Исследовательская работа по биологии "КАКУЮ ВОДУ МЫ ПЬЕМ? ", 7 класс

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение Калачеевская средняя общеобразовательная школа №1 КАКУЮ ВОДУ МЫ ПЬЕМ?                            Авторы:  Храмченков Сергей,                                            Корабельников Кирилл, ученики  7  «А» класса, МКОУ Калачеевская СОШ №1                                       Руководители:  Шевцова Светлана Тихоновна,                              учитель биологии, Шевырева Ольга Дмитриевна,  учитель химии. Калач 2015 Содержание 1. Введение………………………………………………………………….3 2.  Ее  величество – питьевая вода………………………………………...5 2.1. Воздействие человека на окружающую среду………………..5 2.2. Пить или не пить?........................................................................6   2.3. Методика и результаты исследования………………………...7 2.4. Общие выводы…………………………………………………11 3. Заключение……………………………………………………………..13 4. Список литературы…………………………………………………….14 5. Приложение…………………………………………………………….15 2 1. Введение.  На страницах районной газеты  «Калачеевские зори» (№ 30 (12221)) от 18  апреля     была   опубликована  статья «Будут  ли   пить   калачеевцы  чистую воду?».       Суть,     которой   такова     «…..МП   «Районное   водоснабжение» получило   предписание     устранить   нарушение   норм     по   качеству   питьевой воды. Судебное разбирательство в отношения  качества воды, поступающей из водопровода,     Управления   инициировал   территориальный   отдел   Роспотребнадзора» (Приложение 1).  Как  поняли, поднятая проблема качества воды возникла ни сегодня и не сейчас, она была выявлена сразу же при бурении первых скважин, а это не много не мало, а более   трех десятков   лет. Из   года в год лабораторные исследования неизменно подтверждали   нарушения предельно   допустимой концентрации   в   воде   тяжелых   солей.   Но   спохватились   почему­то   только сейчас.  И пусть некоторые ответственные лица, например,  начальник отдела строительства   транспорта и ЖКХ администрации района Павел Ржевский утверждает, что  ситуация не критическая – в других районах положение дел похлеще.   Но     нас,   как   и   наших   земляков,     это   тема     не   заставляет   быть равнодушным. Почему? Пусть мы и юны, но понимаем,  чем может  сказаться некачественное  употребление        питьевой  воды  на    здоровье. Недаром  же Всемирная   Организация   Здравоохранения   окружающей среды  разрушает здоровье человека на 40%.   констатирует,   что   экология Познакомившись   с   материалом   статьи, ответственных   лиц,     обсудив     вопрос     мнением   некоторых   с   качества   питьевой   воды   одноклассниками   на заседании   внеурочного занятия «Я ­ исследователь», 3 родителями,   родственниками   решили   провести     собственные   исследования   выбранную   тему (Приложение   2).   На   основании   выше   изложенного   исследования считаем актуальной. Цель:   исследование   качества   питьевой   воды,   поступающей   из водопровода. Для выполнения поставленной цели были  определены  задачи: 1. Изучить  и проанализировать литературные источники  о  воздействии воды на организм  человека. 2.   Разработать     анкету   и   провести     социологический   опрос     среди учащихся параллели, в которой  учимся. 3. Провести  лабораторные исследования качества питьевой воды. 4.   Проанализировать   полученные   данные,     сформулировать   выводы, разработать рекомендации. 5.   Организовать     беседы   с   целью   ознакомления   с   результатами проделанной   работы,     опубликовать   их   в   районной   газете   «Калачеевские зори». Объект исследования: питьевая водопроводная вода. Предмет исследования:  исследования  качества питьевой воды. Гипотеза:   химический   состав   воды     представляет   опасность   для здоровья человека. Методы   исследования:   библиографический, сравнительный, экспериментальный, сбор фотоматериалов.   описательный, Практическая значимость работы заключается в том, что  выполненная работа позволит   задуматься  о качестве использованной воды  в быту и ее воздействии на организм. 4 2.  Ее  величество – питьевая вода. 2.1. Воздействие человека на окружающую среду. Вода – самое распространенное на нашей планете   и самое загадочное вещество.     Вода     сыграла   решающую   роль     в   возникновении   Земли     как планеты и жизни  на ней.  Вода – основа всех жизненных процессов, источник кислорода в процессе фотосинтеза.  Вода  является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ. Вода – это «среда обитания человека», и кладовая   жизненно   необходимых   ресурсов,   и   источник   здоровья   и вдохновения.  Роль воды для живых организмов очень велика, но  в настоящий момент человечество   стоит   на   пороге   экологической   катастрофы.   Достаточно вдуматься в цифры:  1. Воды   на Земле огромное количество, но беда в том,   что   во всех океанах и морях вода соленая.  Нам же, да и всему  живому существу нужна вода пресная.  А вот ее не так много– 6 %  .  2.   Наша     огромная   страна   занимает   142   место   в   мире   по продолжительности жизни, 36 по уровню детской  смертности и первые места по   загрязнению   атмосферы,   водоемов,   содержанию   вредных   химических веществ в почве и продуктах сельского хозяйства. 5 3.   Футурологи   считают,   что   будущие   войны   могут   возникнуть   в результате борьбы за пресную воду, так как   в настоящее время четверть населения Земли постоянно испытывает недостаток в питьевой воде. Интересно   получается,   человек   понимает   значимость   ее   величества воды,   но   почему,   то     ее   загрязняет.  Вот   почему   забота   о   получении достаточного количества пригодной для питья не оставляет человечество на протяжении   всего   его   существования.       Это   объясняется   не,   сколько   ее малым   количеством,     а   способностью   легко   загрязняться   и   становиться непригодной  для  питья  и даже для использования в сельском  хозяйстве и промышленности. 2.2. Пить или не пить? Каково  качество  воды, которую  мы пьем? Что стало   причиной  не соответствия ее  санитарным нормам?  Как происходит ее очистка? Почему в чайниках   образуется   накипи,   а   краны   быстро   выходят   из   строя?   Чтобы ответить на все возникшие вопросы решили организовать экскурсию    в МП «Районное   водоснабжение»   (Приложение   2).       Из   рассказа   сотрудников предприятия узнали (Приложение 3): 1. Из 11 скважин  в работоспособном состоянии только четыре­пять. Им уже   по   два   десятка   лет.   Сейчас   работает   лишь   две   из   них.   Потому   что осталось   всего два насоса поднимающих воду из глубин на поверхность к тому же один нуждается в замене.  2. Зданиям и оборудованию уже около 30 лет. За это время никаких капитальных   ремонтов   здесь   не   проводилось   (Приложение   4).   Система очистки воды настолько устарела «морально»   и изношена физически,   что буквально   дышит   на   ладан.   В   производственных   помещениях     находятся проржавевшие трубы, по которым качают воду. В отвратительном состоянии машинное отделение. 6 3. Вода,  после забора из скважин,   подвергается очистке (Приложение 4). Общая схема очистки воды такова:  фильтрация – удаление  взвешенных частиц;  коагуляция;  обеззараживание;  стабилизация;  дегазация;  удаление запахов и привкусов;  опреснение. 4.  В  воде,  поступающей  к   потребителю,      содержится  превышающая концентрация  солей кальция и магния – превышение в 1,4 раза допустимых норм по жесткости воды. 5. Превышение норм отрицательно сказывается  не только на чайниках, кастрюлях, водогрейных и отопительных котлах или стиральных машинах, но и на здоровье человека  – возможно накопление солей в организме, развитие мочекаменной   болезни,     заболеваний   суставов   (артриты,   полиартриты), возникновение   эндокринных   заболеваний,     снижение   секретной   функции желудка, печени,  что  влечет  развитие  других заболеваний. 6.   Намечены     перспективные   планы   –   перебуравливание эксплуатационных   скважин,   разработать   проектов   модернизации   станций обезжелезивания, умягчения воды, и станции второго подъема, но для  этого нужно   войти   в   соответствующую   областную   программу.   Если   это   удастся комплексно и грамотно, то будет замечательно. Но, а пока   рекомендуется использовать  в быту  фильтры для очистки питьевой воды. 2.3. Методика и результаты исследования.    I. Социологический опрос «Какую воду мы пьем?» Решили  провести   социологический   опрос   среди   одноклассников   по проблеме питьевой воды. Составили вопросы анкеты. 1.  Знаете ли вы о проблеме загрязнения воды? 7 2.Знаете ли вы, что калачеевская вода, поступающая из водопровода,  не соответствует санитарным нормам?  3. На что больше всего расходуется вода в вашем доме? 4. Есть в вашем доме фильтры или другие системы очистки воды? 5. Должен ли каждый человек беречь воду? В   анкетировании   приняли   участие   23   человека.   Все   опрошенные   знают   о проблеме загрязнения воды. 19 человек предполагают, что калачеевская вода, поступающая   из   водопровода,     не     соответствует   санитарным   нормам. Обрабатывая полученные данные узнали, что больше всего расходуется вода в семьях семиклассников на душ (12 человек), полив огорода (5 человек), мытьё посуды(3   человека),     для   приготовления   пищи   (2   человека),   уборка   (1 человек).   Фильтры   для   очистки   воды   имеют   4   семьи.   Все   респонденты согласны с предложением беречь воду (Приложение 5,6). II. Органолептические показатели воды.      1. Содержание взвешенных частиц. Данный   показатель   качества   воды   определяется   фильтрованием определенного   объема   воды   и   последующим   высушиванием   осадка   на фильтре. Для анализа взяли   350 мл воды. Фильтр перед работой взвесили. Отфильтровали воду. После фильтрования осадок с фильтром высушили до постоянной массы и взвесили.  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). 1. Водопроводная вода –  образец № 1 – улица Черняховского: m1= 170  мг m2 =170 мг V=350мл (170 ­ 170) 1000/350=0 мг/л 2. Водопроводная вода –  образец №  2 – улица Мичурина: 8 m1=165 мг m2 =170 мг V=350мл (170­165) 1000/350=14, 3мг/л 3. Водопроводная вода –  образец № 1 – улица Коммунистическая m1=163 мг m2 =170 мг V=350мл (170­163) 1000/350= 20, 3мг/л Вывод, взвешенных частицы присутствуют в воде образцов № 2, № 3, но их количество  незначительное.   Причина    отсутствия примесей в образце № 1 – установка фильтра  на кране. 2.     Цвет (окраска). Для определения цветности воды был взят стеклянный  сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набрали воду и на белом фоне бумаги определили цвет воды. Испытуемые  воды  имела незначительный оттенок (Приложение9).    3. Прозрачность 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 печатный  шрифт 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. Все     три   образца   водопроводной     воды:   читается   с   трудом   на расстоянии более  24см.   4. Запах. 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 9 запаха воды при 20оС. Посторонних запахов ни в одной из исследуемых вод не обнаружено. 5. Мутность. Мутность воды обусловлена твердой взвесью, которая   препятствует проникновению света через воду.  Методика   работы:     мутность   исследуемых   проб   воды       оценили     с помощью лабораторного   оборудования   «Архимед»,   используя   датчик DT095А. Для этого исследуемые  пробы воды налили  в кюветы,  поместили  в измерительное гнездо датчика мутности и закрыли крышкой (Приложение 7). Датчик мутности подключили  к регистратору данных. Данные зафиксировали в таблице 1. II. Определение качества воды методами химического анализа.       1. Водородный показатель (pH) Питьевая   вода   должна   иметь   нейтральную   реакцию   (pH –   около   7). Значение pH  воды водоемов хозяйственного, культурно­бытового назначения регламентируется в пределах 6,5­8,5 Метод   работы:  pH   в   исследуемых   образцах     воды   мы   оценили   с помощью лабораторного   оборудования   «Архимед»,   используя   датчик    pH­ метр  DT016А   (Приложение   8).   В   исследуемые     пробы   воды   погрузили электрохимический датчик, подключили его  к регистратору данных. Данные зафиксировали  в таблице 2. Вывод:  pH исследуемых   проб     воды   находится   в   пределах   нормы реакции. 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. 10 Постоянная   жесткость   (некарбонатная)   вызвана   присутствием   других растворимых солей кальция и магния. Для   определения   карбонатной   жесткости   налили   в  колбу   50  мм анализируемой  воды  и   добавили  10  капель   фенолфталеина.  Возникновение розовой   окраски   говорит   о   наличии   карбонат­ионов.   Если   окраска   не появляется, то карбонат­ионы  в пробе отсутствуют. Результаты исследования отражены в таблице 2 (Приложение 10). 3. Обнаружение общего железа. Предельно   допустимая   концентрация   (ПДК)   общего   железа   в   воде водоемов   и   питьевой   воде   составляет   0,3   мг/л,   лимитирующий   показатель вредности. Поместили 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. Опытным путем было выяснено, что во всех пробах содержание общего железа не превысила ПДК (предельно­допустимую концентрацию).        2.6. Общие выводы        В результате проведенного исследования органолептических показателей и   химического   анализа   проб   питьевой   воды   на   территории   города   Калача Воронежской области было установлено: 1. Вода всех исследуемых проб  является пригодной  для использования человеком в быту и хозяйстве.  2.   Результаты,   полученные   нами   подтверждаются   лабораторными исследованиями   образцов   воды   «Центром   гигиены   и   эпидемиологии   в Петропаловском,     Калачеевском,     Воробъевском   районах»   от   2015   года (Приложение 11). 11 3. Необходимость разумного и экономного расходования воды во всех сферах человеческой деятельности.             Рекомендуем:  1. Для устранения   избыточного содержания железа необходимо МП «Районное водоснабжение»       подготовить документы   в соответствующую областную   программу   с   целью   модернизацию  объектов и сети.   профинансировать   строительство     и 2. Для уменьшения жесткости воды применять в домашних условиях фильтры,  системы очистки воды или производить дополнительную обработку питьевой воды:  кипячение воды: обеззараживание воды и снижение её жесткости;  отстаивание водопроводной воды;   вымораживание воды: считается, что такая вода самая чистая, лучше  проникает через биологические мембраны, быстрее выводится из организма экскреторными органами;  фильтрование:   фильтры   уменьшают   жесткость   воды   и   содержание свободного хлора.   В   перспективе   планируем   провести   исследования   с   целью   сравнения эффективность очистки воды фильтрами разных типов и марок. 12 3. Заключение. При централизованном водоснабжении законодательно определено, что   должна   быть   приятной   в   поступающая   к   потребителю, вода, органолептическом   отношении   и   безопасной   для   здоровья;   при   этом подразумевается,   что   содержание   вредных   веществ   в   воде   не   должно превышать предельно допустимых концентраций. В результате проведенного исследования органолептических показателей и химического анализа проб питьевой воды выяснилось, что все источники являются пригодными для использования. Для того чтобы вода была пригодна для питья, ее надо очистить от вредных микроорганизмов, минеральных и органических примесей. 13 В нашей стране качество воды регламентировано. Воду очищают на специальных   станциях.   Сначала   фильтруют   через   слой   песка,   затем обрабатывают окислителями ­ хлором или озоном. Особенно строго следят за качеством питьевой воды в период таяния снегов и весенних паводков, так как в воду попадают различные примеси, удобрения с полей. 4. Список литературы 1. Исаев Д.С. Анализ загрязнений воды // Химия в школе. – 2001. ­ № 5 – С. 77 2. Гусева Н.Е., Проскурина И.Н.. Разработка химического эксперимента с экологическим содержанием// Химия в школе – 2002. ­ №10 –С. 72. 3. Кукушкин Ю. Н. «Химия вокруг нас» ­ М; «Высшая школа», 1992.      4. Савина   Л.А.   Детская   энциклопедия   «Я   познаю   мир.   Химия»   ­   М; «Издательство АСТ»; ООО «Астрель», 2006. 5. СанПиН   2.1.4.1074­01   «Гигиенические   требования   и   нормативы качества питьевой воды» Минздрав России, М.,  2003. 6. Шабрева Е.В. Современные экологические проблемы с точки зрения химика // Химия в школе. – 1997. ­ №1. – С.14. 7. Ширшина   Н.В.   «Химия.   Проектная   деятельность   учащихся»   ­ Волгоград: Учитель, 2007. 8. Харьковская   Н.Л.,   Асеева   З.Г.   Анализ   воды   из   природных источников  // Химия в школе. – 1997. ­ № 3. – С. 72   14 Приложение 1 15