Самое удивительное вещество в мире

Введение

          Вода – весьма распространенное на Земле вещество. Почти ¾ поверхности земного шара покрыты водой. Пресная вода составляет около 3 % от всей массы, а ведь используется именно эта вода.

        Природная вода не бывает совершенно чистой.  Ее состав  постоянно меняется. Резкие изменения состава воды обусловлены антропогенными воздействиями, губительны для всего водного биогеоценоза.

       Вода должна быть экологически чистой. Только в этом случае биосфера сможет функционировать нормально и бесконечно долго. Система живой природы очень хрупка и её следует охранять. А защищать природу нужно сознательно, зная и изучая её.  Поэтому нами была выдвинута гипотеза: Чем чище вода - тем лучше экология и красивее родная природа.

       Цель проекта: Формирование  экологического образования и воспитание бережного отношения к воде как к жизненно важному ресурсу и драгоценному дару природы.

        Задачами данной работы являются:

• Выявить   экологическое состояние водных ресурсов родного края;
•  Исследовать состав воды и его влияние  на организм человека;
• Разработать план действия по сбережению местных водных ресурсов.                                                           

                      Содержание работы активизирует познавательную деятельность обучающихся  о

                  живой   природе, закрепляет знания о роли воды  в природе и  для человека.

      Нами были использованы следующие методы исследования:

• Наблюдение.
• Анализ источников информации.
• Анкетирование.
• Физико-химический эксперимент.
• Планирование работы по сбережению местных водных ресурсов.                                                           
• Интерпретация данных исследования.

     Полученные данные демонстрируют важность изучения темы.  Данный проект способствует формированию умений и навыков в проведении исследовательской работы, развитию творческой деятельности обучающихся, нацеливает на дальнейшее экологическое образование.

Основная часть

1. Значение воды в жизни растений, животных и человека

       Вода играет огромную роль в природе. «Все земное вещество ею проникнуто и охвачено». Так говорил о воде В.И.Вернадский. Вода является необходимым условием существования всех живых организмов на Земле.

Именно в воде зародилась жизнь на Земле. Для многих видов живых объектов  вода продолжает оставаться средой обитания. Если мы обратимся к животному и растительному миру, то распределение воды в них такое: меньше всего воды содержат мхи, лишайники – 5-7% от веса; злаки -12-14%, насекомые - 46-65%, млекопитающие - 60-65%, рыбы - 70%, картофель - 80%, огурцы, помидоры, грибы -90-95%.

 Вода – незаменима. Если у вас сегодня нет хлеба, вы можете без него обойтись и съесть что-нибудь другое. Если нет угля, можно вместо него использовать торф, природный газ. И только воде замены нет.

Человек остро ощущает нарушение водного баланса. Потери влаги в 6-8 % от массы тела вызывают у него обморочное состояние. При этом повышается температура тела, краснеет кожа, учащается сердцебиение и дыхание, появляется мышечная слабость и головокружение, головная боль. А при потере человеком 10-12 % влаги наступает смерть, поскольку кровь настолько густеет, что с ее перекачкой не  справляется сердце. Таким образом, если без пищи человек может прожить около месяца, то без воды – всего лишь несколько суток.

Вода – самый распространенный минерал на нашей планете, и тем не менее проблема рационального использования водных ресурсов – одна из самых острых. Среди них важное место занимает обеспечение населения, промышленного и сельскохозяйственного производства водой. Потребление ее стремительно растет. Во многих районах мира удовлетворение потребностей в воде превратилось в серьезную проблему.

      Увеличение расходования воды промышленностью связано не только с быстрым ее развитием, но и с ростом водоемкости производства. Так, например, на производство 1 т хлопчатобумажной ткани фабрики расходуют около 250 м3 воды, на производство 1т синтетического волокна - 2590-5000м3. Много воды требуется химической промышленности. Так, на производство 1 т аммиака затрачивается около 1000 м3 воды, 1 т синтетического каучука – 2000 м3 воды. Весьма водоемка также цветная металлургия: на выплавку 1 т никеля расходуется 4000 м3 воды.

2. Загрязнение водной оболочки

       Совершая круговорот, вода участвует во многих химических и физических процессах живой и неживой природы, при этом она загрязняется.

       В Мировой океан и поверхностные воды суши ежегодно попадает  более 12 млн. тонн нефти и нефтепродуктов, а 1 т нефти может покрыть тонкой пленкой акваторию средней площадью 12 км2, 1 мл нефти в 1 л воды вызывает гибель икры и мальков многих рыб.

Нефть в океане – это не только гибель птиц, загрязнение пляжей, но и яд, сила которого пока неизвестна. Она активно притягивает к себе другие химические вещества, особенно ядохимикаты, которые не растворяются в воде  и не идут на дно, т.ч. концентрация  яда в воде становится высокой. (Саргассово море, Балтика, Байкал)

Вторая причина загрязнения водной оболочки Земли, приводящая к дефициту чистой пресной воды – сброс в  водоемы сточных вод, содержащей загрязняющие вещества предприятиями. На нашей планете построены сотни тысяч химических и целлюлозно-бумажных комбинатов, гальванических цехов, металлургических и машиностроительных заводов, атомных электростанций, деятельность которых загрязняет воду.

Эти загрязнения не безвредны. Например, свинец вызывает поражение десен, расстройство кишечника, заболевание почек, ЦНС, отрицательно  воздействуют на генетический аппарат клетки. Соединения железа (II) вызывают изменения состава крови, возникновение гастрита, стоматита.

    Критерием загрязненности воды выступают:

1. Ухудшение ее качества  (неприятный запах, вкус, повышенная жесткость);
2. Наличие  вредных веществ, влияющих на:

-процессы естественного самоочищения водоемов;

-жизнедеятельность водных организмов;

-здоровье человека при использовании воды для водоснабжения населения.

Виновниками техногенного загрязнения подземных вод в Тамбовской области являются  главным образом предприятия химической промышленности:

ОАО «Пигмент»;

ОАО «Полимермаш»;

ОАО «Завод Пластмасс»;

ТАЗРИ;

Котовский лакокрасочный завод;

Уваровский химический завод.

      Данные предприятия загрязняют подземные воды органическими веществами (анилином, фенолами и др.), соединениями азота. Самые тяжёлые последствия терпит природная среда от деятельности Тамбовского ОАО «Пигмент», на территории которого даже изменился минеральный состав действующего водоносного горизонта.

     В Мичуринском районе ЛПДС «Никольское» загрязняет воду нефтепродуктами: в отдельных скважинах свыше 90 ПДК.

В Моршанском районе Хлыстовский и Волковский спиртозаводы являются источниками азотного загрязнения подземных вод.

3. Очистка сточных вод

          Важнейший показатель качества воды – это ее чистота. Существуют различные методы очистки сточных вод: механические, химические, физико-химические, биологические.

          Первая стадия очистки сточных вод - механическая очистка.

К сооружениям для механической очистки относятся:

• решетки и сита, песколовки;
• фильтры;
• жироловки, маслоуловители, нефтеловушки.

          При механической очистке удается задержать до 69 % нерастворенных примесей.

Для освобождения промышленных и коммунальных стоков мелких взвесей, не улавливаемых фильтрацией, используют физико-химические методы очистки. Эти методы позволяют удалить из сточных вод токсичные соединения.

К  химической очистки  относится: нейтрализация и окисление.

Нейтрализацию проводят для приведения кислых стоков к значениям рН, близким к нейтральным.

Окисление применяют для обезвреживания сточных вод, содержащих токсичные примеси, патогенные для человека микроорганизмы. В качестве окислителей чаще всего используют хлор и хлорсодержащие соединения.

Биологическая очистка осуществляется с помощью микроорганизмов, бактерий, простейших, червей, водорослей. Эти организмы используют для своей жизнедеятельности и развития те органические соединения, которые не были удалены из очищаемой воды на предыдущих стадиях ее обработки.

4. Охрана водных ресурсов

 Природные воды – один из основных элементов биосферы – должны быть экономически чистыми. Только в этом случае биосфера сможет функционировать нормально и бесконечно долго.

Поэтому во всех странах мира приняты законы по охране водоемов от загрязнения производственными и другими отходами. Только соблюдая их, человек может сохранить источники пресной воды для себя и будущих поколений

         Органы комитета по гидрометеорологии изучают химический состав поверхностных вод и его изменения под влиянием хозяйственной деятельности человека, а также на основе обобщения полученных материалов составляют обзоры состояния загрязнения водных источников. Для проведения этих наблюдений служба располагает стационарными постами, которые размещены в водных бассейнах страны с учетом распределения сбросов промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных стоков и плотности населения.

 Периодически проводятся экспедиционные обследования различных районов и отдельных водных объектов, имеющих наиболее важное значение для народного хозяйства. Наблюдения и контроль за уровнем загрязнения поверхностных вод осуществляются по физическим, химическим и гидробиологическим показателям.  На  наблюдательных пунктах определяются: минерализация, содержание взвешенных веществ, рН-среды, содержание растворенного кислорода, содержание основных ионов биогенных веществ, нефтепродуктов,  фенолов, пестицидов, тяжелых металлов и т.д.

        Основной объем режимных наблюдений в Тамбовской области выполняется Территориальным центром государственного мониторинга геологической среды и водных объектов Тамбовской области - филиалом ФГУГП МНПЦ «Геоцентр-Москва», который производит замеры уровня подземных вод по скважинам. Плотность наблюдательной сети по территории Тамбовской области - один пункт на 193 кв. км. Ряд скважин расположен в ненарушенных природных условиях, но большая их часть - на территориях с различной степенью антропогенного влияния.
     В настоящее время объектовая сеть существует на отдельных предприятиях: ОАО «Пигмент», Тамбовская ТЭЦ (г. Тамбов), ОАО «Русский сахар» Знаменского района, ЛПДС «Никольское» Мичуринского района и ЛПДС «Малиновка» Тамбовского района, ОАО Хоботовское предприятие «Крахмалопродукт» Первомайского района.

5. Водные ресурсы Тамбовской области

      Водные ресурсы области представлены реками, озерами, прудами (900, из них 764 пруда, 137 водохранилищ) и подземными водами.

        В области протекает 193 реки длиною  более 10 км, всего 1400 рек и ручьев. Общая протяженность рек на территории области 6,8 тысяч километров.   Поверхностные воды относятся к бассейнам Волги и Дона. В бассейн Волги входят река Цна с притоками Челновая, Лесной Тамбов, Липовица, Керша, Кашма и др. В бассейн Дона – река Ворона, Воронеж, Савала и Битюг.

        В Тамбовской области имеется 300 озер с площадью зеркала 88,6кв.км. Наиболее крупные озера находятся в пойме реки Вороны: Рамза, Кипец, Ильмень; в долине реки Цны: Чистое, Красное, Ореховое, Крутое.

      Есть в Тамбовской области и минеральные воды. Так, например, минеральная вода Мичуринской скважины обнаружена на глубине 500м. в с. Новоникольское Мичуринского района. Вода характеризуется высокой минерализацией, хлоридо-натриевым составом, нейтральной реакцией с большим содержанием биологически активного брома, прозрачная, без запаха. Содержит катионы калия, натрия, магния и других элементов, анионы хлора, брома, йода и др. Воды подобного типа используются при заболеваниях опорно-двигатнльного аппарата, периферической нервной системы и сердечно-сосудистых.

       Минеральные воды Инжавинской скважины расположены в долине реки Вороны в 6 км. от поселка Инжавино, на использовании которых работает санаторий «Инжавино». Эти воды представляют собой хлоридо-натриево-кальциевые рассолы с общей минерализацией 102г. на литр. Вода прозрачная, без запаха и цвета, реакция кислая(рН-5,2), содержит биологически активный бром -0,3г/л, катионы калия, натрия, магния, кальция, железа, алюминия, анионы хлора, фтора, брома, сульфата, карбоната. Воды подобного типа используются в виде ванн в при лечении хронических заболеваний опорно-двигательного аппарата, периферической нервной системы и сердечно-сосудистых. При разведении ее в пропорции 1:15 можно использовать при лечении хронических гастрита и колита.

       Минеральные воды Мичуринской, Инжавинской и Моршанской скважин уникальны, являются памятниками природы. Они должны охраняться и бережно использоваться.

       Практически все реки Тамбовской области подвержены сильному антропогенному воздействию. Нередко печальная картина наблюдается у нас на реках, озерах, прудах и водохранилищах. Вода, порой вспенивается от стиральных порошков, порой маслянистая от мытья автомобилей, а порой просто захламленная «любителями сбрасывать все в природу». Отсюда, вода многих рек, озер, прудов  загрязнена и непригодна для питьевых целей.

6.Экологическое состояние водных ресурсов родного края и региона

    Ведущую роль в экономическом развитии Тамбовской области играют подземные воды, которые обеспечивают практически 100% потребности населения в питьевом и хозяйственно-бытовом водоснабжении.

      Давно отмечена связь между заболеваемостью населения и характером водоснабжения. В середине XIX в. эпидемиологические наблюдения и последующие бактериологические открытия Л. Пастера и Р. Коха позволили установить, что вода, содержащая патогенные микробы, может способствовать возникновению и распространению заболеваний среди населения. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 80% заболеваний в мире вызваны низким качеством воды. Наличие в питьевой воде таких вредных веществ, как хлор и хлорорганические соединения, железо, нефтепродукты, может привести к аллергическим заболеваниям, болезням крови, онкологии, мочекаменной болезни, нарушениям вводно-солевого баланса.

        Мы знаем, что  в питьевой воде содержится  определенное количество микро и макроэлементов. Содержание элементов определяется Госстандартом. Рассмотрим химический анализ питьевой  воды.

         В Петровском районе содержание железа в водах в основном значительно выше ГОСТа (от 0,1мг/л до 0,3) С этим фактором медицинские работники связывают высокий уровень заболеваемости органов пищеварения и ишемической болезни сердца среди населения области.

          Что надо делать для обезжелезивания воды? Необходимо отстаивать воду в течение суток или прокипятить ее. И еще пропустить воду через бытовой прибор «Родник».

         В Тамбовской области питьевые воды в основном очень жесткие (много солей кальция и магния) ГОСТ до 7 ус.ед. В жесткой воде не пенится мыло, порошок при стирке, большая вероятность заболеваний моче, почечно-желчно-каменной болезни, а также злокачественной опухоли.

           Как уменьшить жесткость воды? В домашних условиях воду кипятят или пропускают через фильтр «Родник», жесткость уменьшается  на 30%.

        Подземные воды, используемые для центрального водоснабжения населения Тамбовской области, характеризуются, в основном, низким содержанием фтора, что способствует развитию кариеса зубов. По результатам проведенных исследований в 60,9% проб водопроводной воды концентрации фтора отмечались на уровне ниже оптимального (менее 0,7 мг\л). Нужно пользоваться фтористыми зубными пастами.

       Содержание микроэлемента йода в воде мало. При недостатке его развивается тиротоксикоз – зоб. Необходимо включать в пищевой рацион морские продукты, йодированную соль, а главное  прием 1 раз в неделю 1 таблетки профилактического средства антиструмина. Это поможет ослабить дефицит  йода в организме.

       Установлено, что содержание натрия в воде выше 55-77мг/л возрастает заболеваемость населения области сердечно-сосудистыми заболеваниями. У нас в Петровском районе содержание уменьшено.

        Длительное употребление воды, не отвечающей гигиеническим нормативам по содержанию железа, фтора, по общей жесткости, может приводить к развитию у людей ряда патологий выделительной системы, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы. Подтверждается и связь минерального состава питьевой воды с поражением эндокринной системы, развитием остеохондрозов, поражением зубов.
По всем перечисленным группам болезней в Тамбовской области картина неблагополучная.

7. Анкетирование на тему: «Мое отношение к водным ресурсам?»

                          В анкетировании участвовало 25 человек различной возрастной категории (обучающиеся 3 -9 классов). Большинство обучающихся (91%) заметили, что они думали о своем отношении к водным ресурсам. Их здоровье, благополучие и  настроение зависит от воды. 2% школьников ответили, что они могут обойтись без воды, а 7 % еще не определились в этом вопросе. На вопрос «Экономно ли Вы расходуете воду?» 50% ответили «Да», 30 % –«Нет», 20% учеников не задумывались над этим вопросом. Многие ученики до нашего мероприятия не знали, что в нашей области есть охраняемые водные памятники природы (Приложение 9).

8.Исследование питьевой воды: «Какую воду мы пьем?»

                           Водопроводная вода – не абсолютна чистая. Пройдя промышленную очистку, она может содержать в себе некоторые примеси, влияющие на ее физико – химические свойства. Даже самая прозрачная, чистая вода представляет собой раствор различных солей.

                    Выполнение работы:

              1)Взяли пробы водопроводной воды в пробирку по 50мл.  

              2) Провели измерения параметров воды и занесли результаты в таблицу:

           Примечание: 

               1) Температуру воды измеряем спиртовым термометром в течение  5-10 минут.

              2) Мутность воды связана с присутствием в ней твердых частиц. Для определения мутности взбалтываем, наливаем в пробирку так, чтобы высота воды была равна 10 см. и рассматриваем на свет. Мутность характеризуется описательно: слабая, заметная, сильная.                                                                                                                                

                  3)Прозрачность воды зависит от присутствия взвешенных частиц и определяется путем чтения стандартного( газетного, книжного) хорошо освещенного шрифта через столб воды, налитой в градуированный цилиндр с плоским дном. Воду в цилиндр наливаем постепенно, следя  за четкостью шрифта до тех пор, пока буквы будут хорошо различимы. Высота столба воды, налитой в цилиндр, выраженная в сантиметрах, является показателем прозрачности.

                   4) Цветность – окраску определяем, как цвет воды: желтый, светло-желтый, зеленый, бурый, и т. д.  

                5) Запах определяем при комнатной температуре и при нагревании до 50-60 градусов. Характеризуя качественно (ароматический, гнилостный, болотный, землистый, рыбный и т.д.) и количество (в баллах от 0 до 4).

                 6) Кислотность определяем с помощью универсальной лакмусовой бумажки, опуская ее на 2-3 секунды в воду и сравнивая ее с цветовой шкалой.

                  Вывод:  Значение pH-среды школьной воды равно 7, следовательно, среда нейтральная. Она бесцветная, прозрачная,  с невыраженным запахом, без вкуса, при отстаивании не образует явного осадка. Вода пригодна для приготовления еды.

9.План действия по сбережению местных водных ресурсов

Сохранение местных водных ресурсов, охрана их от загрязнения и бережное отношение к воде – залог будущего страны. Люди должны не только любоваться красотами родного края, но и беречь воду, сохранять ее первозданную чистоту. Чистота воды зависит в первую очередь от нас самих. Как мы будем относиться к воде, как будем беречь ее, такой она и будет.

 Для того, чтобы наши реки и водоемы всегда были прозрачными, а воздух свежим мы  принимаем активное участие в  мероприятиях по охране окружающей среды:

• Экономное расходование воды;
• Охрана от загрязнений водоемов и прилегающие к ним территорий;
• Участие в проектах по защите окружающей среды.

10. Внеурочная деятельность

      Классные руководители, учителя биологии проводят внеклассные мероприятия о природе: «Вода – чудо природы», «Природа и поэзия», «Землянам – чистую планету!», готовят проекты, доклады и другое.

       В нашей школе для развития познавательного интереса обучающихся часто проходят выставки книг о природе, устраиваются конкурсы рисунков. На этих занятиях педагоги воспитывают у детей бережное отношение ко всему живому, учат любить свой родной край, принимать верное решение в проблемных ситуациях. Все это помогает воспитать у школьников бережное отношение к окружающему миру.

III. Заключение

В ходе исследования гипотеза,  выдвинутая нами, полностью подтвердилась.  Действительно, жизнь на нашей планете зависит от качества воды. Вода должна быть экологически чистой.  Чистая вода нам дарит жизнь, здоровье и радость.

      Растущее вмешательство человека в природу, непродуманная безхозяйственная деятельность людей приводят к необратимым экологическим последствиям, к резкому ухудшению качественного состояния окружающей среды. Результатом такого воздействия человека на природу является истощение ее ресурсов и загрязнение.

        Воды поверхностных водоемов Тамбовской области все более становятся непригодными для водоснабжения.

Длительное употребление воды, не отвечающей гигиеническим нормативам по содержанию железа, фтора, по общей жесткости, может приводить к развитию у людей ряда патологий выделительной системы, желудочно-кишечного тракта, сердечно -сосудистой системы. Подтверждается и связь минерального состава питьевой воды с поражением эндокринной системы, развитием остеохондрозов, поражением зубов.
        В России разработана программа  «Водная стратегия Российской Федерации на период до 2020г». Если каждый гражданин страны будет заботиться о чистоте воды, то на всей Земле чистой воды станет больше.

  Было бы здорово, если бы нас окружала только чистая вода!

                                             Берегите эти земли, эти воды,

                                             Даже малую былиночку любя.

                                             Берегите всех зверей внутри природы.

                                             Убивайте лишь зверей внутри себя.

                                                                                         Е.Евтушенко

IV. Список литературы

1. Л.Г. Волынова. Предметная неделя в школе: планы и конспекты мероприятий – Волгоград: Учитель, 2005

2. А.Н. Захлебный. Книга для чтения по охране природы – Москва: Просвещение,               1986.

3. А.И. Никишов, В.Н. Кузнецов. Экология – Москва: Устойчивый мир, 2005.

4. Ю.В. Новиков. Природа и человек – Москва: Просвещение, 1991.

5. Научно-методический журнал. Химия в школе, №5, 2005,№4 2007

6. Доклад о состоянии и охране окружающей среды Тамбовской области в 2012 году. Администрация Тамбовской области.

      7.Коллетив авторов. Памятники природы Тамбовской области - Воронеж, Центрально-Черноземное книж. изд. 1983г.

8 . Научно-методический журнал. Химия в школе, №1, Анализ питьевой воды Тамбовской области, проф. Голубев г. Мичуринск

       9. . Научно-методический журнал. Начальная школа, №4, 1997

Интернет – ресурсы:

1. http:www.km- school.ru
2. http:www.uchportal.ru
3. http:www.1septembr.ru
4. Официальный сайт администрации Тамбовской области http://www.regadm.tambov.ru/