Исследовательский проект по экологии

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №11 г. Азова

П Р О Е К Т:

« Очистка и экономия питьевой воды »

Выполнил: Ярошенко Даниил ученик 9 «Б» класса
Научный руководитель: Кириченко Марина Николаевна

г. Азов 2014 год

Аннотация

В моей работе затронута тема очистки и экономии воды. Ведь нам , потребителям источника жизни как  никогда важно и интересно знать , как очищается вода. Передо мной стояла задача как можно больше провести опытов по очистке воды в быту и как можно больше дать вам советов по ее экономии. Также, я  посещал водоканал нашего города, чтобы поведать вам каким образом очищается вода на промышленном уровне. Цель моей работы заключается в том , чтобы рассказать вам как очищается на водоканале и как очистить ее в быту, потому что пройдя очистку на очистных станциях , идя по трубам , она снова загрязняется, и конечно , как с экономить наш источник жизни ведь мы его используем не рационально. Чтобы как-то «скрасить» мою работу в ней будут представлены таблицы и фотографии. На мой взгляд, эта тема актуальна и интересна. Мы должны знать как очищается вода , которую мы пьем , используем в быту в качестве уборки дома, да и вообще узнать какой она проходить путь перед тем как попасть к нам в дома. И вот поэтому я взялся за изучение этой темы , так как она меня очень заинтересовала.

Вода имеет такое понятие как : Биологическая полноценность

Биологическая полноценность воды определяется наличием в ней полезных веществ , в основном минеральных ( кальция , магния , фтора).Однако суммарное количество полезных минералов  не должно превышать 1 г/л , иначе вода будет очень жесткой  плохо пригодной как для питья , так и для хозяйственных целей.

Прозрачность –важнейший показатель чистоты воды .Под ним подразумевается способность жидкости пропускать свет , в результате чего становятся видимыми предметы .Мутная вола всегда опасна в эпидемиологическом отношении. Прозрачность воды должна быть не менее 30 см .

Цвет помогает определить подходит ли вода для питьевых  нужд. Она должна быть бесцветной .Желтоватый оттенок говорить о наличии в воде солей железа. Хорошая питьевая вода не имеет посторонних привкусов .Изменения вкуса воды –сигнал заподозрить ее плохое качество. Вода в природе всегда содержит некоторое количество растворенных в ней минеральных веществ.

 Жесткость воды определяется содержанием солей кальция и магния. Общая жесткость воды устраняется кипячением , отстаиванием , фильтрованием .Жесткая вода не позволяет разваривать продукты, для мытья окон она не подходит , поскольку препятствует пенообразованию.

Известно , что подчас вода имеет металлический привкус . Придает его избыточное содержание железа..В питьевой воде содержимое его не должно превышать 0.5-1 мг-л Вашему вниманию , хочу представить таблицу веществ содержание в воде которых ЗАПРЕЩЕНО!!!

Показатели	Нормативы ( предельно допустимые концентрации) не более мг/л	Показатели вредности	Класс опасности
Алюминий	0,5	Санитарно-токсикологический	2
Барий	0,2	Санитарно-токсикологический	2
Бериллий	0,0002	Санитарно-токсикологический
Бор(суммарно)	0,5	Санитарно-токсикологический
Железо	0,3 (1,0)
Кадмий(суммарно)	0,001	Санитарно-токсикологический
Марганец суммарно)	0,1 (0,5)	Органолептический

Медь(суммарно)	1,0	Органолептический
Молибден(суммарно)	0,25	Санитарно-токсикологический
Мышьяк(суммарно)	0,05	Санитарно-токсикологический
Никель(суммарно)	0,1	Санитарно-токсикологический
Нитраты	45	Санитарно-токсикологический
Ртуть	0,0005	Санитарно-токсикологический
Свинец(суммарно)	0,03	Санитарно-токсикологический
Селен(суммарно)	0,01	Санитарно-токсикологический

Стронций	7,0	Санитарно-токсикологический
Сульфаты	500	Органолептический
Фториды	1,2  (1,5)	Органолептический

Классы опасности вещества:

1-чрезвычайно опасный

2-высокоопасный

3-опасный

4-умеренно опасный

А теперь я вам хочу рассказать о том , как очищается на нашем водоканале. Ведь именно после экскурсии по водоканалу я взял тему моего проекта.

 Вода поступает в водозаборный ковш .Вода из водозаборного ковша по двум трубам диаметром 1000 мм .поступает в промежуточный резервуар ,так называемый мокрый отсек ,а оттуда через задвижки на насосные агрегаты производительностью от 1600. Насосы нужны очень мощные ,потому что воду надо поднять на высоту 50 метров до очистных сооружений водопровода .Мы уже все привыкли, что вода из крана идёт в любое время суток и очень недовольны когда хоть на час отключают воду. Такая круглосуточная работа подразумевает использование резервного оборудования. Поэтому на насосной станции первого подъёма установлены 4 насосных агрегата. И если один находится в ремонте ,то работает запасной. ремонте, то работает запасной

Дальше вода из реки Дон по двум трубам. Здесь на очистных сооружениях вода должна очиститься от взвесей и бактерий до норм утверждённых СанПиНом. Поэтому она в попадает смеситель ,где смешивается с гипохлоритом натрия коагулянтом и флокулятом.

Мутность воды в р.Дон колеблется от 12мг/литр осенью-зимой до 120мг/литр весной-летом. Еще мутность зависит от направления ветра. Если ветер юго-восточный, то уровень воды низкий, скорость течения воды в р. Дон высокая, что способствует увеличению мутности. И вот сопоставляя все эти факторы, беря на анализ донскую воду, нужно задать такое количество коагулянта флокулянта , чтобы мутность чистой воды составила 0,18-0,48 мг/литр. Задача коагулянта и  флокулянта связать между собой частицы взвесей, увеличить их размерах, чтобы они выпадали в осадок в отстойниках и задерживались в фильтрующей загрузке фильтров., Вода, поступая снизу в этот отстойник, проходя через наклонные модули, замедляет своё движение и взвеси ,которые образовали крупные хлопья выпадают в осадок. Откуда он ,по мере накопления, удаляется через трубопровод в шлаконакопитель.

Ну а дальше вода поступает в фильтра, в которых находится фильтрующая загрузка. Первоначально фильтрующей загрузкой был кварцевый песок высотой 2 метра. Сейчас постепенно водоканал переходит на загрузку из антрацита. Высота загрузки из антрацита 1,6 метра а эффективность очистки значительно выше. Проходя через загрузку  вода очищается окончательно. Грязь, которая осталась в загрузке вымывается обратным током воды и направляется в станцию повторного использования шламов. Здесь вода отстаивается, чистая подается обратно в смеситель , а грязная в шламонакопитель. Ну и дальше  уже очищенная вода поступает в резервуары чистой воды, а оттуда через насосную станцию к потребителям в город и район.

Раньше воду в азовском водокаанале от микроорганизмов  обеззараживали хлором. Хлор ,как считают специалисты, единственный эффективный убийца микробов. Но так как чистый хлор это яд ,то было принято решение от чистого хлора отказаться и перейти на гипохлорит натрия .Гипохлорит натрия можно произвести путём электролиза из поваренной соли ,как делают в г. Ростове- на -Дону или, как поступили на азовском водоканале, из минеральной воды. Скважина с минеральной водой находится здесь же на территории водоканала. Минеральная вода со скважины поступает в электролизную, где в электролизёрах разлагается на гипохлорит натрия и водород, который выводится вентиляцией в атмосферу. А гипохлорит натрия по стелопроводу дозированно подаётся в смеситель ,где борется микробами.

А еще здесь есть химлаборатория  ,которая следит за химическим составом воды и вводимых в воду реагентов. И баклаборатория  ,которая смотрит за бактериальным состоянием воды. Они делают посевы на питательную среду и следят развиваются или нет колонии бактерий.

Ну а теперь мои исследования :

Я работал с 3 способами очистки воды :

1.- отстаивание

2.-очистка активированным углем

3.-очистка серебром

1. Зачем отстаивать воду ?  Дело в том, что водопроводную воду, как правило, гипохлорируют. Это делают для того, чтобы гипохлорат натрия  уничтожал болезнетворные бактерии , которые могут содержаться как и в воде , так и в водопроводных  трубах. Небольшая часть этого вещества , а так же ржавчина труб водопровода может оставаться в питьевой воде. Поэтому  питьевую воду перед употреблением желательно отстаивать
Как отстаивать воду? Слить ее в емкость и поставить не менее чем на 6-асов, не закрывая крышкой. В первые З-4 часа из воды испарятся летучие примеси , а затем на дне остается осадок .

Вода из под крана , на первый взгляд кристально чистая

А это уже отстаявщайся воды ( на дне имеется не большой осадок )

2- очистка активированным углем.

Часто водопроводная вода сильно хлорирована, имеет неприятный запах и вкус, выглядит мутно и содержит очень много вредных для человека веществ и микроорганизмов, хотя и проходит очистку на городских очистных станциях. В этом случае использование активированного угля в качестве очистительного фильтра является наиболее эффективным и достаточно дешевым средством для улучшения качества питьевой воды и профилактики многих заболеваний. Активированный уголь способен поглотить все вредные для организма вещества, включая такие тяжелые, как свинец, ртуть, радон и продукты его распада, хлор, пестициды и др. В то же время активированный уголь оставляет в воде ценные минералы.

Наверно , я уделил большее внимание этому опыту чем остальным , так как нужно было : во-первых- определить точное количество активированного угля , которое могло бы очистить воду  ( а это 3-5 таблеток ). Во-вторых- нужно было определить , в каком виде поместить таблетки в воду ( просто в обычном состоянии или обмотать марлей или ватой ) , в итоге я пришел к выводу , что лучше без ваты или марли потому , что вата оставляет после себя: цвет, кусочки ( ну,а пить воду с кусочками ваты ил марли вряд ли кому понравится ) и самое важное , уголь в вате растворяется , но он не дает эффекта .Поэтому  активированный уголь я бросил прямо в воду . Вода выстаивала  3 часа, уголь адсорбировал на себя вредные вещества, а затем я сливал воду и она имела удивительно приятный вкус  и прозрачность. Так же я испытывал очищенную воду на живых организмах , в данном случае это растение . Поместив два растения в разный состав воды ( один в очищенную воду , а другой в водопроводную ), я заметил что , растение в очищенной воде не увядало  дольше , чем в водопроводной .

3-очистка серебром

Как происходит осеребрение? Когда серебряный предмет помещают в воду, происходит химическая реакция, в ходе которой вода насыщается положительно заряженными ионами серебра Ag+. Они негативно влияют на болезнетворные микроорганизмы, угнетая их развитие и вызывая гибель. В среднем литр питьевой "серебряной" воды содержит 20-40 мкг ионов серебра. Такая концентрация серебра делает воду полезной, вкусной и полностью безопасной.

При бесконтрольном использовании даже целебная "серебряная" вода может нанести вред! Употребление в пищу воды с чрезмерно высоким уровнем ионов серебра (более 50 мкг/л) может привести к отравлению и/или вызвать аргирию (болезнь, которой страдают ювелиры — нездоровое изменение цвета кожи из-за постоянного контакта с драгоценными металлами). А если напиться воды с содержанием серебра 10 г/л, можно умереть!

Недостатка у "дедовского" способа приготовления "серебряной" воды только два. Во-первых, процесс осеребрения тянется довольно долго — не менее 2-3 дней. А во-вторых, сложно определить, когда концентрация серебра в воде уже достигла нужного уровня и не превысила ли его (конечно, риск "переборщить" довольно низок — чтобы получить концентрат, опасный для здоровья, придется ждать не дни, а месяцы... и все же он остается.

И на данном опыте я испытал живой организм , результат такой же как и при очистке воды активированным углем.

А теперь переходим ко второй части моей работы – экономия питьевой воды.

В Европе уже давно формируются традиции экономии воды, которые успешно применяются в аграрной, промышленной и бытовой сферах. Особое место в использовании водных ресурсов занимает водопотребление для нужд населения. 

Так, в России на одного человека приходится в среднем 350 литров в сутки, тогда как в США этот показатель составляет 200 литров, а в Европе — 130-140 литров.

Во что обходится одна «водная процедура»

Мытье рук 6-8 л

Чистка зубов 6-8 л

Душ 15-20 л/мин

Ванна 140 л

Споласкивание унитаза 15 л

Один цикл стиральной машины 30-60 л

Один цикл посудомоечной машины 15-25 л

Экономия воды. Совет 1

Установите счетчики горячего и холодного водоснабжения

литров воды. Примерная экономия для семьи из трех человек составит до 8000 рублей в год.

Экономия воды. Совет 2

Почините или замените неисправную сантехнику

Протекающий унитаз-это почти 72000 литров в год напрасно потраченной воды.

Экономия воды. Совет 3

Почините или замените все протекающие краны

Подтекающий кран (до 200 литров в сутки и около 6000 литров в месяц)

Экономия воды. Совет 4

Всегда плотно закрывайте кран

Из капающего крана утекает 24 литра воды в сутки (720 литров в месяц, что равноценно двенадцати полноценным циклам стиральной машины).

Экономия воды. Совет 5

Предпочитайте душ приему ванны

Принимая душ в течение 5 минут, вы расходуете максимум 100 литров воды. А для того, чтобы наполнить ванну, необходимо воды в два раза больше - 200 литров.

Экономия воды. Совет 6

Применяйте экономичные насадки-распылители для душа

Если вы при помощи душа можете заполнить 5-литровую емкость за 25 секунд - значит, лучше установить насадку с меньшими отверстиями, которая позволит экономить до 50% воды. Еще один вариант экономии - душевая насадка со встроенным аэратором, который обогащает струю воздухом. Она позволяет ограничить расход воды в три раза без потери объема и качества струи.

Экономия воды. Совет 7

Приобретайте экономичную сантехнику-унитаз с двумя режимами слива

Унитаз с двумя режимами слива (полным и экономичным) экономит примерно 15 литров воды в день для семьи из 3 человек. Таким образом, за год вы сбережете 5400 литров воды.

Экономия воды. Совет 8

При выборе смесителей отдавайте предпочтение рычаговым

Рычаговые смесители быстрее смешивают воду, чем смесители с двумя кранами, а значит, при подборе оптимальной температуры меньше воды уходит «впустую». Кроме того, у новых рычажных смесителей современная и легкая в использовании техника экономии воды, или экоэффект, который гарантирует необходимое потребление воды. Новые рычажные смесители экономят воду до 10 литров воды в минуту.

Экономия воды. Совет 9

Закрывайте кран, когда чистите зубы

Для того, чтобы прополоскать рот, наберите стакан воды. Таким образом вы сэкономите до 45 литров воды - именно столько уйдет в канализацию через открытый кран за 3 минуты.

Экономия воды. Совет 10

При мытье посуды не держите кран постоянно открытым

Полностью открытый кран означает расход воды 150 литров за 10 минут. А ведь вполне можно очищать тарелки и мыть их моющим средством при закрытом кране, под проточной водой лишь споласкивать! Таким образом, вместо 10 минут кран будет открыт только 3-4 минуты. Экономия около 100 литров

Экономия воды. Совет 11

Не мойте овощи и фрукты под проточном водой

Пользуйтесь для мытья продуктов миской. Этот способ позволяет эффективно очищать плоды от песка и грязи. Для наполнения одной большой кастрюли или миски вам понадобится всего 3 литра воды, в то время как при проточном мытье фруктов из водопроводного крана ежеминутно вытекает 15 литров воды.

Экономия воды. Совет 12

Не размораживайте продукты под струей воды

Помимо нецелевого расхода воды, это чревато ухудшением свойств продуктов. Лучше всего заранее переложить продукты из морозилки в холодильник.

Экономия воды. Совет 13

На загородном участке создайте эффективную систему полива

Во-первых, предпочтительнее выращивать на участке те растения, которые хорошо приспособлены к местному климату и не требуют дополнительного орошения. Во-вторых, полив нужно осуществлять в самое холодное время суток - утром или на закате, а вокруг растений выложить органический мульчированный материал, сохраняющий влажность. В-третьих, необходимо отрегулировать спринклеры так, чтобы они поливали только траву, а не дом, дорожки или улицы. Собирайте дождевую воду.

Экономия воды. Совет 14

Не торопитесь выплескивать «использованную» воду

Меняете воду в миске для собаки? Сливаете воду после того, как помыли фрукты? Эту воду можно использовать для полива! Да и собаку мыть можно в том месте участка, которое нуждается в орошении

Список литературы и ссылок

1.- http://www.oserebrim.ru/stat/stat1.php

2.- Материалы МПУ Азовводоканал

3.- «Вода» Широкова В.А., изд Москва 2001г

4.- Журнал «Собери и познай человеческое тело» №12-32, изд Москва 2010г

5.- «Энциклопедический словарь юного биолога».под ред. Гилярова М.С., изд  Москва 1986г

6.- «Большая книга экспериментов для школьников» под ред Мотылева Э.И., изд.Москва 2010

7.- «Секреты здоровья». Лифляндский В. Изд Москва 2014