Исследовательская работа "Проблемы чистой воды и здоровье человека"

Министерство Образования и науки РД.

Муниципальное казенное образовательное учреждение «Зубутли – Миатлинская СОШ»

Кизилюртовского района РД

                                                                                                 Выполнила: уч-ца 10 «а» класса

                                                                                                   Нугаева Мадина Нугаевна

                                                                                                 МКОУ «Зубутли_Миатлинская СОШ»

                                                                                                 Руководитель: Садикова З.А.

2016 г.

Аннотация

Тема работы: «Проблемы чистой воды и здоровье человека». Объект исследования – вода из различных источников Кизилюртовского района
Предмет исследования – свойства и состав воды.
Гипотеза: химический состав воды в Кизилюртовском районе удовлетворяет нормам качества питьевой воды. 
Цель: Определение некоторых свойств питьевой воды и влияние ее состава на здоровье человека. 
Задачи: 
1.Исследовать воду на прозрачность,вкусовые качества,запах.

2. Исследовать воду на наличие минеральных солей,ионов.
3.Рассмотреть влияние ионов на здоровье жителей с Зубутли -Миатли
4. Исследовать воду на жёсткость.
5. Рассмотреть влияние жёсткости воды на организм человека.
6. Рассмотреть способы устранения жёсткости воды.
Методы исследования: изучение источников, анализ, эксперимент, сравнение.

 Вода – важная часть всего живого на Земле. На протяжении всех веков у людей существовал живой интерес к воде, который сохранился и до сих пор. Жизнь и вода неразделимы.Забота о получении достаточного количества воды, пригодной для питья и удовлетворения бытовых потребностей населения, сопровождает человечество на протяжении всех веков. Вследствие этого, актуальность данного исследования невозможно отрицать.
Для определения пригодности воды для питья и его качественного анализа я провела следующие исследования: определение запаха, прозрачности, окисляемости, определение железа, сульфатов ,хлоридов.Выявила, что по жесткости вода не соответствует ГОСТу, все образцы взятые для исследования не содержат ионов железа, некоторые образцы содержат сульфат и сульфид ионы, чем определяются лечебные свойства образцов № 1и 4.

Факты неопровержимо свидетельствуют о прямой зависимости здоровья человека от качества  используемой воды - ее химического состава, загрязненности.

1.Состав воды.

1.1. Свойства воды

Удивительным свойством воды является тот факт, что она представляет собой жидкость при комнатной температуре. Вещество со столь малыми молекулами, казалось бы, должно быть газообразным как аммиак. Это объясняется наличием в молекуле крошечных атомов водорода и неподеленной электронной пары на атоме кислорода, а также способностью атома кислорода притягивать электроны. Поэтому, молекулы воды оказываются связанными друг с другом сетью водородных связей. Одна молекула воды может образовать такие связи с четырьмя другими молекулами, каждая из которых способна соединяться с другими молекулами и т.д. В результате молекулы воды теряют характерную для газов способность к независимому движению и образуют подвижную жидкость.
Вода – идеальная среда для транспорта питательных веществ в клетки и вымывание минералов из горных пород. Вода необходима для жизни, потому что она создает внутри клетки среду, которая способствует миграции других молекул.
Вода переносит необходимые для функционирования живых организмов органические молекулы (глюкозу и ионы ряда элементов, в том числе натрия, калия и кальция). 

1.2.Гигиеническая оценка питьевой воды

Вся, существующая на Земле вода подразделяется на водопроводную, колодезную и открытую, к последним относятся все имеющиеся источники . Вода- важный показатель полезного и вредного, присутствующего в его составе. Бурые и зеленые подтеки, оставленные водой, говорят о наличии в ней серной и соляной кислоты. Польза и вред воды смогут поставить больного человека на ноги, а могут и способствовать образованию серьёзных заболеваний. Иногда бывает, что человек предпочитает стерильную воду, такая «чистая вода» не принесет ни какой пользы для человека. Да и минеральная вода грозит ухудшением работы желудочно- кишечного тракта, нарушениями водно- солевого обмена. Появившиеся на серебряной посуде тёмные пятна говорят о содержании в воде сероводорода. Солоноватый привкус водопроводной воды говорит о большом содержании в ней солей натрия и магния. А пятна на алюминиевой посуде говорят об избытке щелочей в данной воде. Значительное потемнение и коррозия на раковине из нержавеющей стали скажет об избыточном содержании хлоридов. Красновато- бурый оттенок водопроводной воды однозначно скажет о ржавых трубах, которые не менялись много лет.

  Простая вода- прекрасный природный лекарь. Всем известно, что железистая вода укрепляет внутренние органы, способствует прибавлению сил, помогает при заболеваниях селезёнки. Холодная вода является прекрасным средством при обмороках, головокружениях, отравлениях, болезнях кроветворной системы. Холодная совершенно необходима при сильной жаре, только ей можно утолить жажду.                 

Питьевая вода не должна содержать микробов, способных вызывать эпидемические заболевания, яиц и личинок глистов. Наиболее часто загрязнение воды происходит из-за попадания в открытые водоемы экскрементов животных и человека. Поскольку они почти всегда содержат кишечную палочку, то при исследовании воды обычно ее и ищут. Если количество кишечной палочки превышает определенный стандарт, вода считается загрязненной и не пригодной для питья.

Вторым условием оценки чистоты воды является то, что вода должна иметь безвредный химический состав. С этой целью воду исследуют на наличие  в ней ядовитых соединений и радиоактивных загрязнений. Важным химическим показателем является и жесткость воды. Наконец, вода должна быть приятной на вкус, не содержать посторонних веществ. Она должна быть чистой, прозрачной, бесцветной, не иметь запаха и привкуса. Известное значение придают и температуре воды.

Глава 2.  Жесткость Воды 

2.1.Жёсткость. Что это такое?

Питьевая вода обычно содержит растворенный газ, органические и неорганические вещества, которые в совокупности оказывают влияние на ее качество. Одним из показателей качества воды является её жёсткость. Хотя этот термин устарел и часто неправильно используется людьми и профессионалами, он остается важным критерием оценивания качества воды. Любая вода содержит кальций, что естественно. Если концентрация кальция и магния возрастает, мы говорим о повышенной жёсткости воды.
Содержание кальция в воде напрямую связано с составом геологических пород, через которые идут водные потоки. Таким образом, жесткость воды зачастую зависит от географической зоны. Вода, поступающая из районов с известняковыми породами, будет более жесткой, чем вода, добываемая из гранитных пород.

Признаки жесткости воды:

- налет на поверхности чая или кофе;
- потеря запаха блюд и напитков;
- неприятный вкус самой воды;
- жесткая вода оставляет белый налет на стенках кухонной утвари;
- в твердой воде мыло пениться хуже, а пена смывается быстрее;
- образуется белый налет на нагревательных поверхностях. 


2.2. Негативное влияние жёсткости и примесей на организм человека и бытовые приборы.
Жёсткая вода при умывании сушит кожу, в ней плохо образуется пена при использовании мыла. Использование жёсткой воды вызывает появление осадка (накипи) на стенках котлов, в трубах и т. п. В то же время, использование слишком мягкой воды может приводить к коррозии труб. Потребление жёсткой или мягкой воды обычно не является опасным для здоровья, хотя есть данные о том, что высокая жёсткость способствует образованию мочевых камней, а низкая — незначительно увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Конечно же, негативно влияет жесткая вода и на бытовую технику, например, на те же стиральные машины, электрические чайники и даже на время заваривания самого обыкновенного чая.

2.4.Грязная вода и болезни человека.

Проводились исследования вредного воздействия на здоровье человека различного рода примесей и веществ в питьевой воде.

Заболевания, возникающие при токсичном воздействии химических элементов и субстанций, находящихся в питьевой воде:

Болезнь	Возбуждающий фактор
Анемия	Мышьяк, бор, фтор, цианид, трихлорэтен.
Бронхиальная астма	Фтор.
Лейкемия	Хлорированные фенолы, бензол.
Заболевания пищеварительного тракта: А) повреждения; Б) боли в желудке; В) функциональные расстройства.	А) мышьяк, бор, хлороформ, бериллий. Б) ртуть, пестициды. В) цинк.
Болезни сердца: А) повреждение сердечной мышцы; Б) сердечнососудистые изменения; В) тахикардия.	А) бор, цинк, тетрахлорэтен, фтор, медь, ртуть. Б) бензол, хлороформ. В) динитрофенолы.
Дерматозы и экземы.	Мышьяк, альдрин, бор, хлор, фтор, кобальт, никель, пластмассы, ртуть.
Облысение.	Бор, ртуть.
Цирроз печени.	Хлор, магний, бензол, хлороформ, тетрахлорид углерода, тяжелые металлы.
Злокачественные опухоли печени.	Мышьяк, ДДТ.
Злокачественные опухоли легких.	Мышьяк, ЦАУ, бензопирен.

В с. Зубутли-Миатли по данным участкового врача-терапевта  поликлиники:

Мочекаменными болезнями страдают 350 чел.

Жёлче- каменными болезнями 180 чел.

Заболевания органов кровообращения 612 чел.

Язва желудка 90 чел.

Гастрит 195 чел.

А кариес- у каждого второго жителя села. Эти факты свидетельствуют о прямой зависимости здоровья человека от качества используемой воды- её химического состава, загрязненности. Поэтому только лабораторный анализ воды позволяет судить о её чистоте.        

Глава 3. Экспериментальная часть.
Для определения опытным путём были выбраны важные компоненты в составе воды, которые определяют её питьевые качества, а именно: ионы железа, хлора, сульфаты. Также нас интересовала жёсткость воды. Эксперименты проводились по определённой методике.
Для эксперимента были взяты образцы из различных источников, расположенных в удалённых друг от друга местах:
№ 1 –водопроводная вода с Зубутли-Миатли
№ 2 - родник в сел Гельбах
№ 3 –вода из реки Сулак
№ 4 –вода из источника Исиссу
Посуда для отбора проб бралась чистая и сухая. При отборе проб я посуду заливала полностью и закрывала крышкой так, чтобы не оставалось пузырьков воздуха. На посуду прикрепляла этикетки, на которых указывала название объекта, дату и время отбора.
В школьной лаборатории проведены следующие эксперименты (результаты – см. Приложение 1).

 Эксперимент 1. Определение прозрачности воды.
Прозрачность воды характеризует фотосинтетическую активность в водоеме. В стеклянный цилиндр я налила исследуемый образец воды так, чтобы высота составляла 20 см, и дала ей отстояться 25 мин.Менее  прозрачными оказались образцы

 воды №1, № 3.

Эксперимент 2. Определение запаха воды.
Налила в колбу воду, плотно закрыла пробкой и оставила на несколько часов. Затем открыла и понюхала. Запах может быть землистый, аммиачный, резиновый, хлорный и др. Вода из источника с Гельбах обладает запахом рыбы. Вода из источника Исиссу обладает запахом.
 Эксперимент 3. Определение окисляемости воды.
Данный показатель даёт возможность судить о количестве органических веществ в воде. Органика окисляется в воде, в результате вода обедняется кислородом, кроме того, на субстрате начинают развиваться сине-зеленые и красно-коричневые водоросли. Для ориентировочного определения окисляемости налила в пробирки по 10 мл воды каждого образца, добавила 0,5 мл 30%-ной серной кислоты и 1 мл 0,01%-ного раствора перманганата калия. Каждую смесь перемешала и оставила на 20 минут при температуре 20°С. 
Поскольку в результате раствор в каждой пробирке остался ярко-розовым, то окисляемость кислорода во всех случаях примерно 1 мг/л.
 Эксперимент 4. Экспресс-метод определения ионов железа в воде.
К 5 мл исследуемой воды в каждую пробирку добавила по 3 капли гидроксида натрия. При наличии ионов железа выпадает бурый осадок. Этот эксперимент показал, что во всех образцах отсутствуют ионы железа.
 Эксперимент 5. Экспресс-метод определения хлоридов в воде.
К 5 мл исследуемой воды в каждую пробирку добавила по 2 – 3 капли 30%-ной азотной кислоты и по три капли 10%-ного раствора нитрата серебра. 
Во всех образцах было обнаружено содержание хлоридов, особенно в образцах № 1 и №4.
Эксперимент 6. Экспресс-метод определения сульфатов в воде.
В пробирки налила по 5 мл исследуемой воды, добавила по три капли 10%-ного раствора хлорида бария и по три капли25%-ного раствора соляной кислоты. Пробирки не взбалтывала. По объему выпавшего осадка оценила содержание сульфатов.
В образцах № 2и № 3 сразу появилась слабая муть, что означает содержание в них сульфатов от 10 до 100 мг/л. Сульфатов обнаружено много в гельбахской воде и воде из источника Исиссу .

Эксперимент7.Определение жесткости.
 В наших условиях  жесткость воды мы определяли МЫЛЬНЫМметодом, основанным на том, что 10мг оксида кальция в 1литре воды нейтрализуется 0,1г.мыла.

Оборудование: вода, хозяйственное мыло, стакан мерный, большая бутылка.

А). Ход работы:

1.Взяли 2-3гр. измельченного хозяйственного мыла и растворила его в небольшом количестве горячей дистиллированной  воды. Растворила очень осторожно, чтобы не поднялась пена.

2.Затем раствор вылила в мерный стакан и долила дистиллированной водой   до уровня 6 см. Теперь в каждом сантиметре уровня  содержится количество мыла, которое соединяется с солями 1⁰ жесткости в 1 л. воды.

         3.В большую бутылку налила 0,5л. исследуемой воды и добавляла к ней  понемногу мыльный раствор, взбалтывая. Сначала на поверхности воды появились серые хлопья, потом – мыльные пузыри, которые переливались, как радуга, и долго не пропадали.

Б). РЕЗУЛЬТАТЫ:

1.Появление     белой устойчивой пены и мыльных пузырей  означает, что все соли, которые обуславливают жесткость воды, связаны мылом.

2.Каждая шестая часть раствора  нейтрализована 2⁰ жесткости в 0,5 л. воды. Например, если уровень мыльного раствора понизился на 3см, то жесткость воды -6.

3.В наших   опытах получился следующий результат:

а) водопроводная вода—8ммоль/л.                        б) река Сулак- около 10ммоль/л.

в) источник Гельбах-12 ммоль/л.г)источник Исиссу -

Обращение к жителям с Зубутли-Миатли.

Каждый сельчанин должен помнить: вода- это древний универсальный символ чистоты, плодородия и источника самой жизни.

 Без воды нет жизни. Вода - ценный, абсолютно необходимый человеку ресурс.

Запасы питьевой воды не бесконечны. Поэтому их охрана и экономия - важное дело.

Загрязняя воду, человек вредит себе и всем живым организмам.

Качество воды должно соответствовать  санитарным нормам при ее использовании.

Каждый из нас обязан ради блага всех, расходовать воду экономно.

Заключение.

Без всякого преувеличения можно сказать, что высококачественная вода, отвечающая санитарно-гигиеническим требованиям, является одним из непременных условий сохранения здоровья людей. Но чтобы она приносила пользу, ее необходимо очистить от всяких вредных примесей и доставить чистой человеку.

По нашим наблюдениям при использовании жесткой водопроводной воды происходит интенсивное образование «накипи» в чайниках, отложение солей жесткости в трубах и сантехнических устройствах, стиральных и посудомоечных машинах. Это требует дополнительных количеств моющих средств, увеличивает энергозатраты и расходы на обслуживание и ремонт. Для умягчения питьевой воды наиболее приемлем метод ионного обмена, т.к. позволяет устранять не только временную, но и постоянную жесткость. Так как в системе питьевого водоснабжения района на этапе водоподготовки умягчение воды не производится, можно рекомендовать населению использовать специальные фильтры для воды, которые работают на принципе ионного обмена. От качества питьевой воды во многом зависит состояние здоровья людей, их экономическое благополучие, т.е. уровень жизни. Каждый человек свободен в выборе своего источника воды и не всегда то, что под рукой,  более доступно, является лучшим выбором. Прежде чем сделать глоток воды подумай – «Ту ли воду я выбрал?»

10. Литература:

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

Коробкин  В.И., Передельский Л.В. «Экология», издательство «Мир» 2000г

  4.Небел Б. «Наука об окружающей среде», издательство «Мир» 1993г.

Пасечкин В.В, Криксунов Е.А. «Экология», учебник для общеобразовательных учебных заведений, 10-11класс, издательский дом «Дрофа», 2005г. стр.186-192.

5.Мартыненко Б. В. Кислоты-основания. – М.: Просвещение, 1988. – 160 с. - (Мир знаний).

6.Примеси, которые встречаются в воде// Домашний очаг. – 2008. - .№8. – С. 145. 

7.Энциклопедический словарь юного химика/ сост. В.А. Крицман, В.В. Станцо. – М.: Педагогика, 1982. – 368 с.

8.Влияние жесткости воды на здоровье человека [Электронный ресурс] // vodofilter – 2011. – Режим доступа: http://vodofilter.com.ua/text/vlijanie-zhestkosti-vody-na-zdorove-cheloveka/ - Загл. с экрана.

9.Жёсткость [Электронный ресурс] // stroydostavka.com:[сайт]. – 2009. – Режим доступа: http://articles.stroydostavka.com/?rezept=584. – Загл. с экрана.

10.Жёсткость воды [Электронный ресурс] // Letfilter.ru: [сайт]. – М., 2011. – Режим доступа: http://letfilter.ru/articles/&id=5/. – Загл. с экрана.

Приложение 1

признаки	1.источник с. Гельбах	2.вода из реки Сулак	3.водопр вода с. Зубутли-Миатли	4.лечебная вода горяч.ист. Исиссу
Цвет	Желтоват.	Прозр.	Прозр.	Желт.
Прозрачность	31 см.	60 см.	52 см.	30 см.
Запах	Рыбн. интенсивный.	Запах яичного белка	Отсутв.	Сероводор. интенсив
Окисляемость	Нет	Нет	Слабая окисл.	нет
Содержание железа	Отсутв.	Отсутв.	Отсутв.	Отсутсв.
Содержание хлоридов и сульфидов	Помутн. Сильное много	Слабое помутн. Мало	Слабое помутн. Мало	Преобладает содержание сульфидов
Содержание сульфатов	Сильноепомутн. много	Слабое помутн. мало	Слабое помутн. Мало	Слабое помутн. Мало

Выводы:

1. запах рыбы говорит о содержании фосфора.

2. водопроводная вода содержит небольшое количество орг. веществ.

3.Отсутствие железа во всех образцах, объясняет причину железодефицитной анемии у жителей села.

4. Гельбахская вода насыщена анионами  SO^2- и S^2- лечит желудочные заболевания имеют противомикробный эффект.