Исследовательская работа «Сравнение родниковой воды из различных источников. Минеральный состав воды»

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 6»

Корсаковского городского округа Сахалинской области

Исследовательская работа

«Сравнение родниковой воды из различных источников. Минеральный состав воды»

Выполнила: Малявская Софья Александровна

ученица 11б класса средней школы № 6 г. Корсакова

Руководитель: учитель биологии Стратюк Е.В.

Корсаков,

2022

Содержание

Введение ………………………………………………………….................3-4

Глава 1. Теоретическая часть ……………………………………………...5-9

1.1. Какая вода называется родниковой……………………………..............5

1.2.О пользе и вреде родниковой воды……………………………………5-6

1.3. Классификация родниковой воды………….............................................6

1.4. рН-воды, его значение для человека…………………………………..6-8

1.5. Минеральный состав воды, его значение для человека………………...8

Глава 2. Практическая часть…………………………………………….…9-10

2.1. Определение местонахождения родниковой воды…………………...…9

2.2. Определение pH родниковой воды………………………………………9

2.3. Определение ионов в родниковой воде…………………………….……9

2.4. Определение органолептических показателей………………………9-10

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

Литература…………………………………………………………………..…12

Приложение……………………………………………………………………13

Введение

          В настоящее время проблема загрязнения питьевой воды стоит особенно остро. Ухудшение экологической обстановки и сомнительное качество водопроводной воды заставляют большое количество людей набирать родниковую воду. С проблемой качества питьевой воды столкнулась и моя семья, пытаясь найти ответ на вопрос: «Какую воду мы пьем? Безопасна ли она для нашего организма?» В данной исследовательской работе экспериментально узнаётся, какая из родниковой воды наиболее полезна и безопасна для нашего организма.

Цель исследования: выяснение полезного и безопасного для нашего здоровья источника родниковой воды.

Задачи исследования:

1. Провести обзор литературы по данной теме.

2. Проведение сравнительного анализа рН, минерального состава и органолептических показателей различных источников родниковой воды.

3. Составить памятку о безопасных источниках родниковой воды.

Методы исследования:

1.Теоретический метод – анализ литературы, работа с интернет-ресурсами

2.Эмпирическй метод – наблюдение

3.Статистический метод – измерение

Объект исследования: Родниковая вода из различных источников

Предмет исследования: Безопасность и польза состава воды

Гипотеза: если мы проведём исследование состава родниковой воды, то узнаем, все ли источники из них полезны и безопасны для нашего здоровья.

Для проведения исследований выделен следующий ряд последовательных этапов:

1. Подготовительный –сентябрь-ноябрь 2021 - изучение соответствующей литературы, подбор материалов и оборудования, выбор методики исследований.

2. Экспериментальный – декабрь-январь 2022 - проведение измерений и наблюдений.

3. Аналитический – январь-март 2022 - обработка полученных данных исследования, выявление закономерностей, составление рекомендаций и предложений.

4. Информационно-практический – апрель 2022 - подготовка доклада для выступления.

Срок работы: 1 год

Практическая значимость работы: Данный проект имеет важное значение для общества, т.к. он позволяет узнать, какой источник родниковой воды является наиболее безопасным и полезным.

Глава 1. Теоретическая часть

1.1.          Какая вода называется родниковой?

Родниковая вода — это грунтовые и подземные воды, которые выходят на поверхность. По сути, такая вода мало чем отличается от артезианской или колодезной, и для того, чтобы называться родниковой, она должна иметь естественный выход на поверхность. Родниковая вода доходит до нас в своем первозданном, природном по своему гидрохимическому составу виде. Кроме того, она живая, подвижная. Родниковая вода из экологически чистого проверенного источника практически не нуждается в очистке: добираясь из недр до поверхности Земли и проходя через песок и гравий, она подвергается естественной и практически идеальной очистке. Считается, что родниковая вода обладает целебными свойствами и поэтому в народе предпочтение отдается именно родниковой воде.

1.2.          О пользе и вреде родниковой воды.

Пить родниковую воду полезно:

• благодаря естественной фильтрации она полностью сохраняет свои природные качества, структуру и свойства,

• ее не обезвреживают хлором, не озонируют, не подвергают иному физико-химическому воздействию, не добавляют микроэлементы и всевозможные добавки,

• в ней много кислорода,

• она является «живой водой» и ее не надо кипятить.

Минусы родниковой воды:

• пить можно воду только из проверенных, т. е. безопасных родников,

• многие родники расположены далеко от населенного пункта и в неудобном месте – в оврагах, низинах и т. д. Это значит, что к ним на машине не подъедешь,

• некоторые родники бьют из земли слабой струйкой, и емкости набираются слишком долго,

• родниковую воду нельзя хранить дольше недели, так как она теряет свои органолептические качества.

1.3.          Классификация родниковой воды.

Выделяют следующие критерии, по которым вода из родников подразделяется на классы:

1.     Температура: термальные источники и источники с холодной водой.

2.     Минерализация: пресная вода и минерализованная.

3.     Наличие газов: вода, насыщенная кислородом и вода с растворенным радоном или сероводородом.

4.     Органолептические показатели: классификация по цвету, прозрачности, вкусу и запаху воды.

1.4. рН-воды, его значение для человека.

Основные жизненные среды, такие как кровь, лимфа, слюна, межклеточная жидкость, спинномозговая жидкость имеют слабощелочную реакцию. Поэтому, чтобы вода лучше и быстрее усваивалась организмом, желательно чтобы по кислотно-щелочному показателю она была или нейтральной, или слабощелочной, а это зависит от содержания в ней необходимого количества натрия. Если натрия в воде не хватает, вода становится «закисленной». Такая «закисленная» вода, насыщая организм, заставляет его работать с напряжением – организм вынужден тратить дополнительную энергию на выравнивание ОВП (окислительно-восстановительный показатель). Мало того организм вынужденно сдвигает биохимические реакции в кислую сторону, что провоцирует многие тяжёлые болезни.

 Для поддержания восстановительных процессов в организме, питьевая вода должна иметь или нейтральный кислотно-щелочной баланс, или щелочной, который достигается при pH=6-9 молей на литр.

Данными ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) определены следующие показатели pН:

pH менее 3 – сильнокислые воды;

pH от 3 до 5 – кислые воды;

pH от 5 до 6,5 – слабокислые воды;

pH от 6,5 до 7,5 – нейтральные воды;

pH от 7,5 до 8,5 – слабощелочные воды;

pH от 8,5 до 9,5 – щелочные воды;

pH более 9,5 – сильнощелочные воды.

По данным японских исследователей, если человек употребляет питьевую воду с индикацией щелочности выше 6,5, то показатель продолжительности жизни населения увеличивается на 20-30%. Это обусловлено тем, что кислая среда способна не только провоцировать болезни, но и является идеальной средой для размножения паразитов.

Тестирование организма на уровень рН необходимо хотя бы потому, что наш организм способен правильно усваивать и накапливать минералы и питательные вещества только при надлежащем уровне кислотно-щелочного равновесия. Например, железо может усваиваться организмом при рН = 6,0 — 7,0, а йод — при рН = 6,3 — 6,6.

Показатель рН особенно тщательно контролируется в технологии очистки воды, чтобы не допустить снижение солевых растворов и не сделать воду, так называемой «мёртвой водой», т.е. закисленной. Но уход этого показателя как в ту, так и в другую сторону недопустим, это сразу же отражается на запахе воды, её привкусе и внешнем виде.

Полезной для человека является вода со слабощелочной реакцией, т.е. pH которой колеблется от 7,5 до 8,5. Такой показатель щелочности имеют минеральные воды.

1.5. Минеральный состав воды, его значение для человека

Минерализация — это сумма всех растворенных в воде веществ. По мнению ученых, питьевая вода должна иметь минерализацию не менее 100 мг/л и не более 1000 мг/л.

Жесткостью называется свойство воды, обусловленное содержанием в ней ионов кальция Са²⁺и магния Mg²⁺. Различаются несколько видов жесткости:

общая, карбонатная, некарбонатная, устранимая и не устранимая; но чаще всего говорят об общей жесткости, связанной с суммой концентраций ионов кальция и магния.

Жесткость воды обуславливается наличием в ней кальция и магния. Эти элементы есть в любой природной воде, человеку нужен и кальций, и магний. От кальция зависит правильное формирование костной ткани, а также свертывание крови. Магний важен для нервной системы, а также способствует снижению холестерина в крови. Но, несмотря на то что из питьевой воды кальций усваивается незначительно, всего на 10-30%, избыток этого элемента нежелателен для организма, так как приводит к сердечно-сосудистой патологии. Соединения магния придают воде горький вкус и при больших концентрациях оказывают токсическое действие на организм.

Хлориды.  Присутствие хлоридов в воде объясняется наличием в породах наиболее распространенной на Земле соли – хлорида натрия. Она необходима для удержания полезных микроэлементов в организме, при этом обладает лёгкими антисептическими свойствами.

Глава 2. Практическая часть

2.1.  Определение местонахождения родниковой воды

В данной исследовательской работе были изучены родниковые воды следующих источников (см. Приложение, рис. 1, 2): здесь фото родников уместно

№1 – родник возле полицейского участка

№2 – родник возле здания МФЦ

№3 – родник в Пригородном

№4 – родник на Строительной улице

2.2. Определение рН бутилированной воды

Для определения рН было взято 4 пробирки и в каждую пробирку налито по одному виду родниковой воды, затем опускали в каждую пробирку лакмусовую бумажку. Через 3-4 минуты сравнили результаты со шкалой pН (см. Приложение, рис. 3). После чего записывали результаты (см. Приложение, таблица 1).

Вывод: значение pH не соответствует норме, равной 7-7,5, только у родника на Строительной улице.

2.3. Определение ионов в родниковой воде (сульфаты, хлориды, ионы серебра и карбонаты) (см. Приложение, таблица 2)

1. Чтобы узнать, существуют ли воде сульфаты, нужно в чистые пробирки налить воду и добавить в неё BaCl₂ (см. Приложение, рис.4).

2. Для определения иона Cl^- добавили AgNO₃ (см. Приложение, рис.5).

3. Определяем катионы серебра, и анионы CO₃. Добавим в чистые пробирки родниковую воду и HCl (см. Приложение, рис.6).

Вывод: во всех источниках были обнаружены только ионы хлора.

2.4. Определение органолептических показателей (запах, вкус, жесткость, прозрачность) (см. Приложение, таблица 5).

1.Определение запаха осуществляется после подогрева воды до 20-40 градусов.

2.Определение вкуса осуществляется после кипячения и охлаждения до 20 градусов.

3.Определение жесткости.

Оборудование: образцы воды, кусочки хозяйственного мыла размером 1 см³,
пробирки.

Ход работы: в 4 пробирки наливается 4 образца воды и бросается по кусочку мыла. Встряхиваем пробирки примерно 5 минут для достижения максимального растворения мыла. После отстаивания проб описываем внешний вид полученных растворов в таблице.

4. Для определения прозрачности берем прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в котором наливается вода, подкладывается под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв – 0,5 мм, и сливается вода до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт.

Вывод: все источники имеют жесткость в пределах нормы, также некоторые образцы отличаются вкусом и запахом.

Заключение:

В ходе работы гипотеза подтвердилась, цели и задачи были выполнены, вследствие чего были сделаны следующие выводы:

1.     По значениям рН видно, что вода из родника на Строительной улице не соответствует норме, равной 7-7,5.

2.     Из ионов в данных образцах были обнаружены только ионы хлора.

3.     Все образцы имеют жесткость в пределах нормы.

4.     Некоторые образцы отличаются вкусом и запахом.

Памятка:

Таким образом, кислотно-щелочной баланс воды должен примерно соответствовать pH человеческой крови. В нормальном здоровом организме этот показатель равен 7,5. Поэтому и употребляемая вода должна иметь pH в пределах 7-7,5, что соответствует всем образцам, кроме образца воды из родника на Строительной улице.

Литература

1. Классификация родниковой воды [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ecomaster.ru/articles/bezopasna-li-voda-iz-rodnikov
2. Польза и вред родниковой воды [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://vseowode.ru/o-polze-vody/rodnikovaya.html
3. Влияние pH на здоровье человека [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://xn----7sbabfc9cl.xn--p1ai/blog/post/5-chto-takoe-ph-vliyanie-pokazatelya-ph-na-zdorove-cheloveka
4. Минеральный состав воды [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://o-vode.net/kakaya-byvaet/mineralnaya/osobennosti-sostava
5. Определение органолептических показателей питьевой воды [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://kvanta.ru/analiz-vody/organolepticheskaya-otsenka-kachestva-pitevoj-vody
6. Определение ионов в питьевой воде [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://studwood.ru/1157646/ekologiya/opredelenie_glavnyh_ionov_soderzhaschihsya_vode

 Приложение

Рис. 1 - Родниковая вода

Рис. 2 - Определение состава родниковой воды

Рис. 3 - Определение pH бутилированной воды        

	родник возле полицейского участка	родник возле здания МФЦ	родник в Пригородном	родник на Строительной улице
pH	7	7	7	6,5

Таблица 1 - Определение pH бутилированной воды

Рис. 4 - Определение сульфат-ионов

	родник возле полицейского участка	родник возле здания МФЦ	родник в Пригородном	родник на Строительной улице
Сульфаты, SO42	без изменений	без изменений	без изменений	без изменений
Хлорид Cl-	помутнение	помутнение	помутнение	помутнение
Карбонаты, CO3 2-	без изменений	без изменений	без изменений	без изменений

Таблица 2  – Определение ионов в родниковой воде

Рис.5 – Определение хлорид-ионов

Рис. 6- Определение ионов серебра и карбонат-ионов

	родник возле полицейского участка	родник возле здания МФЦ	родник в Пригородном	родник на Строительной улице
Запах	слабый запах	без изменений	без изменений	без изменений
Вкус	слабый вкус	слабый вкус	Без изменений	слабый вкус
Жесткость	мутно-белая вода с хлопьями	мутно-белая вода с хлопьями	мутно-белая вода с хлопьями	мутно-белая вода с хлопьями
Прозрачность	прозрачная	прозрачная	прозрачная	прозрачная

Таблица 5 - Определение органолептических показателей