Реализация ЦО "Точка роста"
опыты и эксперименты по биологии

Муниципальное общеобразовательное учреждение

 средняя школа № 3 Тутаевского муниципального района

Анализ качества воды,

которую использует моя семья

Исследовательская работа

Выполнил: Сиротин Александр

Работа допущена к защите

_________ баллов

____________/                        /

подпись                расшифровка

«____»___________20___г.

Алексеевич, обучающийся 10а класса

МОУ СШ №3

Руководитель: Черепанова Татьяна Вячеславовна

учитель биологии МОУ СШ №3

Консультант:

Шомина Елена Михайловна

учитель географии и биологии

МОУ СШ №г. Тутаев, 2022

        СОДЕРЖАНИЕ                                            стр

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………............................3

1.  ОБЗОР  ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ. …………………….……..5

1.1. Роль чистой воды..................................................... ……………..…........5

    1.2. Жесткость................................................................................................6

    1.3. Содержание железа.................................................................................7

    1.4. рН воды....................................................................................................7

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. РЕЗУЛЬТАТЫ................................................8

    2.1. Органолептический метод......................................................................9

    2.2. Определение pH.......................................................................................9

    2.3. Определение наличия ионов железа......................................................9

    2.4. Жесткость воды......................................................................................10

3.  Практическая значимость............................................................................12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................12

СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………..………...13

ПРИЛОЖЕНИЯ .……………………………………… ………………..……14

ВВЕДЕНИЕ

Вода является необходимым элементом для жизни человека и его  хозяйственной деятельности.

Особенно важно оценить качество воды  при ее потреблении, поскольку санитарные нормы могут идти  вразрез с качеством потребляемой жидкости, в которой присутствуют даже вредные для здоровья вещества.  Часть населения получает воду, не соответствующую потребительским нормам.

Обоснование актуальности: Питьевая вода требует регулярного исследования, ведь она имеет большое значение в жизни человека. В день взрослый человек выпивает около 2 литров воды. Из-за загрязненной воды могут развиться различные заболевания, например анемия, холера и многие другие. В разных местах проживания люди используют воду по-разному назначению, и мне предстоит изучить, пригодна ли для питья та вода, которую использует моя семья.

Цель: с помощью исследований выявить наиболее пригодную для питья воду.

Задачи:

1. Оценить на основании литературных источников и собственного опыта значение использования качественной воды в жизни человека.
2. Произвести забор воды для исcледований из скажины и         бутилированной.
3. Провести  анализы воды из скважины и воды         бутилированной.
4. Провести сравнение показателей  проб воды

Гипотеза: качество воды из глубокой скважины, которую использует моя семья  и бутилированной соответствует допустимым нормам.

Благодаря проделанной работе, мы узнаем истинное качество, употребляемой нами воды.

Предмет  исследования: кислотность pH, мутность, цветность, прозрачность,  запах, содержание железа, жесткость.

Объект исследования: вода из скважины и бутилированная вода

Методики  представлены в Методических рекомендациях, приложенной к цифровой лаборатории и в Инструкции Тест-систем  [2,3] 

Методы исследования: наблюдение, сравнение, эксперимент, органолептический метод.

1. Органолептичесий метод

Органолептические методы исследования представляют собой определение качества той или иной продукции при помощи стандартных органов чувств человека, то есть зрительных, обонятельных, осязательных, вкусовых, а иногда даже слуховых. при исследовании воды я использовал следующие критерии:

1. Мутность     2. Запах        3.     Цветность

2. Метод химического анализа

3. Работа с научной литературой;

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1. Роль чистой воды

Весь наш организм является совокупностью водных растворов, суспензий и прочих сложных по своему составу водных систем. Вода обогащает клетки организма питательными веществами и выводит отходы жизнедеятельности. Помимо этого, вода задействована в процессе терморегуляции и в процессе дыхания. [1]

Значение воды в жизни человека велико, особенно актуально это ощущается при ее потреблении, когда санитарные нормы идут вразрез с качеством потребляемой жидкости, в которой присутствуют вредные для здоровья пестициды, нитриты, нефтепродукты, соли тяжелых металлов. Половина населения получает опасную для здоровья воду, вызывающую около 80% всех известных болезней. [6] 

        В сельской местности, большей частью,  каждая семья использует природную воду: из прудов, рек, колодцев. Но не  каждая вода подходит для питьевых нужд. Поверхностные воды часто загрязнены.

        Подземные воды формируются в основном из атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность и просачивающихся в грунт на некоторую глубину.

Проникновение вод в грунты зависит от физических свойств этих грунтов.

В  зависимости от качества подземной воды ее подразделяют на техническую и питьевую. [10]

Прежде чем пробурить скважину и использовать её воду,  нужно знать, к какой категории относятся подземные воды.

        К защищенным подземным водам относятся напорные и безнапорные межпластовые воды, имеющие сплошную водоупорную кровлю. Наличие ложа и кровли в межпластовой структуре и длительная фильтрация, защищает содержимое горизонта от загрязнений. С точки зрения гигиены, ей присущи высокие физиологические качества, низкое содержание химических элементов и безопасность использования без предварительной очистки. Глубокое залегание, дебит и чистота не зависят от времени года.

Однако межпластовая жидкость часто насыщена соединениями фтора, серы, железа настолько, что непригодна для хозяйственного и питьевого пользования. Вызывается это затеканием в водоносный пласт через трещины в кровле различных, в том числе, химических загрязнений. [11]

        Иногда исследование качества воды — это не настоятельная рекомендация, а прямое требование закона. В обязательном порядке оценку безопасности воды проходят медицинские, детские и оздоровительные учреждения, а также производители бутилированной воды.

        Ежедневно в процессе жизнедеятельности человек использует огромное количество воды, которая уходит на удовлетворение пищевых, гигиенических и бытовых нужд. Очень важно, чтобы химический состав воды являлся безопасным для человека, влияя на здоровье положительным образом, а не травмируя его. Критерии качества полезной для потребителей воды четко прописаны в нормативных документах, а проверить соответствие источника питья требованиям нормы позволяет химический анализ. [7]

1.2. Жесткость воды

Жёсткую воду вредно пить в больших количествах, так как это приводит к отложению солей в суставах и в почках. Однако стоит сказать, что она снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и гипертонии. Если жидкость используется для технических целей, то она будет соприкасаться со всеми бытовыми приборами – стиральной и посудомоечной машиной, кофеваркой, чайником и бойлером. В каждом таком бытовом приборе есть нагревательный элемент, есть поверхности, которые нагреваются и при кипячении появляется твёрдый налёт – накипь, что приведет к выходу из строя Вашей техники. [4]

1.3. Содержание ионов железа в воде

Организму человека необходимо железо, и суточная норма варьируется в интервале 15-22 мг. Казалось бы, полезный элемент можно было бы получать из воды с повышенным содержанием железа и не беспокоиться о гемоглобине. Но такие строгие нормы СанПин ввел неслучайно: практически все нужное количество Ferrum организм получает из пищи: мяса, круп, овощей и фруктов с высоким содержанием необходимого элемента. Избыток железа, марганца и других примесей не только не усвоится, но и может навредить. 

Избыток железа в питьевой воде оказывает негативный эффект на организм человека. Все “лишнее” железо не может усвоиться и не выводится телом целиком. Ткани и внутренние органы аккумулируют металл и при достижении определенных концентраций начинают разрушаться. [8]

1.4. рН воды

Слишком кислая или слишком щелочная вода одинаково вредна для здоровья человека. Это продемонстрировало шведское исследование колодезной воды, которое установило, что крайние значения рН приводят к возникновению проблем. Организм просто не предназначен постоянно усваивать высокощелочную воду. Именно поэтому вопрос того, какую воду вы будете пить ежедневно - является без преувеличения фундаментальным. Разумно пить воду, которая подходит организму, в том числе с точки зрения рН. [5]

Поддержание нормальной кислотности желудка также необходимо для защиты от бактериальных и вирусных инфекций. Изменение кислотной среды желудка чрезмерным употреблением щелочной воды делает вас открытыми для кишечных инфекций. [6]

Любители пить сильнощелочную воду со временем будет получать меньше минералов и питательных веществ – по сути, ряд этих последствий для здоровья уже можно увидеть у особо сильных фанатов питья сильнощелочной воды. Щелочность также потенциально является проблемой из-за своих антибактериальных свойств, ведь это потенциально может нарушить баланс полезных бактерий в организме. [9]

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. РЕЗУЛЬТАТЫ

Исследования  проводились в октябре 2021 г. на базе химико- биологической  лаборатории МОУ СШ №3 г. Тутаева «Школа открытий 76»

Для анализа была взята вода в соответствии с тем, что употребляют члены моей семьи: из скважины и бутилированную.

Скважина:  Тутаевский район деревня Копнинское,  глубина 20 метров.

Бутилированная вода «Святой источник»,  разливается в Костромской области на территории Костромской Православной Епархии (производитель IDSBorjomiRussia)

ГОСТы, использованные в процессе исследования:

Нормы качества питьевой воды СанПиН 2.1.4.1074-01: ГН 2.1.5 1315-03

Методики, используемые в работе представлены в Методических рекомендациях, приложенной к цифровой лаборатории и в Инструкции Тест-систем.

2.1. Органолептический метод

С помощью органов чувств (зрение, обоняние, вкус) я изучил различные пробы воды. В таблице представлены средние значения  (Таблица №1)

Сравнительный анализ проб воды из скважины и бутилированной при помощи органолептического метода  показал, что обе пробы не имеют отклонений от нормы и могут употребляться в пищу.

2.2. Определение pH

Для проведения эксперимента нам понадобился: мультидатчик, электроды рН и Mg-Caи доп. оборудование из штатива, мерного цилиндра и ноутбук (Приложение А)

Цель: Определить рН воды химическим методом.

 Оборудование: Пробирка. Универсальная индикаторная бумага

 Объект исследования: пробы воды из природных водоемов.

Проведение исследования.

В пробирку наливаем  немного исследуемой воды. Сухими чистыми руками берём одну полоску индикаторной бумаги и сравниваем с цветом шкалы.

Вывод.                     «Проба №1». Бутилированная вода  рН = 6,8

                                 «Проба №2». Вода из скважины рН= 7

 (Таблица №2)

Это соответствует норме.

2.3. Определение наличия ионов железа

Для определения железа мне понадобится тест-система для определения железа (II,III)

  Цель: Определить  наличие ионов железа.

 Оборудование: Пробирка. Роданид калия.

  Объект исследования: пробы воды из  скважины и бутилированной.        

Проведение исследования.

             Условия проведения реакции

1. Температура комнатная.

К 10 мл пробы воды прибавляем 1 каплю азотной кислоты, затем 2-3 капли пероксида водорода и вводим 0,5 мл роданид калия.

При концентрации  ионов железа более 2,0 мг/л появляется розовое окрашивание.

Тест-система состоит из капельницы с раствором реагента 1, сухого реагента 2, цветовой шкалы (Приложение Б).

Проба №1.  Бутилированная вода: содержание ионов железа 0,1. Это соответствует норме.

Проба №2. Вода из скважины: содержание ионов железа- 0,3.Это соответствует норме ( норма 0,3)

Из результатов следует, что  бутилированнаявода имеет наилучшие показатель (Таблица №3)

2.4. Жесткость воды

Для определения жесткости воды понадобится тест-система для определения жесткости.

Тест-система включает  в себя капельницу  с раствором реагента 1, капельницу  с раствором реагента 2, капельницу  с раствором реагента 3, таблица жесткости (Приложение В)

Вода из  скважины  наиболее жесткая  (Таблица №4)

3. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

Проведённое исследование позволило правильно оценить качество воды, которую использует моя семья. На основе полученных результатов можно рекомендовать использование воды для местного населения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Значение воды в жизни человека велико, при этом важно чтобы вода, используемая для питья и приготовления пищи была качественная. Несоответствие показателей воды нормам негативно влияет на здоровье человека.

2. Для проведения анализа была взята вода из скважины Тутаевский район деревня Копнинское,  глубина 20 метров и бутилированная  вода «Святой источник».  Моя семья для приготовления  пищи использует бутилированную воду  «Святой источник», а в летний период (когда мы живём на даче) воду из скважины.  

3. В результате проведённых анализов, установлено, что вода из скважины наиболее жёсткая, чем бутилированная. По содержанию ионов железа и рН оба образца соответствуют норме. Отличия в показателях незначительные. Органолептические показатели не имеют отклонения от нормы.

4.  Оба вида воды пригодны для питья и приготовления пищи,  но более качественной является бутилированная вода.

Гипотеза о разном качестве воды подтвердилась частично.

Более качественная вода бутилированная.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.  Кассиль Л.А. „Что такое? Кто такой?“ — энциклопедический трёхтомник для школьников» — Советская педагогика. Вып. 9-12. М. Академия педагогических наук СССР, 1990. — С. 12
2. Муравьев А.Г., Пугал Н.А., Лаврова В.Н. Экологический практикум. С-П: изд-во Крисмас+, 2017 – 175 стр
3. Муравьев А.Г. Руководство по анализу воды. Питьевая и природная вода, почвенные вытяжки. С-П: изд-во Крисмас+, 2018 – 359 стр
4. https://www.who.int/water_sanitation_health/diseases/ru/
5. https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Fwww.tiensmed.ru%2Fnews%2Fpost_new2210.htm
6. https://www.syl.ru/article/169819/new_voda-v-jizni-cheloveka-biologicheskoe-i-ekologicheskoe-znachenie-vodyi (6. 09.2021)
7. https://vodovoz.ru/article/kakaya_voda_luchshe_zhestkaya_ili_myagkaya_poleznye_kachestva_i_sovety_po_upotrebleniyu/ (22.09. 2021)
8. https://blog.titanof.ru/problemy/voda-s-zhelezom-polza-i-vred/ (12. 10. 2021)
9. http://nu-tru.ru/articles/rn-vody-tak-li-polezna-schelochnaya-voda (11.09.2021)
10. https://aquaalians.ru/burenie/podzemnye-vody(12. 10. 2021)
11. http://byrim.com/podzemnye-vody/mejplastovaya-voda.html (12. 10. 2021)

Приложение  А

Таблица №1 «Результаты органолептического метода»

Прибор – датчик для определения рН

Приложение Б

Таблица №2 « Определение кислотности воды  рН»

Тест- системы для определения ионов железа

Таблица №3 «Определение содержания  ионов железа в воде».

Приложение В

Тест системы для определения жёсткости воды

Таблица №4 «Определение жеcткости воды»

Приложение Г  

Диаграмма « Соотношение бутилированной и воды из скважины, которые  использует моя семья»