Проектная работа моих учеников на тему: "Вода, которую мы пьем"
методическая разработка по биологии (9 класс) по теме

Региональный этап Российского национального конкурса водных проектов старшеклассников в московской области

   Проектная работа  на тему :

  Авторы :

                                                       1.Малышко Анна Игоревна 9-б класс                                                                                                                                                                          2.Федоренко Иван Владимирович 9-б класс                                                         Преподаватель биологии: Чайченко Татьяна Анатольевна                                                                       МАОУ СОШ № 2                                                                                          Инд.142191 г. Троицк  М-н «В»-26 тел. (4967) 51-06-74                    shkola2troitsk@mail.ru

                                                                  Троицк, 2012 г

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Теоретическая цель: Определить роль воды в жизни человека.

Практическая цель: Проанализировать состав питьевой воды Микрорайон «В» г.Троицка.

Исследовать качество питьевой воды в Микрорайоне «В».

Задачи работы

Теоретические:

-Указать требования к химическому , бактериологическому составу питьевой воды.

- Дать качественную характеристику различным привкусам и запахам, встречающимся в питьевой воде.

Практические:

- Провести исследования  питьевой воды Микрорайона «В» г. Троицка,  по ее органолептическим свойствам.

- Определить  возможность в бытовых условиях, определять качество питьевой воды.

-Сделать выводы о соответствии питьевой воды действующим Санитарно эпидемиологическим Правив лам и Нормам (2.1.4.1116-02г.)

ПЛАН

Введение

1.Требование к качеству воды

                                                                                                                                                                2.Оценка качества питьевой воды по органолептическим показателям

3.Оценка  качества питьевой воды города г.Троицка

4.Жесткость воды

5.Заключение

6.Использованная  литера тура

В В Е Д Е Н И Е

Вода – сок жизни. Такое определение дал воде Леонардо да Винчи. В воде зародилась жизнь, без воды невозможно вообще существование – ни растений, ни животных, ни людей.

Вода – это величайшая ценность не только для жителей пустыни, но и для каждого человека. Восточная поговорка гласит: «Где вода, там жизнь. Где кончается вода, там кончается земля».

Все живое на нашей планете на 2/3 состоит из воды. Без воды человек не может жить и 3 дней. Она является жизненно необходимой для существования человека. Вода растворяет питательные вещества чтобы они могли проникнуть в клетку, участвует в химических процессах при пищеварении, а также вымывает продукты жизнедеятельности и выделяется из организма через почки и кожу, унося с собой вредные вещества.

Снабжение населения доброкачественной питьевой водой – важный фактор, формирующий  его здоровье. Жители Московской области в основном получают воду  из подземныхводоисточников  с высокой степенью защищенности от загрязнения. Из поверхностных водоемов производится водозабор для хозяйственно-бытового водоснабжения столицы, ряда городов ближайшего Подмосковья, города Дубны, частично городов Каширы, Ступино. Централизованным водоснабжением в нашем регионе охвачено  в городских поселениях 97,8%, в сельской  местности 91%. 74,5 процента населения получают доброкачественную или условно доброкачественную питьевую воду. 23,3% - воду, не соответствующую по санитарно-химическим показателям в основном за счет повышенного содержания природного железа, фтора, стабильного стронция повышенной жесткости и мутности.

В 2008 году по сравнению с 2007  годом несколько улучшилось качество исходной воды из подземных источников. Удельный вес неудовлетворительных проб воды по микробиологическим показателям составил 1% (в 2007 году – 1,8%), по санитарно-химическим показателям 41,4% (в 2007 году – 42,9%). ( здесь и далее цифры взяты из материалов заседаний Московской областной Думы, где обсуждалась санитарно-эпидемиологическая обстановка в регионе).

Как отмечают медики, потребление воды с высоким уровнем общей минерализации повышает риск заболеваемости населения сердечно-сосудистой патологией и мочекаменной болезнью, с высоким содержанием железа – повышает риск аллергизации, а с повышенным уровнем фтора может привести к развитию флюороза.

По состоянию на 1 января 2009 года  на территории Московской областифункционируют 245 установок по обезжелезиванию воды. В прошлом году была введена в эксплуатацию 81 установка, что позволило значительно улучшить качество питьевой воды. В то же время, в ряде муниципальных образований удельный вес неудовлетворительных проб по санитарно-химическим показателям составляет от 43,8 до 55,3%. Например, в Егорьевском, коломенском, Люберецком, Орехово-Зуевском, Павлово-Посадском районах, городах Лыткарино, Звенигород.

Озабоченность вызывает тот факт, что вследствие высокой техногенной нагрузки большинство  поверхностных водоемов Московской области подвержено высокому бактериальному и химическому загрязнению. Влияние на загрязнение водных объектов оказывают и предприятия сельского хозяйства: животноводческие фермы, птицефабрики, навозохранилища.

Увеличивается нагрузка на водоемы и из-за интенсивного жилищного строительства по  берегам. Наибольшее количество загрязненных сточных вод поступает в водные объекты от предприятий непроизводственной отрасли, где главенствующее место занимает жилищно-коммунальное хозяйство.

Остро стоит вопрос очистки сточных вод в сельской местности, где практически отсутствуют  службы эксплуатации очистных сооружений.

Серьезной проблемой по всей территории является загрязнение водоемов ливневыми сточными водами. Практически не решаются вопросы строительства ливневой канализации, оснащенной очистными сооружениями в городах и районах области.

Основным методом обеззараживания очищенных стоков в Московской области остается дезинфекция с использованием хлора, в то же время дехлорирование сточных вод перед сбросом в водоемы не проводится. Медленно осуществляется переход на современные и безопасные, в гигиеническом отношении, методы обеззараживания сточных вод. Так, ультрафиолетовое обеззараживание сточных вод применяется лишь на 11 очистных сооружениях.

В современной жизни человек испытывает на себе влияние различных составляющих экосистемы, таких как: сбалансированной питание, медицинская помощь, стрессы, загрязнение среды и т.д. Экологический мониторинг позволяет выявить источник неблагоприятного воздействия на людей и в дальнейшем нейтрализовать его. Одной из составляющих мониторинга является исследование состава питьевой воды, при изучении которого выявляется связь распространенных заболеваний населения и содержания в воде различных солей. Объектом внимания в данном случае является жесткость воды. Жесткость воды –  свойство, связанное с содержанием растворимых в воде соединений кальция и магния. Эти микроэлементы оказывают огромное влияние на здоровье людей.

1.Требования к качеству воды.

Питьевая вода должна быть безвредна для здоровья человека и пригодна для хозяйственно-бытовых процессов. Ее качество должно отвечать нормам . Качество воды определяется по органолептическим, бактериологическим и физико-химическим показателям.

Требования, предъявляемые к питьевой воде

Бактериологические показатели воды:

Общее количество бактерий  в 1 мл неразбавленной воды, не более 100

Количество бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды, не более 3 (определяется в специальных лабораториях)

Показатели токсических химических веществ воды (допустимые концентрации в воде химических веществ)

2. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ПО ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

Органолептические показатели воды должны отвечать следующим требованиям:

Запах при t 20 C и при подогревании воды до t 60 С, не более – 2

Привкус при t 20 C, не более – 2

Мутность по стандартной шкале, мг/л не более – 1,5

Водородный показатель рН должен быть в пределах – 6,5-8,5

При обнаружении в воде веществ, придающих привкус (сульфатов, хлоридов), сумма их концентраций, выраженная в долях от максимально допустимых концентраций, выраженная в долях от максимально допустимых концентраций каждого вещества в отдельности, не должна быть более 1.

Для оценки качества воды ее подвергают физико-химическому анализу.

Физические показатели качества воды

К ним относятся: температура, запах, вкус, прозрачность, мутность, плотность и т.д.

Температура. Оптимальная температура воды, используемой для питья, должна быть не выше t11С и не ниже t 7 C. Вода с такой температурой имеет наиболее приятный и освежающий вкус. Вода с высокой температурой содержит в себе мало растворимых газов, поэтому она плохо утоляет жажду и неприятна  на вкус.

Запах и вкус воды зависит от температуры растворенных в воде газов и от химического состава примесей.

Причина запаха и привкуса воды объясняется присутствием сероводорода и продуктов разложения растительных организмов, которые образуются при цветении водоемов, т.е. массовом развитии взвешенных водорослей. Со временем водоросли отмирают, оседают на дно и разрушаются там гнилостными микробами с выделением неприятно пахнущих веществ.

Приятный и освежающий вкус воде придают растворенные в ней газы (кислород и углекислород), а также небольшие количества гидрокарбоната кальция.

Различают четыре вкуса: соленый, горький, сладкий и кислый. Остальные виды вкусовых ощущений называют привкусами. Вкус и привкус определяют в сырой воде, за исключением воды открытых водоемов и источников, сомнительных в санитарном отношении, вкус которых определяют после кипячения и охлаждении воды до комнатной температуры, что должно быть отмечено в записи анализа.

Хлорированную воду определяют на вкус через 30 мин. после введения в нее хлора. Качественную характеристику привкуса определяют по соответствующим признакам: хлорный, рыбный, металлический и др.

Интенсивность вкуса и привкуса определяют по пятибальной системе. Запах воды обусловлен наличием в не пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Запах воды водоемов не должен превышать 2 баллов, обнаруживаемых непосредственно в воде. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запаха воды при t 20 С и t 60 С.

По характеру запахи делятся на две группы:

1.      Запахи естественного происхождения (от живущих в воде и отмерших организмов и т.п)  находят по классификации

2.      Запах искусственного происхождения (от промышленных выбросов и т.п.) называются по соответствующим веществам: камфорный, хлорный, бензиновый и т.п.

Интенсивность запаха также оценивают при t 20 С и t 60 С по пятибальной системе

Запах воды следует определять в помещении, где воздух не имеет постороннего запаха. При исследовании питьевой воды из водопровода г. Троицка показатели интенсивности запаха не выше 2 баллов, что соответствует требованиям СНИП. Вода не содержит посторонних привкусов.

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (рН около 7). С помощью следующего способа была проверена вода на территории м-на «В». В воду была опущена универсальнаятиндикаторная бумага. Затем по ее окраске оценили величину рН: светло-зеленая – 7. Это  говорит о том, что вода пригодна для питья.

3.    ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ГОРОДА ТРОИЦКА

Город Троицк расположен в юго-западном направлении  от Москвы по Калужскому  шоссе в 20 км от кольцевой автодороги. В Троицке проживает более 35000 жителей. Территория города составляет 1527,4 га.

Водоснабжение города осуществляется за счет 18 артезианских скважин. Их глубина составляет от 60 до 120 метров. В Троицке 12 резервуаров чистой воды. Поэтому жесткость и фтор водопроводной воды в различных частях города неодинаковы. Но в среднем жесткость составляет 6,7-6,9 мг-экв/л. Протяженность сетей водоснабжения города – 67,43 км.

На территории м-на «В» находится ВЗС. Станция занимается определением качества воды, которая поступает в водопровод  и ее обесфториванием, т.к. скважины, из которых идет забор воды, содержат повышенный фтор. На станции имеется специальное оборудование для этих целей, но объем потребляемый воды небольшой, поэтому обесфторивание проводится методом смешивания воды из разных скважин с различной концентрацией фтора.

Город окружают несколько рек. Жесткость воды в них меняется по сезонам. Во время весенних паводков жесткость может опускаться до 0,2-2,7 мг-экв/л, но в среднем она составляет 4,9-6,1 мг-экв/л. Так как водоснабжение города осуществляется за счет артезианских скважин, изолированных от внешних вод, жесткость водопроводной воды в течении года характеризуют ее прозрачность, мутность, цвет, запах, вкус, содержание растворенных солей.

Исследование водопроводной воды в м-не «В» по органолептическим показателям дало следующие результаты:

1.      Прозрачность . Для определения прозрачности воды наливаем в химический стакан воду из под крана и рассматриваем ее на свету, определяя ее прозрачность. Вода может быть : прозрачная, слабо мутная, сильно мутная.

Вода из водопровода м-на «В» прозрачная.

2.      Определяем цвет воды. Для этого опускаем в стакан с водой белую пластину или лист белой бумаги.

Цвет воды может быть: бурый, желтый, зеленоватый, бесцветный.

Вода бесцветная.

3.      Определяем запах воды и его интенсивность. Естественный запах может быть болотным, гнилостным, древесным, плесневелым, сероводородным. В случае попадания в воду инородных веществ она может пахнуть бензином, хлором, навозом и т.п. По интенсивности запах может быть слабый, заметный, отчетливый сильный. Питьевая вода не должна иметь запаха.

Вода не имеет запаха.

Определяем вкус воды. Вода может быть соленая, горькая, кислая, с  хлорным привкусом, безвкусная или с приятным для питья вкусом.

Вода безвкусная.

4.      Определяем наличие осадка после суточного отстаивания воды в трехлитровом сосуде. Если осадок  образуется, он может быть хлопьевидным, желтоватым,

5.      коричневым, сероватым.Осадок незначительный

5. Определяем реакцию водной среды с помощью универсальной индикаторной бумаги. Сравниваем полученный цвет воды со шкалой рН. Записываю рНисследуемой воды и по значению рН определяем реакцию среды.рН-7 Определяем наличие растворенных солей. Для проведения исследования берем два чистых и обезжиренных предметных стекла. На одно наносим несколько капель исследуемой воды, на другое дистилированной. Выпариваем воду со стекол и сравниваем их. Белый налет указывает на наличие солей. Чем он больше, тем больше солей было растворено в воде. Наблюдается незначительный белый налет. Проводим наблюдение влияния водопроводной воды на живые организмы (прорастание и развитие огурца).

Были высажены семена огурцов. Одни поливались водой из-под крана, другие водой, которая отстаивалась.

Результаты:

Растения, которые поливали отстоявшейся водой, росли и развивались быстрее, плоды появились раньше. Можно сделать вывод, что эта вода лучше для организмов, т.к. она нагревается до комнатной температуры и из нее испаряется хлор.

4.    ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ

Жесткость воды – совокупность свойств воды, обусловленных содержанием в воде ионов Са   и Mg   . Суммарная концентрация ионов Са  (кальциевая жесткость)и Mg  (магниевая жесткость) называется общей жесткостью воды. Общая жесткость (Ж)  может быть вычислена по формуле: Ж = Са : 20,4 + Mg : 12,6, где  Са и Mg  - концентрация этих ионов в мг/л.

Различают жесткость воды карбонатную и некарбонатную. Карбонатная жесткость соответствует той части ионов Са  и Mg  , которая эквивалентна содержащимся в воде гидрокарбонат-ионам НСО.

Жесткость природных вод колеблется в очень широких пределах – от 0,1-0,2 мг-экв/л в водах рек и озер, расположенных в зонах тайги и тундры, до 80-100 мг-экв/л в некоторых подземных водах и водах морей и океанов. Например, в одной и той же реке бывает во время паводков. Самая жесткая вода – в Мировом океане, менее жестка в Черном море, затем следует река Волга, потом Енисей, а самая мягкая – в Неве.

Повышенная жесткость воды природных источников обусловлена преимущественно контактом воды с горными породами, содержащими карбонаты и сульфаты Са   и  Mg.

Постоянная жесткость возникает, если в растворе присутствуют сульфатные, хлоридные, нитратные и другие анионы, соли кальция и магния которых хорошо растворимы и так просто не удаляются. Общая жесткость определяется как суммарное содержание всех солей кальция и магния в растворе.

А) Опасность жесткой воды

Жесткость воды – это особое свойство воды, во многом определяющее ее потребительские качества, и потому имеющее важное хозяйственное значение. Жесткая вода образует накипь на стенках нагревательных котлов, батареях и пр., чем существенно ухудшает их теплотехнические характеристики. Такой тонкий слой на греющей поверхности вовсе не безобиден, так как продолжительность нагревания через слой накипи, обладающей малой теплопроводностью, постепенно возрастает, дно прогорает все быстрее и быстрее, ведь металл охлаждается с каждым разом все медленнее, долго находится в прогретом состоянии. В конце концов, может случиться так, что дно сосуда не выдержит и даст течь. Этот факт очень опасен в промышленности, где существуют паровые котлы.

Жесткая вода мало пригодна для стирки. Накипь на нагревательных стиральных машинах выводит их из строя, она ухудшает еще и моющие свойства мыла.

В жесткой воде плохо развариваются овощи и мясо, т.к. ионы Са  образуют с белками пищевых продуктов нерастворимые соединения; ухудшается вкус чая. Высокая жесткость воды способствует образованию мочевых камней у человека.

З  А  К  Л  Ю  Ч  Е  Н  И  Е

Сегодня необходимо поднять голос в защиту здоровья людей методами сохранения чистоты воды и методами очистки воды от вредных веществ. Поскольку вода уникальна и ничем  не заменима, является основой жизни.

В природе есть «живая» и «мертвая» вода. В 1933 г. в Калифорнийском университете США Г.Льюисом и Р.Макдональдом была выделена из природной воды тяжелая вода, которая обладала свойствами «мертвой» воды. Она подавляет все живое, действует угнетающе на обменные процессы в живых организмах, способствует старению организма. В 1934 г. русский академик Н.Д. Зелинский, узнав об открытии тяжелой воды, писал: «Кто бы мог подумать, что в природе существует еще другая вода, о которой мы до прошлого года ничего не знали,  вода, которую в весьма небольшом количестве мы ежедневно вводим в свой организм вместе с питьевой водой. Однако, небольшие количества этой новой воды, потребляемой человеком в течении жизни, составляют уже порядок величины, с которым нельзя не считаться.

Пять проблем которые есть у человечества в ХХ1 веке – чистая вода, проблема энергетической обеспеченности - энергетическая самодостаточность, продовольственная безопасность, производство продовольствия, если у нас увеличиться население, а оно обязательно увеличиться, и  здравоохранение. Вот пятьвещей которые являются самыми важными вызовами ХХ1 века. И чистая вода в этом перечне стоит на первом месте.

Использованная литература :

1.      Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. – М.: Агар, 2000 г.

2.      Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Просвещение, 2004 г.

3.      Ибад-Заде Ю.А.  В мире воды. – М.: Мысль, 2003 г.

4.      Кульский Л.А. Химия и микробиология воды. – М.: Мысль, 2001 г.

5.      Пасечник В.В. Школьный практикум экологии. – М.: Дрофа, 2002 г.

6.      Синюков В.В. Все о воде…, но не все. – М.: Дрофа, 2000 г.

7.      Газета “Городской ритм” за апрель 2010