал – капнул небольшую капельку воды на предметное стекло, всего 4 образца. Когда капля высохла, то я обнаружил, что в воде находятся соли. Во всех четырех образцах имелся осадок, только в 1 и 2 образцах (вода из крана и вода из колонки) он был меньше, чем в образцах 3,4. Как объяснил учитель, что в воде имеются соли, которые при испарении остаются на поверхности.

Исследование зависимости времени закипания воды от её качества

Помимо описанных выше способов очистки воды в домашних условиях существует, как я знаю, ещё один.

Предположим, что время закипания воды зависит от качества, «чистоты» воды.

Допустим, что по количеству вредных примесей или механических добавок наши образцы воды имеют следующие условные показатели качества:

«плохое» - вода из реки Волга,

«удовлетворительное» - вода из скважины,

«хорошее» - вода из колонки и вода из крана,

Если это так, то время закипания воды будет уменьшаться от первого образца воды к последнему.

Были проведены 4 измерения времени закипания приготовленных образцов воды на электрической плите.

Материалом для исследования является вода из колонки и вода из крана, вода из скважины и вода из реки Волга.

Каждая порция воды бралась в объеме 1000 мл. и при температуре 20°С.

Приборы, применяемые в исследовании:

1) эмалированная кастрюля для плит,

2) электрическая плита,

3) часы с секундомером

Проведение опыта

Результаты всех произведенных измерений отображены таблицы 2.

Время закипания воды на электрической плите

Таблица 2

В результате проводимых исследований мы установили, что дольше всего нагревается вода из реки, быстрее всего – вода из крана.

По результатам исследования можно сделать вывод, что проводимое нами предположение о зависимости времени закипания воды от её качества, её «чистоты» является верным: быстрее всего закипает вода из крана (проходящая через фильтр), как самая качественная из рассмотренных вариантов, дольше всего закипает вода из реки Волга, т.е. является самой некачественной.

Заключение

Здоровье каждого человека – в его руках. Для того чтобы хорошо себя чувствовать, человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду. От качества той питьевой воды напрямую зависит наше здоровье

В результате изучения и исследования данной темы можно сделать вывод о том, что цели и задачи, поставленные в начале данной работы, были реализованы.

На основе полученных результатов сделали вывод о состоянии качества питьевой воды в Тольятти: вода, которая используется жителями нашего города, пригодна для питья и приготовления пищи и обладает хорошими качественными характеристиками.

Анализируя результаты данной работы, я пришел к выводу, что можно, не неся больших материальных затрат, снабжать свой организм качественной водой, тем самым сохранять хорошее здоровье, так как вода, которая течет в наших кранах и есть качественная. Но для уверенности в качестве воды можно установить очистительные фильтры. Сама природа нам дает все необходимое. Так давайте же, и мы будем благодарны нашей природе!

Результаты исследовательской работы могут быть интересны тем, кто беспокоится о своём здоровье и здоровье окружающих.

Список используемых источников и литературы

1. http://ru,#1042;ода.

2.

3. Ахманов М. — Вода, которую мы пьем. Качество питьевой воды и ее очистка с помощью бытовых фильтров.

4. Муравьёв А.Г. Экологический практикум. С-Пб., 2009. – 173 с.

5.