Качество питьевой воды/
статья по теме

«Песочнодубровская средняя общеобразовательная школа»

636164 Томская область. Кожевниковский район. с. Песочнодубровка ул. Советская 57

Телефон: (8-244) 42-322, 42-415    E-mail: pdubrovka @ sibmail.com       ИНН 7008004874

Исследовательская работа

«Какую воду мы пьем»

Авторы работы:  

Маркова Снежана

Рогожина Виктория

 ученицы 10 класса

Руководитель:

Холдина

Галина  Ивановна

Учитель химии

                                              2014 год

1. Введение_________________________________________ _стр.2
2. Теоретическая часть_________________________________стр.5

3. Практическая часть__________________________________стр.8

1. Анкетирование и его результаты__________________стр.8        
2.  Методы определения показателей   воды   _________стр.8

2.1. Физические методы определения показателей __ стр.8                                                

                2.2. Химические методы  химического  анализа____  стр.12

3.    Обнаружение катионов тяжелых металлов____   стр.14 

            2.4  Определение   жесткости   воды______________стр.15

3. Выводы и рекомендации_______________________ _стр.16
4. Заключение__________________________________ _стр.17

4.  Список используемых источников_____________________ _ стр.18
5. Приложения_________________________________________  стр.19
   
   
   

I. Введение.

Тема: «Какую воду мы пьем».

Актуальность выбранной темы.

   Вода! Когда-то в этой воде зародилась жизнь. Появился человек, выросли поселки, города, задымились трубы заводов, появилась новая техника. Люди стали замечать, что воды катастрофически не хватает. Сейчас почти четверть населения планеты не обеспечена питьевой водой.

  Согласно Всеобщей декларации прав человека  право на чистую воду, ее охрану и информацию о качестве воды – основные права  человека, защищающие не только его здоровье, но и жизнь.

   По данным ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения), около 80 % всех инфекционных болезней  в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно- гигиенических норм водоснабжения.  Употребление недоброкачественной воды может быть причиной инфекционных и паразитных заболеваний. Через воду передаются холера, брюшной тиф, сальмонеллез, дизентерия, вирусный гепатит «А» и другие инфекционные заболевания.  В мире 2 млрд. человек имеют хронические заболевания в связи с использованием загрязненной воды.

Многие последствия загрязнения воды могут отразиться на человеке в будущем.   

  По оценке экспертов ООН (Организации  Объединенных Наций), до 80% химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в  водоисточники.  Ежегодно в мире сбрасывается более 420 кв. км.  сточных вод, которые делают непригодными около 7 кв. км воды.

    Серьезную опасность для здоровья населения представляет физический и  химический состав воды. В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, соотношение которых определяется условиями формирования воды,  составом водоносных пород.

  В зависимости от доли содержания этих веществ вода может оказать различное воздействие на физиологические процессы, протекающие в организме человека. В частности на здоровье людей отрицательно влияет повышенное содержание аммиака, соединений железа и т.д.

   Еще древнегреческий врач Гиппократ (460-370 г. до н.э.) считал, что питьевая вода должна быть приятной на вкус, бесцветной и прозрачной. Но в наше время этого недостаточно. Ведь в ней не должно быть вредных для здоровья бактерий и химических веществ.

      Проблема чистой питьевой воды не обошла и наше село.  Используя воду в нашей школе и дома,  мы обратили внимание на внешний ее вид. Она имеет мутновато-рыжеватый цвет, при отстаивании на дне образуется осадок, а при кипячении – рыжая накипь на внутренней поверхности посуды.

Из  разных источников мыузнали, что грязная вода, содержащая  многие химические  элементы в недопустимом количестве,  вызывает серьезные заболевания.

Цель:   Исследование качества питьевой воды

Задачи исследования:

1. Изучить литературу, касающуюся физического и химического загрязнения воды.
2. Провести анкетирование.
3. Исследовать качества питьевой воды и определить наличие в ней некоторых химических соединений.
4. Провести анализ заболеваемости жителей  Песочнодубровского поселения.
5.  Пропагандировать среди населения способы улучшения качества воды в домашних условиях.

Объект исследования:  Качество  питьевой воды.

Предмет исследования: Химические вещества, входящие в состав  воды. 

Методы исследования: Поисковый (сбор информации по теме);

                                         Анкетирование;

                                        Лабораторное исследование;

                                        Анализ и систематизация собранной информации.

Гипотеза исследования: Возможно, питьевая вода загрязнена и в ней содержатся химические элементы, которые отрицательно влияют на здоровье людей.
Практическая значимость исследования:   

Данная исследовательская работа позволит получить информацию о состоянии качества питьевой  воды,  привлечь внимание общественности к проблеме загрязнения воды,

Описание работы:

Проектно - исследовательская работа направлена на  изучение  органолептического  и химического  состава питьевой воды, с помощью доступных химических реактивов. Проект  включает в себя мини-опрос учителей, учеников  и  жителей  с. Песочнодубвки  по заявленной теме, изучение информации  о  воде, исследование органолептических  показателей, определение наличия  химических соединений, уровня pH.

 В качестве проектного продукта  выпущены  буклеты: «Советы по улучшению качества  питьевой воды» потребителям. Проведены беседы по классам и среди населения.

II.  Теоретическая часть.

       «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 радостью, которую не объяснить нашими чувствами… Ты самое большое богатство на свете…»

Антуан де Сент-Экзюпери

       Свое исследование мы начали с работы с литературой, где познакомились с составом и свойствами воды. Мы обратили также внимание, что содержание многих химических элементов  в питьевой  воде вызывает многие серьезные заболевания.

 (Приложение №5)                                                         

    Это и послужило для нас  целью исследования химического состава воды. Мы решили исследовать питьевую воду, которую мы пьем в нашей школе, в своем  селе.

Мы взяли данные здравоохранения о заболеваниях, связанных с употреблением воды содержащей различные примеси. 

Значительное число болезней человека связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды. Жесткая вода (повышенное содержание кальция и магния) способствуют развитию мочекаменной болезни, вода с низким содержанием солей жесткости способствует развитию сердечно – сосудистых заболеваний. Вода с повышенной минерализацией влияет на секреторную деятельность желудка, нарушает водно  солевое равновесие. 

                                                       Таблица№ 1.

             Заболевания, возникающие при токсическом воздействии химических элементов и субстанций, находящихся в питьевой воде.

    Кроме этого мы изучили статистические данные о заболеваниях детей за 3 года в нашей школе на примере одного класса и решили проверить могут ли они быть  связаны с качеством питьевой воды.

Таблица №2

                         Статистические данные  заболеваемости детей за 3 года.

                                             (2012-2014 г.г.)

                           (наблюдения велись  на одном  классе).

   По таблице мы видим, что такие заболевания у детей этого класса есть. Можно предположить, что  грязная питьевая вода могла спровоцировать появление данных заболеваний.

 Мы провели  также анализ заболеваемости жителей нашего  поселения. Встретились  с   медиками нашей амбулатории. Вот, что рассказала   фельдшер - Фадеева Татьяна Яковлевна: «Среди наших пациентов   можно отметить следующие болезни:

сердечно -сосудистые  заболевания, заболевания желудочно-кишечного тракта, заболевания почек и мочеполовой системы,, костно-мышечной системы (отложение солей) ,есть онкологические заболевания.  Причем  % заболеваний увеличивается с каждым годом».

     Вывод:  Сравнив, данные здравоохранения и статистические данные  нашего исследования мы обнаружили заболевания, которые могли быть вызваны  использованием грязной питьевой воды.

Мы поставили цель провести физическое   и химическое исследование питьевой воды и если  такие химические элементы будут обнаружены в нашей питьевой воде в недозволенном количестве,  можно предположить, что именно они влияют на появление этих болезней.

III   Практическая часть.

   1. Анкетирование.

     Для подтверждения   выдвинутой гипотезы было проведено исследование

В ходе работы мы провели социологический опрос.

    В анкетировании приняло участие 603  человека: учащиеся 11,10 9,8,7,6,5, учителя и  жители села. Учащимся, учителям и жителям села   предлагалось ответить на вопросы анкеты.                            

                                                                                  ( Приложение №1.)

Результаты исследования: 603 опрошенных учащихся, учителей и родителей и жителей села:

1.На вопрос:  Довольны ли вы качеством питьевой воды?

 85%   опрошенных недовольны качеством питьевой воды

2.На вопрос: Знаете ли  вы состав питьевой воды?

Ответили  положительно всего 25 %

3.На вопрос: Знаете ли вы, как состав питьевой воды влияет на здоровье человека?»  78%  ответили что знают, но как, не все смогли обосновать.

4.На вопрос: Как улучшить  качество питьевой воды?

А) кипячением  - 34 %

 Б) специальные аппараты  - 60%

  В) не знаю   -6%

По результатам опроса были составлены    диаграммы.  (Приложение  №2) 

2. Методы определения показателей, характеризующие свойства питьевой  воды    Методика описана в учебнике О.С.Габриеляна, химия 8 класс, стр. 182,

 и журнал   «Химия  в школе  №  3, 2004 года, стр. 9.

 2.1. Физические методы определения показателей, характеризующие органолептические свойства воды.

  Органолептические свойства нормируются по интенсивности их восприятия человеком. Это температура, цветность, прозрачность, мутность, осадок, запах, вкус, примеси.

                                                                                             (Все фото  -  Приложение  №6)

Опыт №1   Тема:  Определение  цвета (окраски) воды.

     Диагностика цвета – один из показателей состояния воды.  Цвет воды: голубой,  зеленый, желтый, коричневый  – показатель определенного вида загрязнения.

Оборудование и реактивы: стеклянный сосуд, лист белой бумаги, питьевая вода.

  Ход работы:

  Для определения цветности воды мы взяли стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набрали питьевой   воды и на белом фоне бумаги определяли цвет воды.             То же самое  проделали  с дистиллированной водой.  

Вывод:   Вода сероватого  цвета, что говорит о загрязненности воды.   

Опыт№2  Тема: Определение прозрачности воды.

    Прозрачность и мутность воды определяется по её способности пропускать видимый свет.  Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов, содержания химических соединений.

Мерой прозрачности служит высота водяного столба, сквозь который еще можно различать на белой бумаге шрифт определенного размера и типа.

   Прозрачность исследуемой воды оценивается по одной из трех характеристик: прозрачная, малопрозрачная, непрозрачная. Так, прозрачность питьевой воды должна быть не менее 30 см.

 Оборудование: стеклянный градуированный цилиндр с плоским дном; стандартный шрифт с высотой букв 3,5 мм.

Ход работы: определение проводили в хорошо освещенном помещении, но не на прямом свету, на расстоянии 1 м. от окна. Цилиндр помещали  неподвижно над стандартным шрифтом. Цилиндр наполнили  хорошо перемешанной пробой исследуемой воды, следя за чёткостью различения шрифта до тех пор, пока буквы, рассматриваемые сверху, станут плохо различаться. Высота водяного столба в сантиметрах, сквозь который текст можно прочитать, считается значением прозрачности воды. Высоту столба воды измерили линейкой.  Измерение повторяли  3 раза и за окончательный результат приняли  среднее значение. Высота столба питьевой  воды составила  18,6 см.

Вывод:    Исследуемая нами питьевая  вода  малопрозрачная.

Опыт №3  Тема:   Определение  запаха  воды.

  Запах воды  обусловлен наличием  в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами.

Оборудование: Колба, электрическая плитка, градусник.

Ход работы: Наливали исследуемую воду  с температурой 50 градусов в колбу, закрывали пробкой и взбалтывали. Открывали пробку,  определяли запах и сравнивали с таблицей.

Таблица №3

Характер и род запаха воды естественного происхождения.

Вывод:  Характер запаха  - болотный.  Примерный род запаха  -  илистый.

Таблица №4

Интенсивность запаха воды.

Вывод:    Интенсивность запаха заметная – 3 балла.

  Опыт№4   Тема:  Вкус питьевой воды. 

    Питьевая вода должна быть приятного, освежающего вкуса, без какого- либо постороннего привкуса.

   Вкус воды зависит от многих факторов: минерального состава воды, температуры,  растворенных газов – кислорода и угольной кислоты, болотистого места и т.д. Характер вкуса или привкуса определяют ощущением воспринимаемого вкуса или привкуса (соленый, кислый, щелочной, металлический и т.д.).

  Оборудование:  Питьевая вода.    

Ход работы: Питьевую  воду набрали в рот, задержали  на 3-5 секунд.  Интенсивность и характер вкуса оценили по пятибалльной  системе по таблице.

Таблица № 5

Интенсивность вкуса воды.

 Вывод:     Интенсивность   вкуса   заметная – 3 балла.

2.2     Определение качества воды методами  химического анализа.

 Опыт№1   Тема:  Определение содержания ионов водорода в воде:  

Оборудование и реактивы: Две пробирки с водой  из под  крана, 2 полоски универсальной индикаторной бумаги, цветная шкала  рН , 0,1 мл. универсального  индикатора.

Ход работы:  В пробирки  наливаем по  5  мл воды и с помощью универсальной индикаторной бумаги сравниваем ее окраску со шкалой.

Проверяем  с помощью раствора универсального индикатора. В пробирку 5 мл. воды питьевой из под крана и добавляем 0,1 мл универсального индикатора.  

Окраска такая же.

Розово - оранжевая                          рН около 5

                                   Светло-желтая                                   pH - 6

                                   Светло – зелёная                                рН - 7

                                  Зеленовато-голубая                            рН - 8

Вывод:    В питьевой   воде окраска индикатора зеленовато – голубая,,   рН=8 .

Опыт № 2   Тема:  Определение хлоридов.

Оборудование: 2 пробирки, 10% раствор нитрата серебра, стеклянная палочка

Ход работы:  В пробирку набрали  5 мл воды и добавили  3 капли 10% раствора  нитрата серебра .Наблюдалось  слабое помутнение.       Сравниваем с   таблицей

Таблица № 6

Определение содержания хлоридов.

Вывод:  В  водопроводной воде наличие хлоридов 1-10 мг/мл, это  допустимая концентрация. Так как норма до 350 мг/л.е.

Опыт № 3  Тема: Определение сульфатов

Оборудование и реактивы: 2 пробирки,  раствор соляной кислоты, раствор хлорида бария, стеклянная палочка.

 Ход работы:  В пробирки набираем по 10 мл воды и добавляем 0,5 мл соляной кислоты и 2 мл 5% раствора хлорида бария. Все перемешиваем. Наблюдаем  слабое помутнение.
Вывод:  Сульфат – ионы   присутствуют  в водопроводной воде и концентрация их составляет примерно  10-100 мг/л.Это мало.

Опыт № 4   Тема:   Определение аммиака и ионов аммония.

Оборудование и реактивы:  30% раствор сегнетовой соли,  реактив  Неслера, пробирка, проба воды.

Ход работы: В пробирку наливали 10 мл воды, прибавляли о,3 мл 30% раствор сегнетовой соли и  0,2 мл реактива  Неслера.  Подождали 15 минут.  Появилось  слабо- желтоватое окрашивание .  

Вывод: В нашей   воде   аммиак и соли аммония присутствуют в небольшом количестве.

Опыт № 5   Тема:   Исследование воды на содержание нитритов и нитратов.

Оборудование и реактивы:  Пробы  питьевой воды, предметное стекло, раствор дифениламина, приготовленный на  концентрированной серной  кислоте.

Ход работы: На предметное стекло капали три капли раствора дифениламина, приготовленный на  концентрированной серной  кислоте. Добавили две капли  исследуемой воды. Появилось синее окрашивание.

Вывод: В нашей   воде   нитрат и нитрит -ионы присутствуют.

  2.3    Обнаружение катионов тяжелых металлов. 

Тема:  Опыт № 1 Определение ионов меди.

Оборудование и реактивы: Фарфоровая  чашка, концентрированный раствор аммиака.

Ход работы:  В фарфоровую чашку поместить 3-5мл исследуемой воды, выпарить досуха, затем прибавить 1 каплю концентрированного. раствора аммиака. Появление интенсивно синего цвета  или фиолетовой  окраски свидетельствует о наличие ионов  меди.  Наблюдали появления  слабой фиолетовой окраски..                                                

Вывод:  В нашей питьевой воде ионы меди обнаружили.

Тема:  Опыт № 2  Определение иона свинца.

Оборудование и реактивы:  2 пробирки, 50% раствор уксусной кислоты, 10% раствор дихромата калия (K2Cr2O7).

Ход работы:  Берем пробирку с водой, вносим по 1 мл 50% раствора уксусной кислоты (CH3COOH) и перемешиваем. Добавляем  по 0,5 мл 10% раствора  дихромата калия  - появилось желтое окрашивание. 

Вывод:   В  воде  выявлены катионы свинца.

Мы выяснили, откуда взялся свинец: бензин, который используют машины, содержит небольшое количество свинца. Пролитое на землю горючее, а также мытье машин , приводит к загрязнению почвы и вместе с дождем свинец доходит до водоносного слоя.

Тема:  Опыт № 3 Обнаружение  трехвалентного железа.

Оборудование и реактивы:  Пробирки,  концентрированная  соляная кислота, раствор роданида  аммония.

Ход работы:  Брали  пробирку с 5 мл  исследуемой воды,  добавили 2 капли концентрированной  соляной кислоты и 5 капель раствора роданида  аммония.  В присутствии трехвалентного железа раствор окрашивается в красный цвет. В нашем опыте так и произошло.  Такое окрашивание появляется при высоком содержании трехвалентного железа.

 Вывод: При норме 0,3 мг/л, у нас получилось примерно от 1-3 мг/. Это очень много.

Тема:  Опыт № 4 Обнаружение  двухвалентного железа.

Оборудование и реактивы:  Пробирки,  исследуемая вода, смесь гидросульфата калия, кровяной  соли и сахарной пудры.

Ход работы:  Брали  пробирку с 5 мл  исследуемой воды,  добавили  0,1 г.  смеси гидросульфата калия, кровяной  соли и сахарной пудры. Хорошо взболтали.

В присутствии   двухвалентного железа раствор  приобретает светло-сине-зеленое окрашивание. В нашем опыте так и произошло.  

Вывод: Содержание  железа составило примерно от 1-6 мг/л.

2.4  Определение   жесткости   воды.

Воду с растворенными в ней солями называют жесткой, а совокупность свойств такой воды – жесткостью. Жесткая вода образует накипь на стенках паровых котлов, отопительных приборов и бытовой металлической посуды. Она не пригодна для производства бумаги и крашения тканей, для приготовления пищи и напитков.

В жесткой воде не пенится мыло, плохо развариваются овощи и мясо.
Жесткость воды обуславливается присутствием в ней ионов кальция, магния,  железа  и анионов: гидрокарбонат, хлорид, сульфат и нитрат.

Различают:

Карбонатная и ли   временная  жесткость обусловлена содержанием гидрокарбонатов кальция, магния   (Са (НСО3)2 и Mg (НСО3)2). Она устраняется кипячением воды или действием известкового молока или соды.

Некарбонатная или  постоянная жесткость обусловлена присутствием сульфатов и хлоридов   кальция, магния, и не устраняется кипячением, а только химическим путем . Са SO4, Са Cl 2   MgSO4   Mg Cl 2.  

   Общая жесткость складывается из карбонатной (временной) и некарбонатной

 (постоянной).

Опыт №1 Определение карбонатной жесткости

Оборудование: 2 стакана с водой из крана, раствор фенолфталеина,  метиловый оранжевый, стеклянная палочка.

Ход работы: В стакан наливали  10 мл воды, добавляли 5 капель фенолфталеина, вода окрасилась в  розоватый цвет.

К этой же пробе добавили 1-2 капли  метилового оранжевого, проба окрасилась в желтый цвет.  Появление данных окрасок говорит о наличии определяемых ионов.

 Вывод: в воде присутствуют карбонат – ионы и гидрокарбонат – ионы.

В исследуемой воде присутствуют карбонат – ионы, гидрокарбонат – ионы, сульфат- ионы и хлорид - ионы  Вода имеет временную и постоянную жесткость.

• очень мягкую < 1, 5 единиц (ммоль экв/л);
• мягкую 1, 5 – 3 единиц;
• среднюю 3, 6 – 6, 0 единиц
• жесткую 6, 0 – 9, 0 единиц
• очень жесткую > 9, 0 единиц.

Выводы и рекомендации.

        В результате исследования мы обнаружили  много интересного и сделали  следующие выводы:

1. Водопроводная вода имеет неблагоприятные органолептические  показатели
2. Сероватый  цвет, что говорит о загрязненности
3.   Неприятный привкус и запах  воды.
4.  Повышенный показатель  жёсткости воды.
5. Достаточно высокий  показатель содержания  железа.
6. Наличие солей свинца.  
7. Питьевая вода имеет   постоянную и временную жесткость.

Таким образом, изучив качества питьевой воды нашего села Песочнодубровка, мы пришли к выводу,  что вода загрязнена, в ней содержатся химические элементы, которые оказывают отрицательное влияние на здоровье людей.

 Работа по изучению качества питьевой воды нам  показалась интересной и полезной.

Гипотеза   подтвердилась.  Наша питьевая вода загрязнена и в ней содержатся химические элементы, которые отрицательно влияют на здоровье людей. Мы доказали это своим исследованием.

 Цель и задачи, которые были поставлены выполнены. Мы узнали много интересного и полезного. Эти знания нам пригодятся в дальнейшей жизни.  

Продукт нашего проекта:  создание буклета:  «Способы очистки питьевой  воды».   Результаты данной работы мы будем использовать  для проведения бесед о пользе чая, а также в качестве дополнительных материалов на уроках химии и биологии.

  Так что,  пейте  чистую воду   на здоровье!

Рекомендации:

Способы улучшения качества питьевой воды.
       Способы улучшения качества воды подразделяются на основные и специальные. Основными способами являются осветление, обесцвечивание, обеззараживание. Под осветлением и обесцвечиванием понимается устранение из воды взвешенных веществ и окрашенных коллоидов. Путем обеззараживания устраняются содержащиеся в воде инфекционные агенты, бактерии, вирусы.

Методы обеззараживания воды подразделяются на:

• химические (хлорирование, озонирование, использование действия серебра)  
• физические (кипячение, ультрафиолетовое облучение). 
  Что же делать, если вода не соответствует гигиеническим нормам?

     Существуют простейшие способы очистки воды в домашних условиях.
  Мы решили ознакомить жителей нашего поселка с методами очистки питьевой воды: выпустили  буклеты (Приложение №3), провели беседы на классных часах для учеников и на собраниях для родителей.

 Заключение.

    Вода - первое из природных богатств, с которым встречается в своей жизни человек. Вода становится неразлучным спутником человека на всю жизнь, со дня его появления на свет вплоть до последнего дня. Невозможно указать другое вещество, которое нашло бы столь разнообразное и широкое применение, кроме воды, причем воды пресной, составляющей на Земле всего 2,5%общего количества природных вод.

 Но и этого ничтожного количества воды хватает человечеству для его нужд, благодаря удивительному свойству ее совершать вечный непрерывный круговорот.
     В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород. Превышение ПДК различных химических веществ могут вызывать различные заболевания. Поэтому каждый человек должен сделать все возможное для сохранения и улучшения качества пресной воды, тем самым сохранить свое здоровье и здоровье будущих поколений

   Вода является для человека более ценным природным богатством, чем нефть, газ, железо, ибо она незаменима. Без воды нет жизни!  (Приложение №4)

    Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды. А Генеральная Ассамблея ООН объявила 22 марта Всемирным днем воды.

.    IV.   Список используемых источников.

1. Благосклонов К.Н., Иноземцев А.А., Тихомиров В.Н. Охрана природы – М.: Издательство «Высшая Школа», 1967.
2. Дерпгольц  В.Ф. Мир воды. - Л.: Недра, 1979.-254 с.
3. Здоровье всей семьи. Полная энц. Для всех и каждого/ Сост. Г.А. Лапис. - СПб: ИД «ВЕСЬ»,2003.-720 с.
4. Книга для чтения по неорганической химии. Книга для учащихся. В 2 ч.1./Сост.В.А.Крицман.-3-е изд. перераб. - М.: Просвещение.1993.-192 с.
5. Королев А.А., Медицинская экология – М.: издательский центр «Академия», 2003
6. Химия в школе. №3, 2004 г.
7. Санитарные правила и нормы Сан ПиН 2.1.4.1110 – 02. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения. 2.1.4. Питьевая вода и водоснабжение населенных мест.
8.  Филипповский И.А. Самое удивительное ископаемое. -Алма-Ата: Казахстан, 1981

V.Приложения.

                          Приложение №1

                         Анкета по воде.

1.На вопрос : Довольны ли вы качеством питьевой воды?

А)  Да      Б)  Нет

2.На вопрос:   Знаете ли  вы состав питьевой воды?

А)  Да      Б)  Нет

3.На вопрос: Знаете ли вы, как состав питьевой воды влияет на здоровье человека?

 А)  Да      Б)  Нет

4.На вопрос:  Как улучшить  качество питьевой воды?

Назвать способы.

                              Приложение №2

Результаты исследования: 603   опрошенных учащихся, учителей и родителей и жителей села.

1.На вопрос:  Довольны ли вы качеством питьевой воды?

                       Недовольны  - 85%

                        Довольны – 15%

2.На вопрос: Знаете ли вы состав питьевой воды?

Знают состав питьевой воды  - 25%

                       Не  знают – 75%

3.На вопрос: Знаете ли вы, как состав питьевой воды влияет на здоровье человека?

Знают     - 78%

Не знают   - 22%

4. На вопрос: Как улучшить  качество питьевой воды?

Кипячением  - 34 %

                     Специальные аппараты  -  60%

                                 Не знаю   - 6%

Приложение №3

Способы очистки воды.

1. Очистить воду может поваренная соль. Чтобы очистить 10 литров воды, нужно добавить 5 столовых ложек соли, размешать. Дать постоять 1 час – 1,5. За это время погибнут некоторые виды микробов и осядут соли тяжелых металлов. Затем воду профильтровать и можно использовать для приготовления пищи.

2. Добавить воду 10 мл йодной настойки, размешать, нагреть воду до кипения и кипятить 40-60 минут. Йод испаряется, и вода будет пригодной для питья. 

3. Если у вас есть гидроперит или пергидроль, то 4 -5 таблеток нужно растереть в порошок и засыпать в воду. Посуду накрыть крышкой, дать постоять 20-30 мин. Затем открыть крышку и довести воду до кипения. Можно наблюдать выпадение хлопьевидного осадка коагулированных белков. Затем раствор отфильтровать. 

4. Для очистки воды сгодятся хвойные ветки. Чтобы очистить 10 литров воды, нужно взять 200 г хвои (ели, сосны, пихты,  кедра) или молодые веточки можжевельника.

(Внимание! Не употреблять для этих целей другие виды хвойных растений: они ядовиты). Кипятить нужно 30-40 минут. Затем добавить несколько щепоток ольховой (дубовой, ивовой или сосновой) коры и кипятить еще 10-15 минут. На дне посуды появится бурый осадок. Затем воду нужно остудить и профильтровать и можно использовать в пищу.

5. Обеззараживание воды можно провести с помощью слабого раствора марганцовки и ионизации серебром.

6.   Самый простой и доступный метод – отстаивание водопроводной воды. .При этом улетучивается остаточный свободный хлор и осаждаются относительно крупные частицы, находящиеся во взвешенном состоянии.

7.   Следующий по простоте и доступности – метод кипячения. В результате термического воздействия гибнут вирусы и бактерии.   Как очистить? Во-первых, кипячением. При выборе способа очистки воды нужно помнить, что сырая вода гораздо полезнее для здоровья человека. Кипяченая вода считается "мертвой", т.к. в ней видоизменён минеральный состав. Однако если есть хоть малейшие сомнения в качестве водопроводной воды, то все-таки лучше вскипятить её. "Оживить" кипяченую воду помогут настои листьев малины, чёрной смородины, настой плодов шиповника, хвоща полевого.

8.   Для небольших объемов используют метод вымораживания воды, основанный на разности температур замерзания чистой воды и рассолов. Сначала замерзает чистая вода, а в оставшемся объеме концентрируются соли. Существует мнение, что такая вода обладает целебными свойствами. .  Еще один способ очищения - замораживание воды до состояния льда с последующим оттаиванием. Используйте замороженную воду! Помните, что  кусок льда, который получается в середине замораживания - и есть чистейшая природная вода, полезная для здоровья человека. Оттаивать этот лед нужно при комнатной температуре. Свои целебные свойства талая вода сохраняет в течение 7-8 часов после размораживания

Приложение №4

Интересные факты.

 Около 70% нашей планеты покрыто Мировым океаном, то есть водой. Вот подборка интересных и полезных фактов о

     При утрате 2% воды от массы тела у человека появляется жажда, при потере 6–8% – полуобморочное состояние, при потере 10% – начинаются галлюцинации и появляются проблемы с глотанием. При нехватке 12% – человек погибает.

     На Земле только 3% пресной воды, причем большая ее часть содержится в ледниках.  И лишь 1,1% пригоден для питья.

     Свыше 400 млн.  человек живут в регионах с серьезной нехваткой воды, более миллиарда человек не имеют доступа к безопасной питьевой воде, 850 млн голодают из-за нехватки воды для полива.

    Более 2 млн человек в год (в основном дети) умирают от болезней, связанных с загрязнением питьевой воды.

    Всего 3–5 дней человек может прожить без воды.

75% заболеваний в развивающихся странах вызваны потреблением воды, непригодной для питья и приготовления пищи.

   Самая дорогая вода в мире продается в Лос-Анджелесе. Ее цена – 90 долларов за литр. По словам продавцов, вода имеет идеальный для человека pH-баланс и изысканный вкус. Жидкость продают в специальных бутылках, украшенных кристаллами от Сваровски.

  Человеческий организм на 60–70% состоит из воды, а детский – на 80%. Пятимесячный эмбрион состоит из воды на 94%.

Человек за свою жизнь выпивает в среднем 35 тонн воды.

   420 стаканов солей и загрязнителей в среднем получает в течение жизни человек из водопроводной воды.

Приложение №5

Влияние химических веществ в воде на организм человека.

Вода имеет определенный химический состав. Химические вещества, содержащиеся в воде можно разделить на следующие группы:

1. Химические вещества, которые преимущественно встречаются в природной воде: фтор,  железо, медь, марганец, цинк, ртуть, селен, свинец, молибден, нитраты, сероводород и др.
2. Химические вещества, остающиеся в воде после реагентной обработки: коагулянты (сульфат алюминия), флоккулянты (полиакриламид), реагенты, предохраняющие водопроводные трубы от коррозии (остаточные триполифосфаты), а также остаточный хлор.
3. Химические вещества, которые попадают в водоемы со сточными водами: бытовыми, промышленными, поверхностным стоком сельско-хозяйственных угодий, которые были обработаны химическими средствами защиты растений, гербицидами и минеральными удобрениями. Это пестициды, тяжелые металлы, детергенты, минеральные удобрения и др.

4.  Химические вещества, которые могут попадать в воду из водопроводных труб, переходников, соединений, сварочных швов и т.п. (медь, железо, свинец).

Все эти вещества могут быть опасны для здоровья человека. Рассмотрим влияние некоторых химических загрязнителей на организм человека.

Медь

  Медь и её соединения широко распространены в природе, поэтому их часто обнаруживают в природных водах. Уровень меди в природной воде довольно низок,а  в питьевой воде могут увеличиваться за счет вымывания из материалов труб и арматуры, водой. Свойства меди в воде зависят от значения рH воды, концентрации в ней карбонатов, хлоридов и сульфатов.  Медь придает воде неприятный вяжущий привкус в низких концентрациях (более 1,0 мг/л).

Влияние на здоровье.

Концентрация меди более 3 мг/л может вызвать острое нарушение функции желудочно-кишечного тракта — тошноту, рвоту, понос. У людей, перенесших заболевания печени, например вирусный гепатит, обмен меди нарушен и длительное ее употребление с водой может способствовать развитию цирроза печени. Особенно чувствительны к повышенной концентрации меди в воде грудные дети на искусственном вскармливании. У них еще в младенческом возрасте при употреблении такой воды может развиться цирроз печени. Безопасная суточная доза меди по рекомендациям Экспертного Комитета ВОЗ (Всемирной Организации Здравоохранения)  по пищевым добавкам составляет 0,5 мг/кг массы тела. Исходя из этой дозы была рассчитана предельно допустимая концентрация (далее ПДК) меди в питьевой воде — 1-2 мг/л.

Железо

Железо — один из основных элементов природной воды, в которой его концентрация колеблется от 0,5 до 50 мг/л. Другие источники железа в питьевой воде — это железосодержащие коагулянты (используются в процессах водоподготовки), железо проникающее в воду из участков, подвергшихся коррозии стальных и чугунных водопроводных труб. Содержание железа в воде выше норматива способствует накоплению осадка в системе водоснабжения, интенсивному окрашиванию сантехнического оборудования. Железо придает воде неприятную красно-коричневую окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорение. Эти обрастания вторично ухудшают органолептические свойства воды за счет слизеобразования, присущего железобактериям.

Повышенное содержание железа делает воду непригодной  к употреблению.

Влияние на здоровье.

 Высокое содержание железа в воде приводит к неблагоприятному воздействию на кожу, может сказаться на морфологическом составе крови, способствует возникновению аллергических реакций.

Постоянное употребление воды с повышенным содержанием железа — более 0,4-1 мг/кг массы тела в день может привести к развитию гемохроматоза, т.е. отложению соединений железа в органах и тканях.

Известно, что очень высокие дозы железа в воде могут быть смертельными. По данным ВОЗ смертельная доза железа принятого внутрь составляет от 40 до 250 мг/кг массы тела. При этом развивается геморрагический некроз (разрушение) и отслойка участков слизистой оболочки желудка. Безопасная суточная доза железа по рекомендациям Экспертного Комитета ВОЗ по пищевым добавкам составляет 0,8 мг/кг массы тела. Исходя из этой дозы была рассчитана ПДК железа в питьевой воде — 0,3 мг/л.

Свинец

Источниками в питьевой воде могут быть: свинец, растворенный в природной воде; свинец загрязнителей, попадающих в природную воду различными путями (например бензин); свинец, содержащийся в водопроводных трубах, переходниках, сварочных швах и др.

Поступление свинца из водопровода зависит от многих факторов: pH воды, жесткости, длительности стояния воды в водопроводных трубах. Свинец наиболее растворим в кислой и мягкой воде.

Влияние на здоровье.

При употреблении с водой повышенных концентраций свинца  в зависимости от дозы и времени поступления могут развиваться острые или хронические отравления. Острое отравление развивается при однократном поступлении свинца в дозах: для взрослых 100-120 мг/мл воды, для детей 80-100 мг/мл воды. При остром отравлении может наступить смертельный исход.

Хроническое отравление развивается при постоянном употреблении свинца в малых дозах. Свинец имеет свойство накапливаться в тканях организма и симптоматика отравления появляется при достижении концентрации свинца в крови 40-60 мг/100 мл. Проявляется признаками поражения центральной и периферической нервной системы, кишечника, почек. Свинец откладывается практически во всех органах и тканях (особенно много в волосах, ногтях, слизистой оболочке десен  — т.н. свинцовая кайма на деснах). Основной механизм действия свинца на организм заключается в том, что он блокирует ферменты, участвующие в синтезе гемоглобина, в результате чего красные кровяные тельца не могут переносить кислород, развивается анемия и хроническая недостаточность кислорода.

Особенно чувствительны к влиянию свинца дети. Свинец блокирует образование предшественника витамина Д, необходимого для отложения кальция в костях, нарушение обмена кальция приводит к развитию рахита. Вредное воздействие свинца на нервную систему приводит к замедлению физического и умственного развития, снижению интеллектуальных способностей, поражению слухового нерва и снижению остроты слуха и т.д.

Употребление воды с высоким содержанием свинца беременными женщинами повышает риск преждевременных родов и риск развития врожденных уродств у плода.

ПДК свинца в питьевой воде по рекомендациям ВОЗ — 0,01 мг/л.

Хлориды.

   Хлориды могут быть минерального и органического происхождения.  Содержание хлоридов в природных водах колеблется в широких пределах (от долей миллиграмма до нескольких граммов на литр) и обусловлено вымыванием солесодержащих пород или сбросом в водоемы промышленных и бытовых сточных вод пищеварительной системы у людей.  Каждый из этих источников может вызвать загрязнение поверхностных и подземных  вод. Высокая растворимость хлоридов объясняет широкое распространение их во всех природных водах.

Влияние на здоровье.

   - Влияет на водно – солевой обмен; повышается уровень хлоридов в крови, что приводит к снижению диуреза и перераспределению хлоридов в органах и тканях.

 -·Вызывают угнетение желудочной секреции, в результате чего нарушается процесс переваривания пищи.

 - Имеются данные о том, что хлориды оказывают гипертензивный эффект и у людей, страдающих гипертонической болезнью употребление воды с повышенным содержанием хлоридов может вызвать утяжеление течения заболевания.

  - Являются показателем загрязнения подземных и поверхностных водоисточников, так как хлориды содержаться в сточных водах и физиологических выделениях человека.

Сульфаты.

    Сульфаты поступают в водную среду со сточными водами многих отраслей промышленности. Атмосферная двуокись серы (SO2), образующаяся при сгорании топлива и выделяющаяся в процессах обжига в металлургии, может вносить вклад в содержание сульфатов в поверхностных водах. Трехокись серы (SO3), образующаяся при окислении двуокиси серы, в сочетании с парами воды образуют серную кислоту, которая выпадает в виде «кислого дождя» или снега. Большинство сульфатов растворимы в воде.

С сульфатом алюминия, который используется в качестве флоккулянта  при очистке воды, в очищенную воду может дополнительно попадать 20-50 мг/л сульфатов. Сульфаты не удаляются из воды обычными методами очистки. Концентрация в большинстве пресных вод очень низкая.

Влияние на здоровье.

   -Сульфаты плохо всасываются из кишечника человека.

-  Неблагоприятно влияют на желудочную секрецию, приводя к нарушению процессов переваривания и всасывания пищи.

Нитраты, нитриты.

Нитраты содержатся главным образом в поверхностных водах. Нитраты в концентрации более 20 мг/л оказывают токсическое действие на организм человека. Постоянное употребление воды с повышенным содержанием нитратов приводит к заболеваниям крови, сердечно-сосудистой системы, вызывает метгемоглобинемию у детей

 Соли азотистой кислоты (нитриты) представляют собой продукты неполного окисления аммиака под влиянием микроорганизмов в процессе нитрификации. Наличие нитритов свидетельствует о возможном загрязнении воды органическими веществами, однако нитриты указывают на известную давность загрязнения.

Нитраты и нитриты широко распространены в окружающей среде, они обнаруживаются в большинстве пищевых продуктов, в атмосфере и во многих водных источниках. Поступлению этих ионов в воду способствует использование удобрений, гниение растительного и животного материала, бытовые стоки, удаление в почву осадка сточных вод, промышленные сбросы, выымывание из мест захоронения отходов и вымывание из атмосферы. В природных чистых водах нитратов, как правило, немного. Однако в грунтовых водах в пределах населенных пунктов, животноводческих ферм и в других местах, где почва длительно и массивнозагрязняется, содержание нитратов может быть высоким.

Содержание нитритов в водопроводной воде ниже, чем в водных источниках, что вызвано их окислением в процессе очистки воды, особенно при хлорировании.

Влияние нитратов, нитритов   на здоровье.

  - Вызывают развитие «водно-нитратной метгемоглобинемии» за счет окисления нитритами гемоглобина в метгемоглобин. В основном данное заболевание возникает у детей..

-У детей старше 1 года и взрослых заболевание в форме острого токсического цианоза не наблюдается, но возрастает содержание метгемоглобина в крови, что ухудшает транспорт кислорода к тканям – это проявляется слабостью, бледностью кожных покровов, повышенной утомляемостью.

  - Вызывают образование нитрозаминов, некоторые из них могут быть канцерогенами. Образование этих веществ происходит во рту или где-либо ещё в организме, где кислотность относительно низкая.

  - Являются показателем загрязнения воды органическими веществами.

Значение рН (активная реакция).

Щелочными являются   подземные воды, богатые бикарбонатами.

Значение:

  -  Определяет природные свойства воды;

  -  Является показателем загрязнения открытых водоемов при спуске в них  кислых или щелочных производственных сточных вод;

   Значение рН тесно связано с другими показателями качества питьевой воды. Рост железобактерий в большой степени зависит от рН. Они образуют в качестве конечного продукта метаболизма гидрат окиси железа, который придает красный цвет воде.

  Для всего живого в воде минимально возможная величина рН = 5, в питьевой воде допускается рН   6,0-9,0.

   Общая жесткость- это совокупность концентраций ионов магния и кальция. В зависимости от величины общей жесткости воды различают воду очень мягкую (0 - 1,5 мг-экв/л), мягкую (1,5 - 3 мг-экв/л), средней жесткости (3 - 6 мг-экв/л), жесткую(6-9 мг-экв/л), очень жесткую (более 9 мг-экв/л). Оптимальной физиологический уровень жесткости составляет 3,0-3,5 мг-экв/л. Постоянное употребление внутрь воды с повышенной жесткостью приводит к накоплению солей в организме и, в конечном итоге, к заболеваниям суставов (артриты, полиартриты), к образованию камней в почках, желчном и мочевом пузырях.     Жесткость выше 4,5 мг-экв/л приводит к интенсивному накоплению осадка в системе водоснабжения и на сантехнике, мешает работе бытовых приборов. Согласно инструкции по эксплуатации бытовой техники жесткость воды не должна превышать 1,5-2,0 мг-экв/л.

  Общая жесткость воды обусловлена преимущественно присутствием в воде кальция и магния, которые находятся в виде гидрокарбонатов, карбонатов, хлоридов, сульфатов и других соединений; имеют также значение ионы стронция, железа, бария, марганца.

Виды жесткости:

1. Устранимая – величина, на которую уменьшается общая жесткость воды при кипячении её в течении 1часа. Обусловлена гидрокарбонатами кальция и магния, которые разрушаются и выпадают в виде карбонатов в осадок (накипь).

2. Карбонатная – это жесткость, обусловленная бикарбонатами и малорастворимыми карбонатами. Устранимая жесткость приблизительно равна карбонатной, но когда в воде много гидрокарбонатов натрия и кальция, карбонатная жесткость значительно превышает устранимую.

3. Постоянная – это жесткость, которая остается после кипячения и обусловлена хлоридами, карбонатами, и сульфатами кальция и магния.

Воду с общей жесткостью до 3,5 мг-экв/л называют мягкой, 3,5-7 –средней жесткости, 7-10 –жесткой, свыше-10 –очень жесткой.

    Основными природными источниками жесткости воды являются осадочные породы, фильтрация и сток с почвы. Жесткая вода образуется в районах с плотным пахотным слоем и известковыми образованиями. Для подземных вод характерна большая жесткость, чем для поверхностных. Подземные воды, богатые карбоновыми кислотами и растворенным кислородом, обладают высокой растворяющей способностью по отношению к почвам и породам, содержащим минералы кальцита, гипса и доломита.

   Основными промышленными источниками жесткости являются стоки предприятий, производящих неорганические химические вещества, и горнодобывающая промышленность. Оксид кальция используется в строительной промышленности, производстве бумажной массы и бумаги, рафинировании сахара, в очистке нефти, дублении и как реагент для очистки воды и сточных вод. Сплавы магния применяются в литейном и штамповочном производстве, бытовых продуктах. Соли магния используются в производстве металлического магния, удобрений, керамики, взрывчатых веществ, медикаментов.

Значение жесткой воды:

-ухудшаются органолептические свойства - вода имеет неприятный вкус;

-  нарушается всасывание жиров в кишечнике в результате образования кальциево-магнезиальных нерастворимых мыл при омылении жиров;

-у лиц с чувствительной кожей способствует появлению дерматитов в связи с тем, что кальциево-магнезиальные мыла обладают раздражающим действием

-в хозяйственно-бытовом аспекте: увеличивается расход моющих средств, образуется накипь при кипячении, волосы после мытья становятся жесткими, ткани одежды теряют мягкость и гибкость, ухудшается разваривание мяса и овощей с потерей витаминов в результате связывания их в неусвояемые комплексы,

-имеются данные, что употребление слишком жесткой воды может приводить к увеличению частоты мочекаменной болезни; хотя есть сведения о том, что жесткость может служить защитой от болезней;

-·  при резком переходе от пользования жесткой водой к мягкой и наоборот могут у людей наблюдаться   диспептические   явления;

-портит вид, вкус и качество чая, который является важнейшим напитком у населения, стимулирующим желудочную секрецию и утоляющим жажду;

Имеются данные о том, что употребление жесткой воды может явиться причиной сердечно-сосудистых   заболеваний.

Аммиак и ионы аммония.

    Конечный продукт разложения белковых веществ -аммиак. Наличие в воде аммиака растительного или минерального происхождения не опасно в санитарном отношении.     Если же аммиак образуется в результате разложения белка сточных вод, такая вода непригодна для питья. Превышение в питьевой воде ПДК по содержанию аммония может свидетельствовать о попадании фекальных стоков или органических удобрений в источник. По данным ВОЗ, содержание аммония не должно превышать 0,5 мг/л. Постоянный прием внутрь воды с повышенным содержанием аммония вызывает хронический ацидоз и изменения в тканях. Кроме того, аммиак (в виде газа) раздражает конъюнктиву глаз и слизистые оболочки.