Индивидуальный проект "Исследование качества воды в нашем городе"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №2 г. Макарова»

Сахалинской области.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ

Тема: «Проверка качества питьевой воды г. Макарова»

ученика 11 «б» класса

Шинкаренко Кирилла Константиновича.

Руководитель проекта:

Ежукевич Юлия Валерьевна.

г. Макаров, 2021 г.

Содержание

1. Введение

Все люди в нашем городе без исключения пользуются водой из-под крана в разных бытовых ситуациях: стирка, мытьё посуды, влажные уборки. Кто-то готовит пищу на ней и даже употребляет без предварительной обработки и отчистки, как бы доверяя тому минимуму, что проходит вода перед тем, как попасть к нам через кран.

Однако настолько ли она чистая и такую ли тщательную обработку проходит? Попытаемся проверить экспериментально качество воды и на основе результатов сделать выводы.

Актуальность: Грязная вода, используемая в хозяйстве, ни к чему хорошему не приводит. Это и болезни (анемия, диарея, разнообразные отравления, холера), и различная неприятная накипь на чайниках и в трубах стиральной машины, вызванная чрезмерной жёсткостью воды – всё это лишь ничтожная часть вреда, наносимого грязной водой. Данная проблема является одной из самых труднорешимых и распространённых в нашей стране да и во всём мире.  

Тема проекта: «Проверка качества питьевой воды в г. Макарове»

Цель: Провести несложные эксперименты с различными пробами воды из-под крана г. Макарова, включая бутилированную и родниковую воду, и сделать выводы об их пригодности для употребления и общего пользования.  

Задачи:

1. Изучение соответствующей литературы и статей из интернета.
2. Проведение экспериментов над пробами воды, взятой из-под крана,  над чистой родниковой и бутилированной водой.
3. Сравнить результаты экспериментов друг с другом.
4. Сделать соответствующие выводы о пригодности для употребления воды, взятой из-под крана.

Гипотеза: Вода, взятая из-под крана в г. Макарове, не пригодна для употребления без предварительной химической/физической обработки.

Объект исследования: Вода из-под крана города Макарова.

Предмет исследования: Качество воды из-под крана в городе Макарове.

Методы исследования: В данном проекте будут использоваться такие методы исследования, как:

Эксперимент. Систематизация. Сравнение. Наблюдение.

2. Теоретическая часть

2.1. Статистическое обоснование актуальности.

По данным статистики, предоставляемой ВОЗ (Всемирная Организация Здравоохранения), почти все заболевания, связанные с пищеварительной системой, берут свои корни в воде, непригодной для употребления. По последним известным данным статистики 2017 года было выявлено:

1. Отсутствие безопасной питьевой воды: почти 2.1 миллиард человек лишены доступа к улучшенному водоснабжению
2. Диарейные болезни: 2 миллиона случаев смерти в год можно отнести к небезопасному качеству воды.
3. Холера: сообщения о случаях заболевания холерой все еще поступают в ВОЗ более чем из 50 стран.

Вывод: безопасность и качество питьевой воды играют огромную роль в жизни людей и если не уделять этому должного внимания, то последствия будут опасны для жизни человека.

2.2. Направления исследования воды.

В ходе выполнения проекта было принято решение об исследовании воды по следующим признакам: цветности воды, определения в воде мелких механических частиц, содержания в воде различных примесей, определение pH водной среды,  наличия в воде микроорганизмов и её электропроводимости. Кроме этого, последний эксперимент будет направлен на проверку воды хранением.

3. Общая таблица исследования.

Полученные результаты исследования качества воды необходимо занести в таблицу. Если результаты экспериментов будут Положительными, то отмечаем «+»,  а если отрицательными, то  «-»

4.  Подробное описание экспериментов.

Эксперимент №1:

Нальём в прозрачный сосуд одну из проб воды. Подложим в качестве фона белый лист бумаги. Наблюдаем. В норме вода, пригодная для употребления, должна быть полностью прозрачной и не иметь ни желтоватого, ни тёмного оттенка. По окончании эксперимента заносим данные в таблицу. (При наличии любого, даже лёгкого, оттенка, в таблице ставится «-» ).  

Эксперимент №2:

Для второго эксперимента нам понадобится фильтровальная бумага (5 кусочков). Через них пропускаем все 5 проб воды. При нахождении в воде механических частиц, бумага не даст им просочиться насквозь. Все частицы останутся на бумаге (При наличии механических частиц в таблице ставится «-», при их отсутствии – «+» ).

Эксперимент №3:

Испаряясь, вода, полностью очищенная от примесей, не оставит после себя следов. Однако вода, содержащая примеси в себе, бесследно не испарится. Вот и узнаем, в какой воде примесей меньше и занесём результаты в таблицу. (Если следов вовсе или почти нет, то ставится «+», если имеются белые разводы и другие следы того, что тут была капля – «-»)

Эксперимент №4:

Имея универсальную индикаторную бумагу, проверим pH данной среды. В нашем случае проверить можем только от 1.0 до 10 pH. Обычно, вода, пригодная для употребления, колеблется от 6.5 до 8.5 pH. Если pH выбивается из этих рамок, то в таблице ставится  «-», если входит в них, то «+». Также для более точного определения воспользуемся электрическими датчиками на определение pH среды и на определение электропроводимости. Относительно большая электропроводимость подтверждает факт наличия в воде растворённых (полезных) солей, что является положительным результатом («+»). Таким образом, в таблице будет два знака: один – оценка pH, второй – наличие растворённых солей.

Эксперимент №5:

С помощью микроскопа подтвердим или опровергнем факт содержания в воде живых микроорганизмов (При их наличии или отсутствии пишем в таблице «-» и «+», соответственно).

Эксперимент №6:

Как правило, вода, непригодная для питья, хранится намного меньше, чем чистая вода. Взяв за период 2 недели, оставим все 5 проб воды в тёмном месте. По истечении срока будем наблюдать за реакцией воды разной пробы. Если вода помутнела, образовала осадок, покрыла сосуд налётом или обрела ужасный запах, то, следовательно, для употребления она пригодна не была («-» в таблице).

3. Практическая часть

3.1. План исследований качества воды.

Для выполнения практической части необходимо выполнить следующие действия:

1. Получим пробы родниковой воды, бутилированной воды, 3-х разных проб воды из-под крана.
2. Пронумеруем пробирки.
3. На экспериментальной основе выясним пригодность воды для употребления.
4. С течением экспериментов пронаблюдаем за разными пробами воды.
5. Систематизируем все полученные данные и результаты экспериментов.
6. Сравним результаты экспериментов над пробами воды друг с другом.
7. Заполним таблицу и сделаем вывод.

3.3. Проведение экспериментов, результаты.

Сначала пронумеруем пробирки следующим образом: Родниковая вода – под номером 1, Бутилированная – под номером 2, Пробы воды из-под крана – под номерами 3,4 и 5.

Эксперимент №1.

Взяли 5 пробирок. В каждую пробирку налили пробу воды. Подложили на фон белый лист бумаги и внимательно рассмотрели.

 По наблюдениям, все 5 проб воды оказались полностью прозрачными^[1]. Никаких посторонних оттенков выявлено не было. Все 5 проб получают в таблице «+».

Эксперимент №2.

У нас есть 5 кусочков фильтровальной бумаги. Делаем из каждой воронку. Подготавливаем оборудование: берём чистую пробирку и вставляем туда по очереди разные воронки^[2].

Далее пропускаем через каждую отдельную воронку свою пробу воды и наблюдаем: останется ли что-то на фильтровальной бумаге или нет.

При наблюдении невооружённым глазом, складывалось ощущение, что все фильтры абсолютно чистые^[3]. Решено было использовать микроскоп для более точного определения. В него было увидено намного больше, чем раньше, однако сильно это на ситуацию не повлияло: все фильтры и правда были одинаково чисты. Встречались редкие частицы, но это лишь обычная пыль, не более^[4].

Для всех проб результат оказался положительным, заносим в таблицу.

Эксперимент №3.

Подготовим зеркальную поверхность для наибольшей наглядности. С помощью медицинского шприца помещаем каплю каждой пробы на поверхность зеркала^[5]. Ждём полного испарения жидкости.

После испарения мы видим далеко неодинаковые результаты^[6]. Больше всего разводов оказалось после родниковой воды  («-»), у всех трёх проб воды из-под крана также имеются разводы, но не такие ярко выраженные («-»), у бутилированной же воды разводы почти отсутствуют («+»). Получив такие результаты, заносим их в таблицу.

Эксперимент №4.

Подготавливаем сосуд и поочерёдно наливаем туда пробы воды, параллельно опуская в каждую по кусочку индикаторной бумаги^[7].

Исходя из результатов^[8], родниковая вода (№1) имеет относительно яркую выраженность pH среды (от 7 до 8 pH), что является нормой. Остальные же – примерно от 6 до 7 pH, что тоже входит в пределы нормы.

Одним методом мы решили не обходиться и взяли дополнительно датчики определения pH среды и электропроводимости^[9]. По полученным данным, имеем, что pH среды всех проб колеблется от 7,5 до 8,5 (8,5 pH имеет Родниковая Вода (№1)). По pH все пробы прошли проверку. Что касается электропроводимости, то результаты уже иные: самую большую электропроводимость имеет Родниковая Вода  (№1) ~ 420 мкСм. На втором месте оказалась Бутилированная Вода (№2) ~ 330 мкСм. Все пробы воды из-под крана (№3-5) ~ 130 мкСм.

Здесь положительный результат имеют пробы №1 и №2 («+» в таблице), №3-5-«-».  

Эксперимент №5.

Подготавливаем оборудование: микроскоп и 2 стёклышка. На одно мы помещаем каплю одной из проб воды, второе – кладём сверху и фиксируем. Рассматриваем под микроскопом капли каждой пробы.

По результатам наблюдений, живых микроорганизмов ни в одной из проб не обнаружено. Заносим положительный результат в таблицу для каждой пробы.

Эксперимент №6.

Подготавливаем оборудование: 5 подписанных чистых пробирок со штативом. Наливаем в каждую пробирку (примерно одинаково) пробы воды. Переносим штатив в тёмное место и ждём 2 недели.

02.11.2021 – Начало эксперимента хранением^[10].  

16.11.2021 – Конец эксперимента^[11].

Судя по результатам нашего эксперимента, сделаем вывод: у всех пяти проб воды не оказалось ни разводов, ни осадков, ни помутнения, запах нейтральный. То есть, вода пригодна для употребления («+» у всех проб).

4. Вывод

Провели все эксперименты и занесли результаты в таблицу^[12]. Как видим, большинство экспериментов оказались положительны полностью для всех проб.

Родниковая вода (№1) прошла почти все эксперименты на положительный результат, однако имеет отрицательный результат в Третьем эксперименте, оставив яркий след разводов после испарения капли. Это доказывает, что в воде имеется избыток соли, что не является положительным знаком.

Бутилированная вода (№2) прошла все эксперименты на положительный результат.

Все три пробы воды из-под крана (№3-№5) имеют полностью положительный результат в Экспериментах №1, №2, №5, №6. Отрицательный – в Эксперименте №3 (Так же оставив после себя яркий след разводов). Смешанный результат – в Эксперименте №4 (Имеют почти равную pH, полностью входящую в пределы нормы, но имеют очень малую электропроводимость, что говорит о полном отсутствии солей, что так же, как и избыток, является отрицательным результатом)

Планировалось выполнить качественный анализ на наличие в воде хлора, но в воде хлор если и имеется, то в низком содержании. Необходим количественный анализ хлора в воде. Выполнить запланированное исследование невозможно в виду отсутствия реактивов и оборудования.

5. Заключение

Таким образом, имеем: бутилированная вода оказалась самой пригодной для употребления в том виде, в котором она продаётся. Второй же по пригодности оказалась родниковая вода, которую так же можно употреблять сразу же после получения. На последнем месте у нас все три пробы воды из-под крана (Судя по результатам, воду из-под крана тоже можно употреблять в том виде, в котором мы её получаем).

Гипотеза «Вода, взятая из-под крана в г. Макарове, не пригодна для употребления без предварительной химической/физической обработки» в ходе выполнения проекта была опровергнута.

Что касается воды из-под крана, то пить её в сыром виде намного опаснее, чем просто прокипятив: в сырой воде могут находиться болезнетворные бактерии и микробы, что не были полностью уничтожены хлоркой. При кипячении все бактерии умирают, а запах хлора исчезает.

Напомним: все эксперименты на выявление явных признаков непригодности воды для употребления проводились в домашних условиях (не считая использование датчиков). Если вся вода прошла нашу «проверку», это не значит, что она полностью чистая и пригодна для употребления без предварительной очистки.

6. Список литературы

1. https://www.who.int/ru/news/item/12-07-2017-2-1-billion-people-lack-safe-drinking-water-at-home-more-than-twice-as-many-lack-safe-sanitation  («2,1 миллиарда человек лишены доступа к безопасному водоснабжению по месту жительства, и вдвое больше людей не имеет безопасных средств санитарии».)
2. https://akvadom.od.ua/blog/kak-proverit-kachestvo-vody-prostye-eksperimenty-v-domashnih-usloviyah («Как проверить качество воды?»)
3. http://cgon.rospotrebnadzor.ru/content/63/2844/  («Что мы знаем о Холере?»)
4. https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/drinking-water («Питьевая вода».)
5. https://www.barrier.ru/encyclopedia/o-vode/chto-takoe-ph-vody/ («Что такое pH воды?»)
6. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B8%D0%BF%D1%8F%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5 («Кипячение»)

7. Приложение

приложения размещены в презентации!