Научно-исследовательская работа учащегося 4 класса "Определение качества питьевой воды"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ                                             СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №4 г.БЛАГОВЕЩЕНСКА                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ   РАБОТА                                                Тема: «Определение качества питьевой воды»                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      Автор: Гареев Вадим                                                                                обучающийся 4 б класса                                                                        МОБУ СОШ №4 им.А.Я.Першина                                                       г.Благовещенска                                                                                                                                                                                                                   Руководитель: Клековкина В.Г.                                                           учитель начальных классов                                                                                            МОБУ СОШ №4 им.А.Я.Першина                                                       г.Благовещенска                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            БЛАГОВЕЩЕНСК - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

                               I.            Введение.

                            II.            Влияние  показателей  качества воды на здоровье человека.

                          III.            Определение качества  питьевой воды.

1. Определение органолептических показателей.

2. Определение химических показателей.

                         IV.            Опрос учащихся, "Какую воду вы пьете?".

                            V.            Улучшение качества воды.

                         VI.            Заключение.

I.Введение

Вода, является одним из самых распространенных веществ в природе, представляет собой уникальное соединение, благодаря которому на Земле зародилась жизнь. Она распределена весьма неравномерно. Вода находится в постоянном и активном кругообороте. Его движущей силой является Солнце, а основным источником воды – Мировой океан. Почти четверть всей падающей на Землю солнечной энергии расходуется на испарение воды с поверхностей водоемов. Таким образом, вода находится на Земле в постоянном движении. Среднее время ее пребывания в атмосфере оценивается 10 сутками.                                                                                                                    В здоровом организме взрослого человека наблюдается состояние водного равновесия или водного баланса. Оно заключается в том, что количество воды, потребляемое человеком, равно количеству воды, выводимой из организма. Общий объем воды, потребляемый человеком в сутки при питье и с пищей, составляет 2 - 2, 5 л. Благодаря водному балансу столько же воды и выводится из организма. Потеря 10% воды может привести к необратимым изменениям в организме, а потеря 15- 20% приводит к смерти, поскольку кровь настолько густеет, что с ее перекачкой не справляется сердце. Водный обмен в организме человека регулируется центральной нервной системой и гормонами. Нарушение функции этих регуляторных систем вызывает нарушение водного обмена, что может приводить к отекам тела.                                                                                                         Вода – универсальный растворитель. В той или иной степени в ней растворены все элементы земной коры. Чистой воды в природе нет, — она всегда содержит примеси. Состав воды (по массе): 11, 19 % водорода и 88, 81 % кислорода. Чистая вода прозрачна, не имеет запаха и вкуса. Наибольшую плотность она имеет при 0°С (1 г/см³). Плотность льда меньше плотности жидкой воды, поэтому лед всплывает на поверхность. Вода замерзает при 0°С и кипит при 100° С при давлении 101 325 Па. Она плохо проводит теплоту и очень плохо проводит электричество. Вода — хороший растворитель. Молекула воды имеет угловую форму, атомы водорода по отношению к кислороду образуют угол равный 104, 5°. Поэтому молекула воды — диполь: та часть молекулы, где находится водород, заряжена положительно, а часть, где находится кислород — отрицательно.       Какой должна быть питьевая вода? Качество воды выступает как характеристика ее состава и свойств, определяющая пригодность воды для конкретных видов использования. Большую часть водных запасов на Земле составляет соленая вода морей и океанов. Животные и растения живут как в соленых, так и в пресных водоемах, но каждый из видов приспособлен к определенному местообитанию, и способен переносить лишь незначительные отклонения в физических и химических параметрах среды, к которой он приспособился.). Соленость воды определяется растворенными в ней солями (карбонаты, сульфаты, хлориды калия, натрия).                                                                                              При централизованном водоснабжении законодательно определено, что вода, поступающая к потребителю, должна быть приятной в органолептическом отношении и безопасной для здоровья; при этом подразумевается, что содержание вредных веществ в воде не должно превышать предельно допустимых концентраций.                                                   Я решил провести исследование качества водопроводной воды в городе Благовещенск и показать, насколько безопасна вода, которую мы берем для питья и соответствует ли она нормам.

Гипотеза: вода в г.Благовещенск соответствует нормам СанПиН.                              Объект исследования: водопроводная  вода в г.Благовещенск.

Проблемный вопрос: Может ли человек что-либо изменить?

Целью  моей исследовательской работы является опытным путем  доказать пригодность воды, поступающей к нам по водопроводу для питья.                                                                                                                              Для осуществления поставленной цели были поставлены следующие задачи:                                                                                                                                                     1. Определить качество воды, которую употребляют школьники.                             2. Сравнить полученные результаты с нормами СанПиНа.                                     3.Найти пути  решения проблемы улучшения воды перед употреблением.                                                                                                                                                                                                                                                                      II. Влияние показателей качества воды на здоровье человека.                   В соответствии с действующими стандартами и нормами под термином питьевая вода высокого качества подразумевается:
вода с соответствующими органолептическими показателями — прозрачная, без запаха и с приятным вкусом; вода с рН = 7—7,5 и жесткостью не выше 7 ммоль/л; вода, в которой суммарное количество полезных минералов не более 1 г/л; вода, в которой вредные химические примеси либо составляют десятые-сотые доли их ПДК, либо вообще отсутствуют (то есть их концентрации настолько малы, что лежат за гранью возможностей современных аналитических методов); вода, в которой практически нет болезнетворных бактерий и вирусов.                           Вода водопроводная. Известно, что поступающая в водопровод вода подвергается обработке, в частности хлорированию, для уничтожения вредных микробов.                                                                                                          Хлор раздражающе действует на слизистую оболочку желудка и кишок и является ядом, который подавляет не только патогенную микрофлору, но и полезную. Конечно, содержание его в водопроводной воде не столь велико, но если учесть, что человек выпивает такой воды в среднем 2 л ежедневно, то это уже небезопасно для организма. Для того чтобы избавиться от хлора, воду перед употреблением надо либо отстаивать в открытом сосуде не менее 1 часа, либо кипятить. Газообразный хлор полностью улетучивается из открытого сосуда. Соли хлора хорошо выпадают в осадок при замораживании и последующем размораживании. В природных водоемах он присутствовать не должен.         Нитраты опасны для человека. Смертельная доза нитратов для человека составляет 8-15 г. При длительном употреблении питьевой воды, содержащих значительные количества нитратов, снижается способность крови к переносу кислорода, что ведет к неблагоприятным последствиям для организма.                                                                                            Железо. В небольших количествах железо необходимо организму человека – оно входит в состав гемоглобина и придает крови красный цвет. Но слишком высокие концентрации железа в воде для человека вредны. Содержание железа в воде выше 1-2 мг/дм3 значительно ухудшает органолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус. Железо увеличивает показатели цветности и мутности воды.       Жесткость. Высокая жесткость воды ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая негативное действие на органы пищеварения. Именно жесткость вызывает образование накипи в чайниках и других устройствах кипячения воды.                  Органические вещества. Наиболее опасны для человека крупные органические соединения, которые на 90% являются канцерогенами или мутагенами. Наиболее опасны хлорорганические соединения, образующиеся при кипячении хлорированной воды, т. к. они являются сильными канцерогенами, мутагенами и токсинами. Остальные 10% крупной органики в лучшем случае нейтральны в отношении организма. Полезных для человека крупных органических соединений, растворенных в воде, всего 2-3 (это ферменты, необходимые в очень малых дозах). Воздействие органики начинается непосредственно после питья. В зависимости от дозы это может быть 18-20 дней или, если доза большая, 8-12 месяцев.                                                                                                                                                                                                                                                                         III. Определение качества питьевой воды.                                                             1. Определение органолептических  показателей.                                             К числу органолептических показателей относятся запах, привкус (вкус), цветность и мутность воды. Наличие запахов и привкусов обусловлено присутствием растворенных в воде газов, минеральных солей, органических веществ, жизнедеятельностью микроорганизмов.                  Запах воды может иметь природное (болотный, гнилостный, землистый, сероводородный и др.) и искусственное (ароматический, хлорный, фенольный, хлорфенольный, нефтяной и др.) происхождение.                       Привкус воды может быть горьковатым, солоноватым, сладковатым, кисловатым и т. д.      Для количественной оценки запаха и привкуса используют 5-балльную шкалу:
Как правило, с повышением температуры запахи и привкусы усиливаются. Вода, используемая для питья, не должна иметь при температуре 60 °С оценку более 2 баллов. Запахи и привкусы определяют опытные лаборанты органолептически, поэтому данная оценка достаточно субъективна.                                                                                                       Цветность, т. е. окраска воды в тот или иной цвет, в основном свойственна водам поверхностных источников. Она может быть вызвана природными веществами (сложные высокомолекулярные соединения почвенного происхождения, железо в коллоидной форме, некоторые ионы) и веществами, поступающими в водные объекты со сточными водами. Цветность измеряется в градусах стандартной платинокобальтовой шкалы путем сравнения исследуемой пробы с водой эталонной цветности. Цветность питьевой воды не должна превышать 20°. В исключительных случаях, по согласованию с органами санитарного надзора, этот показатель может достигать 35°.                                      Мутность (прозрачность) воды зависит от наличия в ней взвешен­ных частиц и определяется непосредственно - весовым методом или косвенно - по шрифту или кресту. Весовым методом мутность определяют, взвешивая на лабораторных весах отфильтрованную часть механических примесей. Мутность питьевой воды не должна превышать 1,5 мг/л. Использование мутной воды для питьевого водоснабжения нежелательно, а иногда и просто недопустимо.                                                             Опыт№1. Определение  интенсивности запаха воды.                                       Оборудование: образец водопроводной воды, химические стаканы (200 мл);                                                                                                                                  Ход работы:  Наливаем в химический стакан воду. Оцениваем запах воды по шкале (табл.1).

Таблица 1. Оценка запаха воды:

Интенсивность запаха	Описательное определение	Баллы
Нет	Отсутствие ощутимого запаха	0 баллов
Очень слабый	Запах ощущается опытным наблюдателем, не ощущается при употребление.	1 балл
Слабый	Обнаруживается, если обратить внимание.	2 балла
Заметный	Ощущается легко.	3 балла
Отчетливый	Запах обращает на себя внимание, делает воду неприятной для питья.	4 балла
Очень сильный	Запах настолько сильный, что вода совершенно непригодна для питья.	5 баллов

Вывод: В образце водопроводной воды  отсутствует ощутимый запах – 0 баллов.                                                                                                                   Опыт №2. Определение прозрачности воды.                                                Оборудование: образец водопроводной воды, химические стаканы (200 мл), лист белой бумаги.                                                                                           Ход работы:  Наливаем в химический стакан воду. Ставим стакан на белый лист бумаги. Оцениваем цвет и прозрачность: если видны изменения в цвете воды, то их описывают словами: зеленоватый, светло-коричневый и т.д.

Прозрачность зависит от количества взвешенных частиц органических и неорганических. Так же можно ее определить следующим образом: на дно цилиндра кладут кольцо из проволоки (или рисуют черным карандашом на белой бумаге) и доливают воду до тех пор, пока кольцо видно. Высота столба в (см), при котором кольцо становиться не видным и является мерой прозрачности.                                                                                          Вывод: Вода прозрачная.                                                                                 Опыт №3. Фильтрация воды.                                                                        Оборудование:  образец водопроводной воды, два химических стакана (200 мл.),  стеклянная воронка, бумажный фильтр, стеклянная палочка.                Ход работы:         В стакан вставляем стеклянную воронку, в воронку вставляем бумажный фильтр, водопроводную воду  в стакане перемешиваем  стеклянной палочкой и фильтруем. Вынимаем фильтр и сравниваем его с образцом фильтровальной бумаги.                                                              Вывод: На фильтре  частиц нет, значит, вода чистая.                                                                                                                                            2.Определение химических показателей  воды.                                         Опыт №4. Определение жесткости воды.                                                       Оборудование:  образцы воды различной степени жесткости: водопроводная кипяченная и некипяченая, стружка хозяйственного мыла, пробирки.                                                                                                            Ход работы:                                                                                                      1. В пронумерованные пробирки наливаем образцы  воды по 10-15 мл. 1 пробирка - водопроводная некипяченая вода, 2 - водопроводная кипяченная вода.                                                                                                                        2. В каждую пробирку кидаем стружки мыла и сильно встряхиваем пробирку (около 5 минут). Даем  отстояться, и описывают внешний вид полученных растворов: есть ли осадок в виде хлопьев, много осадков или мало, раствор почти прозрачный и т.д.           

Образец воды	Характеристика полученного раствора
Вода некипяченая	Раствор мутный, много осадков в виде хлопьев
Вода кипяченная	Раствор мутный, осадка почти нет.

Вывод: Водопроводная вода является жесткой и содержит соли, которые после кипячения выпадают в осадок в виде накипи. Кипяченая вода менее жесткая.                                                                                                                                                                               Опыт №5.  Определение водородного показателя pH индикатором лакмусовой бумагой.                                                                                                        Оборудование: пробирка, лакмусовая бумага.                                                 Ход работы: В пробирку наливаем 5 мл исследуемой воды, и опускаем лакмусовую бумагу. Сравниваем её окраску со шкалой.                                              Растворы и жидкости в отношении их кислотности считаются:                      ·         нейтральными при рН  = 7 (цвет лакмусовой бумаги не изменился)                                                                                                             ·         кислыми при pH < 7 (цвет лакмусовой бумаги стал красным)  ·         щелочными при рН > 7 (цвет лакмусовой бумаги стал синим)                                  

Вывод: Водопроводная вода имеет нейтральную среду.                                                     Опыт №6. Определение наличия в воде ионов хлора.                                            Оборудование: образец водопроводной воды, пробирка, раствор нитрата серебра.      Ход работы: к 5 мл водопроводной  воды прибавить 1-2 капли 10%-ного раствора нитрата серебра, подкисленного азотной кислотой. Проверить образуется ли  осадок или муть.                                                                        Вывод: Осадок  и муть не образуются.                                                                                              Проведенные исследования  доказывают, что водопроводная вода соответствует  требованиям и пригодна для питья.

IV. Опрос учащихся 4 «Б» класса МОБУ СОШ  №4 им. А.Я. Першина г. Благовещенска «Какую воду вы пьете?»                                                                                           В опросном листе содержалось четыре вопроса:

1.     Пьешь  ли ты воду из-под крана?

2.     Кипятишь ли ты воду перед употреблением?

3.     Какую воду ты выберешь для утоления жажды?                                           А) бутилированную, Б) кипяченую, В) водопроводную .

4.     Пользуется ли твоя семья фильтром для воды?                                                                 Результаты опроса:                                                                                                      

Приняло участие в опросе	Пьешь  ли ты воду из-под крана?		Кипятишь ли ты воду перед употреблением?		Какую воду ты выберешь для утоления жажды			Пользуется ли твоя семья фильтром для воды?
	Да	Нет	Да	Нет	А	Б	В	Да	Нет
24	6  (25%)	18 (75%)	24      (100%)	0	6 (25%)	16 (67%)	2 (8%)	8  (33%)	16 (67%)

Вывод: большая часть учащихся  не пьет водопроводную воду из-под крана. В основном  учащиеся  пьют кипяченую воду, в которой меньше примесей солей.  Для утоления жажды большинство  также предпочитают кипяченую воду.        Фильтрами для очистки воды пользуется всего 8 человек.

V. Улучшение качества воды.                                                                                 Качество воды можно улучшить одним из следующих способов:                   Перед употреблением воду нужно отстаивать. При отстаивании  улетучивается  хлор и оседают некоторые соли.                                                    Перед употреблением воду можно замораживать. При заморозке погибают бактерии, яйца паразитических червей, улетучивается хлор.                     Улучшить качество питьевой воды можно с помощью фильтров. Правда, не стоит приобретать очень дорогие иностранные фильтры, которые убирают из нее не только органические примеси, ржавчину, бактерии, хлор и тяжелые металлы, но также и минеральные соли. С осторожностью следует относиться к фильтрам, где в качестве одного из очищающих элементов применяется серебро. Далеко не всем этот благородный металл показан.                 Кипятить отстоявшуюся воду.                                                                          Если качество воды плохое, то рекомендуется взять на заметку следующие рецепты:                                                                                          — в местностях, где воды немного, пить ее следует с небольшим количеством уксуса: 1 л воды — 1—2 чайные ложки яблочного уксуса и меда, 3—5 капель 5%-го йода
(в такой среде микробы погибают за несколько минут).                                  — изготовить из шерсти фитиль, опустить один его конец в посуду с водой, а другой — в пустую. Вода станет капать из полной в пустую посуду уже хорошо очищенной. Это один из лучших способов,- через такую очистку воду можно пропускать несколько раз;                                                                   — вскипятить горькую или плохую воду и бросить в нее чистую глину и клубки шерсти, затем вынуть их и отжать. Отжатая вода будет гораздо лучшего качества;                                                                                          — соленую воду можно пить, добавив в нее ягоды боярышника;— смешать воду с чистой землей, после чего дать ей отстояться;                                                                                                       — 10—15 листьев рябины на 1—3 л воды делают ее чистой через 2 часа (даже болотную, охотники это знают). Листья можно использовать повторно, только надо осторожно промыть чистой водой и затем уже настаивать не менее 3 часов. Листья высушивают в тени и для хранения складывают в деревянный ящик или картонную коробку.                                                       Воду полезно пить перед каждым приемом пищи, но в небольшом количестве (по 3—4 глотка).                                                                                                                                                                                                       VI. Заключение.                                                                                                    Определение качества водопроводной воды, которую пьют ученики нашей школы, и жители города Благовещенска выявило, что вода пригодна для питья и имеет хорошее качество. Это  подтверждается данными о качестве хоз-питьевой воды МУП «Водоканал» г. Благовещенск.                                    Хозяйственное и питьевое водоснабжение города Благовещенска осуществляется подземными водами Изяковского водозабора, расположенного на правом берегу реки Уфа. Водозаборные сооружения состоят из 8 скважин, глубиной по 20 метров. После  подъема  вода подается на бактерицидную установку для обеззараживания. Вода не хлорируется, а применяются  лампы ДРТ -2500. После  обеззараживания  вода по водоводу поступает в резервуар  чистой воды объемом 20 тысяч  кубических метров. Из напорного резервуара чистая питьевая вода поступает в разводящую сеть города.                                                                                                          По данным лабораторных исследований питьевой воды, проводимых ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Башкортостан» все показатели  соответствуют требованиям санитарных норм.

Литература

1.      Руководство по гигиене водоснабжения под ред. С.Н.Черкинского. М: Медицина, 1975.

2.      Справочник по свойствам, методам анализа и очистки H₂O – часть I. Под ред. А.Т.Пилипенко. Киев: Наукова Думка, 1980

3.      РФ ЯНАО «Научный вестник», - выпуск 7. – Салехард, 2001. Под ред. Раенгулов Б.М.

4.       Вода питьевая. Государственные стандарты. Методы анализа. М: ИПК Издательство стандартов, 1996.

„  Биология – 2007 - №23 – С.12-13 [Текст]/ по материалам Интернета// Двадцать фактов о воде – М: Первое сентября, 2007 – 40с..: ил.

„  Биология – 2007 - №23 – С.24-25 [Текст]/Питьевая вода и здоровье – М: Первое сентября, 2007 – 40с.: ил.

„  Чистая вода. Выбор фильтров/ http://voda.blox.ua /

„  Сомов, М.А. Водоснабжение: учебник для сред. спец. учеб. заведений по спец. «Водоснабжение и водоотведение» (М.А. Сомов, Л.А. Квитка), - М: Инфа – 2008, 287с.

„  Рекомендации по разработке экологического паспорта населенного пункта [Текст]/ под ред. И.М. Зарубиной, В.А. Русановой, З.П. Макаренко – Киров: Изд-во Лицея естественных наук, 2009 – 165с.                                                                                                                                            Муравьев, А.Г. Руководство по определению качества воды полевыми методами.  3-е изд., доп. и перераб. – СПб.: «Кримас+», 2004 – 248с.  

„  СанПиН 2.4.1074-01 Вода питьевая [Текст]//Экологическая безопасность России – 2006 – 251с.