Экологический проект «Качество родниковой и водопроводной воды»
проект по экологии (10 класс) на тему

Российский национальный юниорский водный конкурс-2013

Проект на тему:

«Качество

родниковой

и водопроводной воды»

Подготовила:

ученица МКОУ СОШ № 10

с. Крымгиреевское

Евсюкова Юлия

Руководитель:

Турченко Елена Сергеевна

учитель химии и биологии

Аннотация

Проект «Качество родниковой и водопроводной воды» был проведен с целью,  определить качество родниковой и водопроводной воды, отдельно и после  их смешивания. Почему именно эта тема проекта?  В нашем селе раньше пользовались родниковой водой, и действовал автономный водопровод. После проведения центрального водопровода, родники утратили свою актуальность и были заброшены. Но в настоящее время из-за частых перебоев с водой опять частично происходит водоснабжение  в селе родниковой водой. Мы считаем, что это хорошая альтернатива для борьбы  с проблемой недостатка питьевой воды. И решили проверить качество родниковой и водопроводной вод.

 Во время выполнения проекта были выполнены следующие задачи:

1. Изучить показатели качества воды;
2. Изучить нормы СанПиНа для питьевой воды;
3. Проверить органолептические показатели воды;
4. Определить качества воды методами химического анализа;
5. Обобщить результаты и сделать вывод.

Предметом исследования является показатели качества водопроводной и родниковой воды. В ходе проекта  проанализировали  информацию об огромной  роли воды в существование и процветание жизни на нашей Планете. Убедились, что вода, конечно, влияет на здоровье человека. И для того, чтобы это влияние было положительным вода должна быть высокого качества. В настоящее время существуют пять основных условных показателей качества питьевой воды: химические, органолептические, токсикологические, микробиологические, общие.  Мы проверили качество воды родниковой, смешанной (родниковой и водопроводной) и водопроводной. Для определения качества воды использовали     химические и органолептические   методы исследования. Выводы работы подтвердили нашу гипотезу, что вода родниковая соответствует норма СанПиНа и чище, чем водопроводная, но   при этом более жесткая. Учитывая глобальность проблемы с недостатком пресной чистой воды, мы видим своей главной задачей сохранение наших родников.                                                                                                                                                        Предложения по сбережению воды 

• Строгий контроль за соблюдением режима хозяйственной деятельности в пределах водоохранных зон;
• активное экологическое просвещение населения
• своевременный ремонт кранов, сливных бачков;

•    принимать душ, а не ванну,   в душе использовать экономичный рассеиватель с меньшим диаметром отверстий; уменьшить напор воды;
• для мытья посуды использовать посудомоечную машину;
• в жаркие дни держать в холодильнике воду для питья, а не пускать ее из крана до тех пор, пока она не станет холодной;
• на производстве:
• строительство водоочистных сооружений.

Содержание

                                                                                                               Стр

Введение……………………………………………………………………….. 3

1. Влияние качества воды на здоровье человека………………………… 4

1.1. Показатели качества воды…………………………………………....... 4

    1.2. Чем же грешит водопроводная вода?................................................5

2. Исследование качества питьевой воды…………………………………. 6

    2.1.   Органолептические показатели воды………………………………… 6

    2.2. Содержание взвешенных частиц………………………………………. 6

    2.3. Определение цвета (окраски)…………………………………………..  7

    2.4. Определение прозрачности  воды …………………………………….  8

    2.5. Определение запаха воды……………………………………………… 8

3. Определение качества воды методами химического анализа

   3. 1. Водородный показатель (pH)…………………………………………    9

   3. 2. Определение карбонатной жесткости воды…………………………. 10

   3.3. Обнаружение общего железа………………………………………….. 10

Выводы…………………………………………………………………………  11

Заключение……………………………………………………………………..  11

Литература……………………………………………………………………..  12
Приложение…………………………………………………………………….. 13

Введение

      Самое распространенное вещество на нашей планете – это вода. Существование человечества немыслимо без нее.  Вода обладает рядом уникальных свойств, необходимых для поддержания всех форм жизни на Земле. Из всех природных ресурсов вода является самым удивительным, так как после использования она по-прежнему остается водой. Вода относится к  неисчерпаемым ресурсам, однако перед человечеством встает угроза водного дефицита. Почему? Нас, людей, стало больше, поэтому значительно возросло водопотребление: для обеспечения коммунального и промышленного водоснабжения во всем мире расходуется почти 600 куб. км пресной воды. Из них только 150 куб.км воды расходуется безвозвратно, а остальная, загрязненная сточная вода поступает обратно в реки и водоемы, отравляя, делая непригодными для человека и жизни. Именно поэтому в настоящее время особенно  актуальна проблема сохранения  водных ресурсов.
 Водный кризис угрожает обществу не потому, что на земле не хватает воды, а потому что человек при современной организации промышленного производства, а также своей непродуманной деятельностью портит огромные количества чистой природной воды. В связи с вышесказанным проблема оценки качества воды очень актуальна.  Проблема  недостаточности  количества  водопроводной воды в нашем селе была решена следующим образом, на улицы  Школьная и Советская поставляется водопроводная вместе с родниковой  водой, а на остальных улицах идет водопроводная вода. Мы решили исследовать, как это влияет на качество воды.

Цель:      

определить качество родниковой и водопроводной воды, отдельно и после  их смешивание.

Задачи:    

6. Изучить показатели качества воды;
7. Изучить нормы СанПиНа для питьевой воды;
8. Проверить органолептические показатели воды;
9. Определить качества воды методами химического анализа;
10. Обобщить результаты и сделать вывод.

Предметом исследования является показатели качества водопроводной и родниковой воды.

.1. Влияние качества воды на здоровье человека.

Питьевая вода - важнейший фактор здоровья человека. Практически все ее источники подвергаются антропогенному и техногенному воздействию разной интенсивности. Проблема качества питьевой воды затрагивает очень многие стороны жизни человеческого общества в течение всей истории его существования. В настоящее время питьевая вода - это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая. Речь идет о требованиях к совокупности свойств и состава воды, при которых она не оказывает неблагоприятного влияния на здоровье человека как при употреблении внутрь, так и при использовании в гигиенических целях, а также при производстве пищевой продукции. Вода жизненно необходима. Она нужна везде - в быту, сельском хозяйстве и промышленности. Вода необходима организму в большей степени, чем все остальное, за исключением кислорода. Упитанный человек может прожить без пищи 3-4 недели, а без воды - лишь несколько дней. Живой клетке вода требуется как для сохранения своей структуры, так и для нормального функционирования; она составляет примерно 2/3 массы тела. Вода помогает регулировать температуру тела, служит в качестве смазки, облегчающей движения суставов. Она играет важную роль в построении и восстановлении тканей тела.

1.1. Показатели качества воды.

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

1. 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.
2. Органолептические. Этот вид показателей отвечает за вкусовые качества воды: запах, цвет, мутность.
3. Токсикологические. С их помощью контролируется отсутствие или наличие в воде в пределах допустимых норм таких опасных веществ как фенолов. свинца, алюминия, мышьяка, пестицидов.
4. Микробиологические. По ним производят определение отсутствия в воде опасной микрофлоры.
5. 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.
6. Все требования должны соответствовать требованиям СанПиНа (Приложение 1)

1.2. Чем же грешит водопроводная вода?

Как правило, питьевая вода перед подачей потребителю подвергается одному или нескольким видам очистки. Однако бывает, что такая очистка проводится с нарушениями,  либо является недостаточной. Снижает качество воды и техническое состояние водопроводных труб. В результате водопроводная вода несет большое количество посторонних веществ (бактериальная загрязненность воды, наличие в ней примесей, солей тяжелых  металлов, хлора и др.), многие из которых опасны для нашего здоровья. Превышение предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде вредит здоровью человека.

 Очень опасно присутствие в питьевой воде микроорганизмов, особенно бактерий из группы кишечных палочек и энтеровирусы, поражающих желудочно-кишечный тракт, а также вирус гепатита. Чтобы обеззаразить воду от микроорганизмов, её хлорируют.  

   Хлором обеззараживают воду, поскольку он —  способен уничтожать болезнетворные микроорганизмы. Однако с некоторыми соединениями, находящимися в воде, хлор вступает в реакцию. В результате образуются гораздо более неприятные соединения, чем сам хлор. Они придают воде неприятный запах, влияют на печень и почки.

     Иногда в питьевой воде встречается много солей соляной и серной кислот (хлориды и сульфаты). Они придают воде соленый и горько-соленый привкус. Употребление такой воды приводит к нарушению деятельности желудочно - кишечного тракта.

  Содержание в воде катионов кальция и магния сообщает воде так называемую жесткость. Постоянное употребление внутрь воды с повышенной жесткостью приводит к накоплению солей в организме и, в конечном итоге, к заболеваниям суставов (артриты, полиартриты), к образованию камней в почках, желчном и мочевом пузырях.

   Вода также отвечает за зубы человека. От того сколько фтора содержится в воде зависит частота заболеваемости кариесом.

 При длительном употреблении питьевой воды и пищевых продуктов, содержащих значительные количества нитратов, снижает способность крови к переносу кислорода, что ведет к неблагоприятным последствиям для организма.

  Многие химические вещества чаще всего вызывают рак либо воздействуют на печень и почки и как следствие – на кровь, поскольку почки и печень — “очистные органы человеческого организма”.

  Без всякого преувеличения можно сказать, что высококачественная вода – одно из непременных условий сохранения здоровья людей.

2. Исследование качества питьевой воды.

Для проведения исследовательской работы были взяты пробы воды:

1. Водопроводная вода на улице Школьной;
2. Водопроводная вода на улице Советской;
3. Водопроводная вода на улице Строителей.

Гипотеза:

Качество воды взятой на улицах Школьная и Советская будет более высокого качества, так как к водопроводной воде добавляется родниковая, но при этом она будет более жесткая, чем на улице Строителей.

2.1.   Органолептические показатели воды.

К органолептическим относятся такие характеристики, как цветность, прозрачность, вкус, количество взвешенных веществ. Органолептическая оценка даёт много информации о качестве воды.

 2.2. Содержание взвешенных частиц.

Данный показатель качества воды определяется фильтрованием определенного объема воды и последующим высушиванием осадка на фильтре. Для анализа возьмем 350 мл воды. Фильтр перед работой взвесим. Отфильтруем воду. После фильтрования осадок с фильтром высушим до постоянной массы и взвесим 

Содержание взвешенных частиц в испытуемой воде определяется по формуле

(m1 - m2)1000/V, мг/л

Где m1 – масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц, мг; m2 – масса бумажного фильтра до опыта, мг;V – объем воды для анализа, л (мл).

Вывод  наибольшее количество взвешенных частиц обнаружено в воде улицы Советской (71,25мг/л), а наименьшее – в улицы Школьной (28,5мг/л). Следует отметить, что фильтр, используемый для воды улицы Строителей, приобрел желтоватую окраску.

2.3. 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 улиц Советской и Школьной оказались бесцветными, улицы Строителей – имела незначительный оттенок.

 2.4. Определение прозрачности  воды

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 шрифт, 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 см. Чем больше высота столба, тем выше степень прозрачности.

1.    Вода улицы Строителей: читается с трудом на расстоянии 24см и 7мм.

2.    Вода улицы Советская: читается с трудом на расстоянии 27см.

     3.Вода улицы Школьная:  читается с трудом на расстоянии 26см и 4мм.

Таким образом, вода улицы Советская - самая прозрачная, степень прозрачности – 27см. Самая мутная – вода улицы Строителей, степень прозрачности -24,7см.

 2.5. Определение запаха воды  

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в неё естественным путем и со сточными водами. Определение запаха основано на органическом исследовании характера и интенсивности запаха воды при 20оС. Посторонних запахов ни в одной из исследуемых вод не обнаружено.

Полученные результаты исследования органолептических показателей воды были занесены в таблицу. (Приложение 3)

3. Определение качества воды методами химического анализа.

     3. 1. Водородный показатель (pH)

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 мы оценили с помощью  универсальной индикаторной бумаги, сравнивая её окраску со шкалой.

1.Вода улицы Строителей  pH – 6,5

2.  Вода улицы Школьной  pH – 5,5

3.Вода улицы Советской pH – 8

pH исследуемой воды находится в пределах нормы реакции. 

  3. 2. Определение карбонатной жесткости воды.

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 улицы Строителей  - нет карбонат-ионов.

2.  Вода улицы  Советской - обнаружено наличие карбонат-ионов – розовая окраска.

3. Вода улицы Школьной  - нет карбонат-ионов.

3.3. Обнаружение общего железа.

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 улицы Строителей  - более 0,1мг /л.

2.  Вода улицы Советской   - железа не обнаружено.

3. Вода улицы Школьной - примерно 0.01 мг/л

Опытным путем было выяснено, что во всех пробах содержание общего железа не превысила ПДК (предельно-допустимую концентрацию).

Выводы

Результаты исследования подтвердили, что вода в селе Крымгиреевское, поступающая через централизованное водоснабжение соответствуют СанПиНу 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды».

 На улице Школьной вода содержит наименьшее число взвешенных частиц, не имеет цвета и запаха, приближенное значение pH чуть ниже нормы, карбонат-ионы отсутствуют, но содержится незначительное количество общего железа.

      Вода улицы Советской имеет наибольший показатель взвешенных частиц и pH среды (в пределах нормы). Она наименее прозрачная, жесткая, но цвета,  запаха и содержание общего железа не обнаружено.

     На улице Строителей вода самая прозрачная, мягкая, количество взвешенных частиц наименьшее, оптимальный показатель pH, но имеет незначительный оттенок и содержит самое большое количество общего железа.

Заключение

Выводы работы подтвердили нашу гипотезу, что вода родниковая соответствует нормам СанПиНа и чище, чем водопроводная, но   при этом более жесткая. Учитывая глобальность проблемы с недостатком пресной чистой воды, мы видим своей главной задачей сохранение наших родников.

22 марта отмечается Всемирный день воды. Он отмечается не потому, что на Земле  много воды, а потому, что она всё чаще требует защиты. Учёные говорят, что в 21-м веке будут вестись войны из-за воды. Сокращение пресной воды на Земле происходит из-за неправильного использования её человеком, роста населения, уничтожения лесов, загрязнения нашей планеты. Огромные нефтяные пятна на поверхности океанов, могут привести к гибели всего живого в них.

  Мы считаем, что проблему воды, экологию в целом нужно изучать и понимать с детства. 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.     Шестакова Л.Г., Коробейникова Л.А.. Мониторинг родников на межпредметной основе// Химия в школе. – 2000. - №5. – С. 52

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

4.     Исаев Д.С. Анализ загрязнений воды// Химия в школе. – 2001. - №5 – С. 77

5.     Гусева Н.Е., Проскурина И.Н.. Разработка химического эксперимента с экологическим содержанием// Химия в школе – 2002. - №10 –С. 72.

6.     Шабрева Е.В. Современные экологические проблемы с точки зрения химика// Химия в школе. – 1997. - №1. – С.14.

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

8.  Бабич Л.В., Балезин С.А., Гликина Ф.Б. Практикум по неорганической химии,

4-е издание, переработанное. – М.: Просвещение, 1991.

Приложение 1

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

Приложение 2

Результаты определения органолептических показателей питьевой воды

Приложение 3

Определение качества воды методами химического анализа