проектная работа по теме "Способы очистки питьевой воды"

Тема: «Способы очищения питьевой воды, основанные на физических принципах».

« 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 самое большое богатство на свете».

        Антуан де Сент- Экзюпери.        

Цель работы: Изучение влияния водных ресурсов на здоровье человека, исследование качества воды и способов очистки и фильтрации водопроводной воды.

       Задачи работы:

           1.Узнать о значение воды в жизни человека и выяснить - функции воды в организме.

           2.Познакомиться со способами очистки и фильтрации водопроводной воды в домашних и походных условиях                

           3. Выяснить  сколько и когда следует пить?

      Актуальность темы:  Согласно исследуемым данным (социальный  опрос учащихся школы) 63% опрошенных употребляют для питья водопроводную воду, качество которой «желает лучшего». К сожалению не всегда мы используем фильтры или применяем для употребления бутилированную воду( которая тоже подлежит сомнению).        

СОДЕРЖАНИЕ

Тема работы……………………………      1

Введение ………………………………..   3-4

Физико- химические свойства…………     4

Влияние водных ресурсов на здоровье человека………………………………….   4-6

Способы очистки питьевой воды………     7

Опрос учащихся 9-11 классов…………... 7-8

Способы очистки воды в походных условиях…………………………………  8-10

Сколько и когда следует пить…………10-11

Заключение………………………………..11

Список литературы ………………………11

Введение.

Вода жизненно необходима. Она нужна везде – в быту, сельском хозяйстве и промышленности. Вода необходима организму в большей степени, чем все остальное, за исключением кислорода. Упитанный человек может прожить без пищи 3-4 недели, а без воды – лишь несколько дней.

Значение воды в жизни  человека огромно.Вода - важнейшая составляющая среды нашего обитания. После воздуха, вода второй по значению компонент, необходимый для человеческой жизни.
Насколько важна вода свидетельствует тот факт, что ее содержание в различных органах составляет 70 - 90%. С возрастом количество воды в организме меняется. Трехмесячный плод содержит 90% воды, новорожденный 80%, взрослый человек - 70%. Вода присутствует во всех тканях нашего организма, хотя распределена неравномерно:
·Мозг содержит               -                  75 %
·Сердце - 75%
·Легкие - 85%
·Печень - 86%
·Почки - 83%
·Мышцы - 75%
·Кровь                                                       -                                                       83%.

Сегодня, как никогда, нашему организму очень важно получать чистую воду со сбалансированным минеральным составом.Она переносит отходы нашего тела, доставляет смазку к суставам, стабилизирует нашу температуру и является жизненной основой клетки.
Вода необходима для поддержания всех обменных процессов, она принимает участие в усвоении питательных веществ клетками.Вода является теплоносителем и терморегулятором. Она поглощает излишки тепла и удаляет его, испаряясь сквозь кожу и дыхательные пути.Даже если не слишком утруждать себя физическими упражнениями, все равно необходимо постоянно восполнять дефицит воды. Атмосфера в современных зданиях часто перегрета и кондиционирована. Это сушит воздух и обезвоживает организм. То же самое происходит при путешествиях на поездах, самолетах и автомобилях. Кофе, чай, алкоголь - все эти радости жизни способствуют выведению воды из организма. Взрослый человек в состоянии прожить без пищи больше месяца, без воды же несколько дней.Обезвоживание организма на
10% приводит к физической и психической недееспособности. Потеря 20% воды приводит к смерти. В течение суток от 3 до 6% воды, содержащейся в организме, подвергается обмену. Половина воды, содержащейся в организме, обменивается в течение 10 дней.

Количество воды, требуемое для поддержания водного баланса, зависит от: возраста, физической активности, окружающей температуры и влажности.
Чистая питьевая вода также повышает защиту организма от стресса. Она разжижает кровь, борется с усталостью, помогает сердечно-сосудистой системе, борется со стрессом. Здоровый образ жизни основан на правильном питании, активности и потреблении чистой воды.
При таком большом значении воды для человека, вода должна быть соответствующего качества, если же вода содержит какие-либо вредные вещества, то они будут неизбежно распространены по всему организму.

1.ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ:

Вода обладает уникальным свойством. Вода-единственное известное вещество которое расширяется при превращении в лёд, это что плотность льда уменьшается и становиться меньше плотности воды, что играет огромную роль в жизни всех обитателей замерзающих рек, озёр, морей и океанов,так как лёд поднимается на верх и мешает потере тепла вод под ним.

Также наибольшая плотность воды достигается при ее температуре t=4 oC ,

Как известно ,более плотные массы воды всегда опускаются вниз , поэтому подо льдом всегда остается постоянная температура t=4oC и возможно спокойное  существование там жизни.

Вода обладает почти самой большой теплоёмкостью среди всех жидкостей, благодаря чему поддерживается постоянная температура тела.

Вода в водоемах оказывает огромное влияние на климат земли так как большие водоемы накапливают тепло зимой и отдают его зимой , не позволяя температуре воздуха резко изменяться.

Отсутствие этих водоемов на местности обычно приводит к образованию резко континентального климата ,то есть существует резкий перепад температуры весной и осенью.

Известно,что молекулы ,находящиеся на поверхности жидкости,имеют избыток потенциальной энергии и поэтому стремятся втянуться внутрь так,что при этом на поверхности остаётся незначительное количество молекул.Это явление в физике получило название поверхностного натяжения жидкости.Это явление характерно не только для воды но и ,например, для всем известной ртути.

2.Влияние водных ресурсов на здоровье человека.

Вода, которую мы потребляем, должна быть чистой. Болезни, передаваемые через загрязненную воду, вызывают ухудшение состояния здоровья, инвалидность и гибель огромного числа людей, особенно детей, преимущественно в менее развитых странах, обычным для которых является низкий уровень личной и коммунальной гигиены. Такие болезни, как брюшной тиф, дизентерия, холера, анкилостомоз, передаются прежде всего человеку в результате загрязнения водоисточников экскрементами, выделяемыми из организма больных. Успех в борьбе с указанными болезнями или достижение полной их ликвидации зависит от того, как организована система удаления всех продуктов обмена, выделяющихся из организма человека, как поставлено дело обеспечения чистой водой всего населения.Питьевая вода - это прежде всего здоровье человека. Так как «вода - это жизнь», то понятно, что естественные воды заселены разнообразными живыми организмами, нередко опасными для здоровья человека. Действительно, неумолимая статистика свидетельствует о том, что 80% всех болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями норм ее очистки.

Существуют основные показатели качества питьевой воды. Их условно можно разделить на группы:

1. Органолептические показатели (запах, привкус, цветность, мутность).
2. Токсикологическиепоказатели(алюминий,свинец,мышьяк,фенолы,пестициды).
3. Показатели, влияющие на органолептические свойства воды (рН, жесткость общая, нефтепродукты, железо, марганец, нитраты, кальций, магний, окисляемость перманганатная, сульфиды).
4. Химические вещества, образующиеся при обработке воды (хлор остаточный свободный, хлороформ, серебро)
5. Микробиологические показатели.

1)К наиболее распространенным загрязнителям воды можно отнести: железо, марганец,сульфиды,фториды,соли кальция и магния, органические соединения, и др. Присутствие в воде железа не угрожает нашему здоровью.

Однако повышенное содержание железа в воде придает воде неприятную красно-коричневую окраску,ухудшает её вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорения. Если в такой воде постирать бельё, на нём останутся  ржавые пятна. Подобные пятна появляются на посуде, раковинах и ваннах. При употреблении для питья воды с содержанием железа выше норматива человек рискует приобрести различные заболевания печени, аллергические реакции, и др.

2)Иногда в питьевой воде встречается много солей соляной и серной кислот.                

Они придают воде солёный и горько-солёный привкус. Употребление такой воды приводит к нарушению деятельности желудочно-кишечного тракта.

Содержание в воде катионов кальция и магния сообщает воде так называемую жесткость. Сильно насыщенная солями вода причиняет массу неудобств: в ней труднее развариваются овощи и мясо, при стирке увеличивается расход мыла, накипь портит чайники и котлы. Постоянное употребление внутрь воды с повышенной жесткостью приводит к накоплению солей в организме и , в конечном итоге, к заболеванию суставов, к образованию камней в почках, желчном и мочевом пузырях.

3)Вода также отвечает за зубы человека. От того сколько фтора содержится в воде зависит частота заболеваемости кариесом. Содержание фторидов в питьевой воде выше санитарных норм оказывает вредное воздействие на здоровье человека.

4)Наличие в воде сульфидов придает воде неприятный запах, интенсифицирует процесс коррозии трубопроводов и вызывает их зарастание вследствие развития серобактерий. Сульфиды оказывают на человека токсическое действие и вызывают раздражение кожи. Сероводород ядовит для живых организмов.

5)Стронций широко распространен в природных водах .Длительное его поступление в больших количествах в организм приводит к функциональным изменениям печени.

6)Уран – широко распространенный в природных водах радиоактивный элемент. Особенно большие его концентрации могут встречаться в подземных водах. В основу нормирования урана положены не его радиоактивные свойства, а токсическое влияние как химического элемента.

7)Кадмий накапливаясь в почках, вызывает гипертонию, ослабляет иммунитет организма, оказывает негативное воздействие на умственные способности человека, т.к. вытесняет необходимый для нормальной работы мозга цинк.

8)Алюминий, накапливаясь в организме, может стать причиной старческого слабоумия, повышенной возбудимости, вызвать нарушения моторных реакций у детей, анемию, головные боли, заболевание почек, печени, колиты, неврологические изменения, связанные с болезнью Паркинсона.

По санитарным нормам любая вода, которая течет из крана, должна отвечать стандартам питьевой воды. Однако как далеки эти нормы от качества горячей воды. В момент подачи горячей воды со станции температура составляет 130 градусов. Такую жару, естественно, не выдержит ни один микроб. Однако на своем пути, по ржавым и сносившимся теплосетям, жидкость не только насыщается живыми и очень вредными микроорганизмами, но и химически опасными веществами. В первую очередь – это железо, свинец, мышьяк, хром, ртуть. Главную угрозу, в первую очередь для здоровья волос и кожи, представляет активный хлор, который при высоких температурах образует в воде крайне ядовитое вещество - диоксин. Скапливаемые в горячей воде микробы и микроэлементы губительны для поврежденных участков кожаного и волосяного покрова. Кожные болезни и заболевания волос во многом становятся серьезной проблемой благодаря попаданию в пораженные участки патогенных веществ.

3.Способы очистки питьевой воды.

Существует множество способов очистки питьевой воды и все они относятся
к разным видам :физические ,химические ,механические и другие.В свою очередь эти способы также делятся на несколько разных видов очисток.Мы разберём из них лишь самые используемые в нашей жизни:
Механический способ-фильтрация.Фильтрация-процесс разделения неоднородных систем при помощи пористых перегородок.
Химический способ-нейтрализация.Нейтрализация-добавление в воду определённых щелочей вследствие чего кислоты нейтрализуются и остаётся  только чистая вода
Физический способ-магнитная обработка.Магнитная обработка-способ воздействия на поток минерализованной воды, в котором под воздействием магнитного поля индуцируется электрический ток. С использованием МГДО можно добиться таких эффектов как, местное снижение pH воды(водородный показатель или кислотность воды).
Физико-химический способ-электролиз воды.Электролиз-пропускание электрического поля через воду с помощью проводников. При прохождении электрического тока через водный слой происходит деструкция(разрушение) минеральных и органических комплексов,вредных для организма.

4.Опрос среди учащихся 9-11 классов.

Среди учащихся 9-11 классов был проведен опрос по следующим вопросам связанных с водой:
1.Пьёте ли вы воду из под крана?

2.Как вы думаете пить чистую воду полезно?

3.Сколько по вашему мнению надо выпивать чистой воды в день?

4.Выпиваете ли вы в день 2,5л. в день чистой воды?

5.Какие способы очистки воды вам известны?

Собранные результаты были обработаны и собраны в следующие таблицы:

-Общее количество опрошенных учащихся:100 человек

Проанализировав собранные результаты можно сделать следующие выводы:

1)Часть опрошенных использует для питья воду из под крана,что может негативно сказаться на организме,не смотря на то,что вода может является довольно чистой на вид,но может обладать вредными примесями о которых мы не подозреваем.

2)Почти все опрошенные обладают минимальными знаниями про способы очистки воды,но не более 10% из них обладают знаниями о более 3 способах очистки,что говорит о недостаточной осведомлённости об этих способах,а следовательно имеют больший шанс попасть в ситуацию,где они не смогут очистить воду самостоятельно.

5.Способы очистки воды в походных условиях.

Так как в ходе опроса мы выяснили, что не все обладают достаточными знаниями о различных способах очистки воды,мы решили разобрать некоторые способы очистки воды и выяснить какие из них являются более проверенными,более качественно очищают воду и очищают ли они ее вообще.

Мы остановились на 6-ти способах очистки,которые могут помочь человеку очистить воду на природе с помощью подручных средств:

1)Это проверенный способ или с помощью фильтра,собранного из подручных материалов.Суть данного способа заключается в следующем:из подручных материалов создается фильтр с тремя последовательными этапами очистки,а именно травяным,песчаным и угольным которые укладываются на хорошо пропускающую воду ткань.Тровяной ком первого яруса частицы растений и листьев,а также цветочную пыльцу,которая момжет находиться в воде.Песок-превосходный сорбент.Его частицы превосходно задерживают механические примеси и очищают воду от железа и марганца,а уголь в свою очередь нетрализует органические соединения.Такой фильтр мало чем отличается от фильтров,стоящих у нас дома.

2)Это антисептический способ.Суть это способа заключается в том,что для очищения воды может быть использована находящаяся под рукой серебряная цепочка.Серебро является универсальным антисептиком,ионы металла,переходящие от серебра к воде наделяют её бактерицидными,однака никак не очищает от находящийся в воде примесей.

3)Подземный способ.Если в метре от реки выкопать небольшое углубление,то через некоторое время оно обязательно заполниться водой.Рядом с водоемом грунтовые воды располагаются близко к поверхности земли,они будут стремиться к вырытой яме пока ёё не наполнят,грунт сквозь который просачивается вода состоит из песка,мелких камней и глины,эта смесь-природный фильтр,который и очищает воду.Этот способ очищает воду,но на то чтобы примеси осели и вода в яме была чистой придется подождать какое-то время.

4)Банановый способ.Для этого способа необходимо очень мелко нарезать кожуру банана,в идеале высушить ёё на коже и растереть в порошок.После этого с помощью марли несколько раз пропустить воду через банановый фильтр.Данный способ очищает воду от примесей,частиц никеля ,кадмия и даже урана.В чем же секрет данного способа.Молекулы в тщательно перемолотой кожуре банана становяться негативно заряженными,а значит притягивают к себе молекулы имеющие позитивный заряд.

5)Ультрафиолетовый способ.Заполняем водой светопроницаемый полиэтиленовый пакет,затем вешаем его на дерево так,чтобы прямые солнечные лучи падали на воду. Ультрафиолетовое излучение,проходящее через полиэтилен уничтожает патогенные бактерии, фотохимическая реакция, вызванная солнечным светом разрушает цепочки ДНК микроорганизмов и приводит к их гибели.Данный способ способен уничтожить бактерии,но от механических примесей воду не избавит,поэтому  этот способ следует применять вместе с любым способом в котором есть фильтрация,например банановым.

6)С помощью кипячения.Кипячение-процесс доведения воды до кипения,также процесс обеззараживания пищевых продуктов в этой воде.Этот процесс известен каждому человеку.Вода нагревается до температуры кипения,после чего вода начинает кипеть,этот процесс сопровождается выделением пара,после небольшого времени воду перестают нагревать и эту воду уже можно пить и использовать. При кипячении воды оседают коллоидные частицы грязи, выпадают в осадок соли, образуя накипь, вода умягчается, уменьшается содержание легколетучих компонентов и часть свободного хлора, уничтожаются почти все болезнетворные микробы, вирусы и возбудители паразитарных заболеваний. Кипячение не уничтожает тяжёлые металлы, пестициды, гербициды, нитраты, фенолы.Для достижения наилучшей очистки таким способом воду желательно пропустить через фильтр.

7)Сколько и когда следует пить?

Принято считать,что человеку необходимо около 2,5 литров день чистой воды для поддержания водного баланса.Поэтому сейчас можно сделать вывод по нашему опросу: 1)Лишь 48% опрошенных выпивает около 2,5 литров чистой воды в день,в то время как остальные не получают в полной мере нужный объём жидкости для организмы,что может негативно сказаться на некоторых функциях организма таких как: вывод из организма вредных веществ,обмен питательных веществ и других. 2)30% опрошенных не знают сколько литров воды в день им необходимо выпивать для поддержания водного баланса.6% опршенных назвали цифру меньше общеустановленных 2-3 литров,а 24% больше 3 литров,что может привести в первом случае к обезвоживанию организма,а во втором-к водному отравлению.Ни первое ни второе положительно на организм никак не влияют а лишь вредят ему.

 Далеко не каждый знает когда и сколько ему надо выпивать воды в течение дня, чтобы не доставить дискомфорт организму,поэтому мы нашли несколько простых правил,которые позволять улучшить работу организма в целом:

1. КАК ПРАВИЛЬНО ПИТЬ? 

-Первый стакан воды выпейте сразу после пробуждения, натощак, не позднее чем за 20 минут до завтрака.

-Последний стакан выпейте не позднее, чем за полчаса до сна.

-Никогда не пейте во время приема пищи, так как это может разладить пищеварительные процессы.

-Пейте между приемами пищи сколько угодно, но соблюдайте указанные ниже правила:

-Нельзя пить непосредственно перед едой и сразу после еды.

-За 15-20 минут перед приемом пищи выпейте стакан воды.

-После еды можно пить воду не ранее чем через 40 минут, если пища была вегетарианской, и через 1,5 часа, если вы ели белковую пищу — мясо, рыбу, яйца.

2) КОГДА НУЖНО ПИТЬ?

Заданную норму нужно выпивать постепенно в течение всего дня,но при некоторых ситуациях,указанных ниже советуют увеличить «водную дозу» для поддержания благоприятного водного баланса:

-В знойную погоду, во время долгого пребывания в жарком, душном помещении — в этих условиях организм стремительно теряет воду с потом.

-В сильный мороз — вода уходит из организма в виде пара изо рта, поэтому перед выходом из дома желательно выпить стакан воды.

-Во время физической работы или упражнений — при нагрузках опять-таки наступает обезвоживание, поэтому нужно выпить 1-2 стакана воды перед занятиями и пить по полстакана каждые полчаса во время них.

-В самолете — воздух там слишком сухой и разреженный, поэтому во время полета нужно пить, а также периодически брызгать чистой водой на лицо.

8)Заключение

• Вода является одним из важнейших источников жизни,но при этом и одним из самых опасных хранителей опасных для человека бактерий и микробов.Неправильное употребление может привести к нарушению работы организма.Поэтому нам жизненно важно знать следующие вещи:
• Когда,как и сколько пить воды.
• Насколько чиста и пригодна для питья наша вода.

Как можно очистить воду в тех или иных условиях.

        9)Список литературы

http://www.docload.ru/Basesdoc/9/9742/index.htm#i9865512 – СанПин 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды».

• http://lifezone.su/obzor-sposobov-i-metodov-ochistki-pitevojj-vody/   -обзор способов и методов очистки питьевой воды
• Влияние окружающей среды на здоровье человека. Женева,ВОЗ,1974г
•  https://www.youtube.com/watch?v=kcu_DoXkAzU         
  Галилео.Способы 5.Сделать воду питьевой.