Научно-исследовательская работа "Вода-источник жизни"

I Городской открытый конкурс исследовательских и творческих проектов младших школьников

«Что? Откуда? Почему?»

Название работы: «Вода - источник жизни»

Авторы работы: Темирова Дана Юнусовна

Деккушев Алан Шамилевич

Место выполнения работы:

г. Черкесск, МКОУ

«Гимназия №17» 3^в класс

Научный руководитель

                                                                                     Голованова Елена Александровна

Оглавление

Введение___________________________________________________________3 

Роль воды в природе___________________________________________________4

Голубая планета_______________________________________________________4

В каких состояниях бывает вода?_________________________________________4

Круговорот воды_______________________________________________________5

Источники водоснабжения______________________________________________5

Поверхностные воды___________________________________________________5

Грунтовые воды_______________________________________________________6

Какими же свойствами обладает вода?____________________________________7
Где используется вода?_________________________________________________8

Как используется вода в организме человека?______________________________ 8

Источники загрязнения и меры по охране воды_____________________________9

Экологическое загрязнение водоёмов_____________________________________ 9

Как экономить воду в быту______________________________________________10

Заключение__________________________________________________________10

Библиография________________________________________________________10

Введение

Тема проекта

«Вода - источник жизни»

Актуальность

Прочитав, на уроках литературного чтения произведение «Маленький принц», нас заинтересовало высказывание о воде. Антуан де Сент- Экзюпери пишет:

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты - сама жизнь. Ты наполняешь нас невыразимой радостью…

Ты самое большое богатство на свете». Издавна загадочные свойства воды привлекали к себе внимание учёных. Греческий философ древности Фалес считал, что вода есть основа, а всё остальное образуется от неё.  Мы решили определить и доказать, на сколько важна вода для живой природы, можно ли заменить воду другими жидкостями, бесконечны ли запасы воды в природе.

Основополагающий вопрос:

Без чего нет жизни на планете Земля?

Проблемные вопросы:

1.Какую роль играет вода в природе?

2.Почему Землю называют голубой планетой?

3. В каких состояниях бывает вода?

4. Какими свойствами обладает вода?

5. Что нам известно о круговороте воды?

6.Какие воды являются  основными источниками водоснабжения?

7. Как используется вода в организме человека?

8. Как влияет деятельность человека на состояние воды?

9.Как сохранить воду чистой ?

Объект: экология

Предмет: Вода - источник жизни

Цель исследования: Уточнить и расширить знания о воде, её свойствах и  значении для живых существ. Раскрыть основные факторы загрязнения воды и меры по охране ее чистоты.

  Задачи:

ü  проанализировать научную информацию по теме;

ü   выяснить, как и где человек использует свойства воды;

ü  узнать, различные способы экономии воды;

ü  выяснить, каковы причины загрязнения водоёмов;

ü  доказать необходимость бережного отношения к воде.

Гипотеза:

  Без воды невозможна жизнь на Земле

Для реализации поставленных задач мы определили методы исследования:

ü  анализ научной литературы;

ü  обращение к глобальной сети Интернет;

ü  проведение опытов;

ü  наблюдение;

ü  сбор информации из энциклопедической литературы;

ü  анализ полученных результатов;

ü  обобщение полученного материала.                                      

Роль воды в природе

Еще в четвертом веке нашей эры античный философ Аристотель определил роль воды как первоисточник жизни. В последующие два тысячелетия его гипотеза многократно подтверждалась, обретя, таким образом, статус истины. Вода играет исключительно важную роль в природе. Она создает благоприятные условия для жизни растений, животных, микроорганизмов. Вода присутствует во всей биосфере: не только в водоёмах, но и в воздухе, в почве, и во всех живых существах, в том числе и людях (человек на 80% состоит из воды). Потеря 10-20% воды живыми организмами приводит к их гибели.

Голубая планета.

Не зря первые космонавты, увидевшие нашу планету из космоса, назвали её голубой. Если мы внимательно рассмотрим модель нашей Земли глобус, то увидим, что более 3/4 поверхности Земли покрыто водой.  Южное полушарие нашей планеты иногда даже называют океаническим, суши там совсем немного. Водные запасы на земле огромны. Соленая вода морей и океанов покрывает ⅔ земного шара. Запасов же пресной воды гораздо меньше — всего около 3% от общего объема воды на земле. При этом около 2% пресной воды в мире находится в прудах, ручьях, реках и озерах. Остальные запасы сосредоточены в подземных источниках, ледниках и снежных покровах.

В каких состояниях бывает вода?

Однажды зимой мы с родителями ехали в Нальчик. Проехав город Пятигорск, мы увидели озеро с горячим источником. Удивительная картина открылась нашему взору. По краям озеро было покрыто льдом, в середине вода оставалась жидкостью, в которой плавали дикие уточки. Над этой полыньёй клубилось облако пара. Мне посчастливилось увидеть в природе воду сразу в трёх состояниях.

Вода - единственное вещество на Земле, которое существует сразу в разных состояниях: вода может быть жидкой, при охлаждении переходит в твердое состояние – лед, а при нагревании превращается из жидкости в пар.

Круговорот воды

Вода постоянно совершает круговорот в природе. Испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растений, вода накапливается в атмосфере и, рано или поздно, выпадает в виде осадков, пополняя запасы в океанах, реках, озерах. Таким образом, количество воды на Земле не изменяется, она только меняет свои формы - это и есть круговорот воды в природе.  Из всех выпадающих осадков 80% попадает непосредственно в океан, 20% выпадают  на сушу. У воды, выпавшей на суше, есть два пути. Либо она, собираясь в ручьи и реки, попадает в результате в озера и водохранилища - так называемые открытые (или поверхностные) источники водозабора. Либо вода, просачиваясь через почву и подпочвенные слои, пополняет запасы грунтовых вод.  

 Источники водоснабжения

Около 12 млрд. лет тому назад вода из мантии Земли равномерно просачивалась сквозь земную кору, подземная гидросфера была в те далекие времена основным поставщиком вод на планете.

Поверхностные и грунтовые воды  составляют два основных источника водоснабжения.

Около 1500 миллионов кубических километров воды содержится на нашей планете, из которых примерно 10% это пресная вода.

При этом от 110 до 190 миллионов кубических километров воды находится под земной корой, это подземные водоемы. И от того, насколько глубоко находятся эти источники воды на земле, их делят на поверхностные и подземные воды.

 Огромным источником воды на земле являются наши ледники, находящиеся в Антарктиде и в Гренландии. Это в районе от 20 до 30 миллионов кубических километров  пресной воды. Немалое количество пресной воды выпадают на землю из атмосферы, в виде атмосферных осадков, образовавшихся благодаря испарению из естественных источников воды на земле, это еще приблизительно около 13 тысяч кубических километров.

А сколько пресной воды получают ежегодно из мирового океана, путем различных физико-химических методов. Особо используемыми источниками воды на земле для своих нужд человечеством являются реки и озера.

Чего только стоит озеро Байкал – самое крупное (и самое чистое в мире) природное хранилище пресной воды в России, объемы которого составляют 20 тысяч кубических километров воды. Это пятая часть мировых запасов чистейшей пресной воды.

Поверхностные воды

Большую часть поверхностных вод занимают моря и океаны, по массе на них приходиться более 90 % от всей массы воды в гидросфере. 
Второе место по массе в поверхностных водах занимают снежно-ледниковые образования. Из малых составляющих поверхностных вод наибольшая масса воды содержится в озерах. Самое крупное из них – Каспийское море, площадь которого 371 тыс. кв. км, самое глубокое  озеро Байкал (1620 км), самое мелкое – Чад – 12 м.
С точки зрения движения вод озера – это маленькие модели океана, а по концентрации и набору растворенных веществ озера ближе к подземным водам.

Болота – другая малая составляющая надземных вод, промежуточное звено между озерами и подземными водами. Их общая площадь около 3 млн. кв.км. Болота – главные ловушки органического углерода, в них происходит его накопление и захоронение. 
Реки в отличие от озер и болот – быстрые транспортеры воды. Расход воды в самой крупной реке мира Амазонке составляет 200 тысяч кубических м/с.Речной сток в незначительной степени содержит дождевые и талые воды. Качество поверхностных вод зависит от сочетания климатических и геологических факторов.

Основным климатическим фактором является количество и частота осадков, а также экологическая ситуация в регионе. Выпадающие осадки несут с собой определенное количество нерастворенных частиц, таких как пыль, вулканический пепел, пыльца растений, бактерии, грибковые споры, а иногда и более крупные микроорганизмы. Океан является источником разных солей, растворенных в дождевой воде. Вносят свою лепту и химикаты, применяемые в сельском хозяйстве.

К числу геологических факторов относится структура русла рек. Если русло образовано известняковыми породами, то вода в реке, как правило, прозрачная и жесткая. Если же русло из непроницаемых пород, например гранита, то вода будет мягкой, но мутной. В целом поверхностные воды характеризуются относительной мягкостью, высоким содержанием органики и наличием микроорганизмов.

Грунтовые воды

Грунтовые, или подземные, воды формируются в основном в результате просачивания под землю воды из вскрытых водоемов - озер, рек, прудов и атмосферных осадков. Само слово «грунтовые воды» говорит о том, что это вода, которая находится в грунте, то есть в земле. Так если вы копаете возле речки, то грунтовые воды будут ближе к поверхности. Такую воду называют «верховодка». Если копать на горе, то глубина залегания может быть существенно больше. Так же есть вода, которая залегает на глубине  от 25 до 300 метров между водоупорными слоями под давлением. Она называется артезианской, качество её во много раз выше «верховодки». Подземные воды такого рода очень хорошо защищены от различного вида внешних загрязнений. Достичь уровня грунтовых вод можно с помощью пробуренной скважины или выкопанного колодца. В экологически чистых районах грунтовые воды можно использовать для полива посаженных растений и хозяйственных нужд. А вот употреблять эту воду для приготовления пищи или питья нужно лишь после ее проверки. Нередко грунтовая вода истекает на поверхность в виде родников. Грунтовые воды в силу относительно лёгкой доступности имеют большое значение для народного хозяйства как источники водоснабжения промышленных предприятий, городов, посёлков, населенных пунктов в сельской местности и т. д..

Какими же свойствами обладает вода?

Опыт №1  Возьму стакан с водой и карандаш. Опускаю в стакан с водой карандаш. Виден ли он в воде?

Вывод: я его хорошо вижу. Это свойство воды - прозрачность.

Свойство прозрачности воды используется человеком очень широко: аквариумы с диковинными рыбками и водорослями, бассейны и фонтаны с красивым дизайном дна и стен и другое. 
Опыт №2.  Имеет ли вода цвет?

Возьму полоски синего, ярко-голубого, светло-голубого, зелёного и белого цвета. Сравниваю воду в стакане с цветом полосок.

Вывод: вода бесцветна.

Опыт №3  Имеет ли вода запах?

Возьму стакан с водой. Понюхаю. Даю понюхать одноклассникам.

Вывод: вода не имеет запаха.

 Действительно, вода не имеет запаха. Можно понюхать и убедиться. Это свойство воды человек использует, например, при спасении от преследующих хищных животных: стоит войти в воду – как след человека будет потерян, животное не сможет определить направление движения человека, вошедшего в воду. 

Опыт №4 Растворяются ли другие вещества в воде?

Возьмём два стакана с водой, кусочек сахара и кусочек мела, палочку для размешивания. Насыплю в один стакан сахар, а в другой столько же мела, помешаю воду. Что произошло?

Мел растворился быстрее, и вода стала цвета мела. Сахар растворился позже.

Вывод: вода является растворителем.     

Вода - прекрасный растворитель и потому невозможно встретить в природе жидкую "чистую" воду, то есть воду, в которой не растворены какие-либо вещества. Но, вода растворяет не все вещества. Если влить в пробирку с водой вазелиновое масло, оно не смешается с водой, а будет плавать поверх воды. 

Значит, вода является растворителем для некоторых веществ.

Опыт №5  Можно ли очистить воду от примесей?

Я делаю фильтр из бумажной салфетки. Можно взять вату. Пропускаю воду с растворённым мелом через фильтр. Почему она не очищается?

Не растворившиеся в воде частицы мела оседают на фильтре, а вода проходит через него и становится чище.

Если сделать это еще несколько раз, вода станет совсем прозрачной.

Вывод: воду можно очистить от примесей.

Опыт №6  Имеет ли вода  постоянную форму?

Я  переливаю  воду из стакана в лабораторные колбы. Вода приняла их форму. Это свойство воды также широко используется человеком. Например: налив воду в емкость тем самым можно подчеркнуть своеобразие этой емкости, ее дизайн. Вывод:   вода может  принимать форму той емкости, в которую ее наливают.

Опыт №7  Мы узнали ещё об одном удивительном свойстве воды, которое играет немаловажную роль в жизни человека.
Вода течет.  Если вылить ее на плоский поднос - она растекается в лужу. Человеком это свойство воды широко используется в жилищно-коммунальном хозяйстве: вода, протекая по трубам, поступает в наши дома и квартиры.

Где используется вода?

Вода нужна  заводам и фабрикам, водой тушат пожары, орошают поля, заставляют крутиться турбины электростанций. Вода каждый день приходит в наш дом: мы умываемся, готовим обед, стираем белье. Вода выступает как теплоноситель, как транспортная система, как растворитель, как среда обитания многих растений и животных. Там, где отсутствует вода – отсутствует жизнь.

Как используется вода в организме человека?

 Сама по себе вода не имеет питательной ценности, но она является непременной составной частью всего живого. В растениях содержится до 90% воды, в то время как тело взрослого человека состоит из нее примерно на 55 - 65%. Вода присутствует  во всех тканях нашего организма, хотя распределена неравномерно: кости содержат 22% воды, мозг 75%, сердце-75%, лёгкие- 85%, печень-86%, кровь состоит из нее на целых 92%.

Первостепенная роль воды в жизни всех живых существ, и человека в том числе, связана с тем, что она является универсальным растворителем огромного количества химических веществ, то есть является той средой, в которой и протекают все процессы жизнедеятельности.

Вот  далеко не полный перечень "обязанностей" воды в нашем организме.

• Помогает преобразовать пищу в энергию,
• помогает организму усваивать питательные вещества,
• увлажняет кислород для дыхания,
• регулирует температуру тела,
• участвует в обмене веществ,
• защищает жизненно важные органы,
• смазывает суставы,
• выводит различные отходы из организма.

Определенное и постоянное содержание воды - вот необходимое условие существования живого организма. Без воды невозможна регуляция теплообмена организма с окружающей средой и поддержание температуры тела.

Человек чрезвычайно остро ощущает изменение содержания воды в своем организме и может прожить без нее всего несколько суток.

Обычный человек теряет в день 2-3 литра воды. В жаркую погоду, при высокой влажности, во время занятий спортом расход воды возрастает. Даже благодаря дыханию человек теряет почти пол-литра воды ежедневно. Правильный питьевой режим  - это сохранение физиологического водного баланса, т.е.  выделение и поступление  воды должно быть равнозначным. Приблизительно 40% ежедневной потребности организма в воде удовлетворяется с пищей, остальное мы должны принимать в виде различных напитков. Ежедневно нужно употреблять 2 - 2,5 литра воды.

Источники загрязнения и меры по охране воды.

Пригодной для пользования человеком, не так уж много (меньше 3%: из 100 литров воды человек может использовать лишь 1,5 стакана). Для человека вода незаменима, и является более ценным природным богатством, чем железо, нефть, уголь, газ. Задача человека использовать воду и ее свойства в свое благо не создавая проблем в водной экосистеме, которые могут привести к катастрофе  –загрязнению и сокращению объемов пресных вод и вод морей и океанов. 

Россия владеет одним из самых значительных водных потенциалов (более 30 тыс. кубических метров в год на одного жителя) в мире.

Воды Мирового океана десятилетиями загрязняются, и степень загрязнения растёт с каждым годом. Основные его причины – выбросы различных нефтепродуктов, производственные отходы и простой бытовой мусор.

   Но особо актуально на данный момент стоит вопрос о сохранении запасов пресной воды, которые исчерпываются с пугающей скоростью. Доля пресных вод от всех вод Земли на данный момент составляет чуть менее 3%, из которых две трети – это полярные снега и льды. Основной потребитель свежей воды и крупный загрязнитель поверхностных вод – это орошаемое земледелие. Также серьёзной опасностью для поверхностных вод является вынос с обрабатываемых полей ядохимикатов и удобрений. Другой крупный потребитель воды и мощный источник загрязнения – животноводческие комплексы. Сточные воды этих комплексов довольно затруднительно очистить по причине того, что перед выбросом в водные объекты они нуждаются в длительной выдержке в отведённых для этого прудах-накопителях.

Также промышленные предприятия выступают основными источниками загрязнения поверхностных водоёмов из-за большого объёма сбрасываемых сточных вод. Очистка рек, озёр и водохранилищ осложняется тем, что в сточных водах увеличивается количество вредных  веществ, таких как синтетические моющие средства.

Экологическое загрязнение водоёмов.

До поры до времени человек относился к океанам с благоговением и страхом, а потом начал сбрасывать в воду всевозможные отходы - твердые, жидкие и газообразные.

Сточные воды заводов и фабрик сильно загрязняют воду. Действительно, лишь 1 литр сточных вод, попадая в водоём, может испортить 100 литров хорошей воды, а выливается ведь не 1 литр.
 Есть очень ценное полезное ископаемое - нефть. Но иногда и нефть может стать источником загрязнения воды, когда происходят аварии на танкерах.  Нефть легче воды. И если всего 5 литров нефти разольётся, то тонкая плёнка нефти покроет такую площадь, как наш класс. Люди наносят воде очень большой вред: за год бытового мусора попадает в водоёмы столько, что им можно было бы заполнить 10 тысяч товарных вагонов. Но, даже не выезжая на речку или озеро, находясь в своей квартире, мы можем нанести водным запасам большой ущерб.  Это - утечка воды, незакрытый кран.

  Мы провели опрос среди одноклассников и пришли к выводу, что  во многих семьях не всегда относятся бережно к воде. Нам хотелось бы дать полезные советы, как экономить воду.

Как экономить воду в быту

 В ванной:

1. На время, когда вы чистите зубы, выключайте воду. Чтобы ополоснуть рот достаточно стакана с водой.(Экономия до 750 литров в неделю при 4-х членах семьи.)

2. Принимая душ, вы в 5-7 раз снижаете потребление воды по сравнению с тем, когда вы принимаете ванну. Во время приема душа не обязательно оставлять поток воды постоянным. Пользуйтесь водой в моменты ополаскивания и смывания пены. 3.Сократите время пребывания в душе до 5-7 минут.

4. Если Вы принимаете ванну, то старайтесь заполнять ее на 50 - 60%.

5. Не полощите белье под проточной водой. Для этих целей лучше использовать наполненную ванну или таз.    

На кухне:

1. При ручном мытье посуды не держите постоянно кран открытым. Ополаскивайте посуду под небольшим напором теплой воды. (Этот способ позволяет снизить потребление воды на мытье посуды в 3-5 раз.)

2. Используйте посудомоечную и стиральную машину по возможности при их полной загрузке. (Экономия до 60 литров воды при каждом использовании.)

3. Не размораживайте продукты под струей воды из-под крана. Лучше всего заранее переложить продукты из морозилки в холодильник. (Экономия до 10 литров воды в день.)

Заключение

 В ходе работы мы узнали много интересного о воде. Мы поняли, что в наши дни водная проблема стала одной из самых важных. Вода - одно из главных богатств на Земле. Вода нужна и человеку и растениям, и животным. Значит, надо охранять, беречь ее, не загрязнять, использовать бережно.

Библиография

Детская энциклопедия «Я познаю мир»,1999.

Большая энциклопедия «Кирилла и Мефодия 2004 г»

 Издательство «Махаон» «Большая школьная энциклопедия»

 http://watermarket.ru

http://festival.1september.ru

http://uchitelu.net

http://sitewater.ru