Исследовательская работа на тему: «Оценка качества питьевой и озерной воды села Кундравы»
творческая работа учащихся по химии (10 класс) на тему

                                                                       Районная конференция исследовательских работ

                                                                                Исследовательская работа

                                                     « Оценка качества питьевой и озерной воды села Кундравы»

                                                                                           Выполнила:

                                                                                      Ученица 11 класса

                                                 МОУ «Кундравинская средняя общеобразовательная школа»

                                                                                    Кузьмина Кристина

                                                                         Руководитель: Мещерякова Ю.Н.

                 2013 год

Содержание:

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1. Свойства воды.
2.  Вода на службе у человека.
3. Основные загрязняющие вещества водных ресурсов.
4. Очистка питьевой воды в домашних условиях.
5. Очистка водоемов.
6. Экологическое состояние питьевой и озерной воды в нашем селе.
7. Социологический опрос.

Глава 2. Экспериментальная часть. Методика исследования.

2.1. Исследование проб воды методом биотестирования.

2.2. Результаты.

3. Заключение.

4. Список литературы.

5.Приложение.

Введение

                                                                                                                                                              Нет на Земле напитка лучше,

чем стакан  чистой  холодной воды.

В. Песков

Актуальность темы: Вода главный компонент жизни. Она необходима для жизнедеятельности растений и животных. Поэтому, необходимо ее изучение. В 2011 году мы представляли исследовательскую работу «Оценка качества питьевой воды». В этом году продолжаем изучение этой интересной темы.

Цель - узнать о качестве питьевой и озерной  воды  в  селе Кундравы.

Задачи

       Узнать мнения о чистоте воды представителей санэпидстанции;

       Изучить роль воды в жизни человека;

       Узнать, как очищают воду;

       Провести опрос населения и эксперимент; 

       Построить диаграммы, таблицы по результатам опроса, эксперимента;

Объект исследования: экология.

Предмет исследования: качество воды и ее свойства

Методы исследования. Нами использовались следующие методы исследования: анкетирование; наблюдение; сравнение; анализ; обобщение, работа в  сети Интернет, эксперимент.

Глава 1.

1. Свойства воды.

             Поверхность Земли, занятая водой, в 2,5 раза больше поверхности суши. Чистой воды в природе нет, - она всегда содержит примеси. Получают чистую воду методом перегонки. Перегнанная вода называется дистиллированной. Состав воды (по массе): 12 частей водорода и 88  кислорода.

Вкус воды зависит:

- от минерального состава;

- от наличия в ней органических веществ и интенсивности их разложения;
          - от температуры воды и наличия газов атмосферного воздуха.
Повышенное содержание сульфатов придает воде горьковатый привкус, хлоридов - соленый вкус, солей железа и марганца - чернильный, железистый привкус. Наибольший освежающий эффект вода имеет при температуре 7-11º C. При температуре воды выше 15 º C снижаются ее вкусовые свойства, и она плохо утоляет жажду.
Питьевой считается вода, пригодная к употреблению внутрь, доставляемая для нужд населения и отвечающая регламентированным критериям качества.

2. Вода на службе у человека.

         На долю воды приходиться примерно 70% поверхности земного шара, а мир страдает от жажды, потому что основная масса воды солёная.  В ней столько соли, что можно покрыть всю сушу слоем 200м. Пресной же воды совсем немного.

Из общего количества всей воды на Земле примерно 94%, составляет соленая вода морей и океанов. Пресную воду можно взять в малодоступных местах в виде ледников и подземных хранилищ. Но она потребуют предварительной очистки.

   Более четверти человечества страдает от недостатка пресной воды. Нам трудно себе это представить, но в целом ряде стран Европы и Америки вводят норму на питьевую воду, продают ее в бутылках в   магазинах. Голландия – чистую воду завозит из Норвегии в количестве десятков тысяч тонн.   Разрабатываются проекты  транспортировки айсбергов из Антарктиды или использование ледников Гренландии.

Все это заставляет взглянуть по-иному на то богатство – воду, с которой мы небрежно обращаемся каждый день и постоянно размышлять над проблемами сохранения и экономичного использования чистой воды. Бережное отношение к воде в бытовых условиях должно сопровождаться её экономным расходованием. Достаточно вспомнить, какое огромное количество чистой воды тратится впустую, когда мы умываемся. Мы подсчитали, из неисправного крана в сутки вытекает 300 л воды -1 стакан за минуту.

3. Основные загрязняющие вещества водных ресурсов.

В окружающую среду выбрасывается до 400 тыс. различных химических веществ. Из них наибольшую опасность для водоемов представляют примерно 800. Наиболее вредными химическими загрязнителями является нефть и нефтепродукты, пестициды, тяжелые металлы

Водоемы имеют замечательное свойство: самоочищение водоемов - это сложный процесс, при котором происходит разрушение компонентов загрязнения. Но водоемы не справляются сами с очищением из-за активной деятельности человека. Так для производства 1 тонны стали требуется 25 кубометров воды, искусственного шелка - 400 кубометров, бумаги - 1000 кубометров. Огромное количество воды требуется теплоэлектростанции. Станция мощностью 300 тысяч киловатт расходует 120 кубометров воды в секунду. Засоренные  воды сбрасываются в реку, что делает ее непригодной для использования в хозяйственной деятельности.

  Содержание в воде нефтепродуктов свыше вызывает гибель рыбы, нарушает развитие икры. Нефть опасна для крупных морских животных, китов, тюленей, дельфинов.

Одним из распространенных загрязнителей водоемов являются   вещества, которые используются в качестве моющих средств. Они способствуют образованию опухолей.  Исследователи утверждают, что эти вещества покрыли слоем пены многие европейские реки. Их обнаруживают даже в питьевой воде. Они не поддаются очистке. Поэтому ученых стараются их заменить.

  Пестициды (ядохимикаты, химические средства защиты) и минеральные удобрения находятся в числе  загрязнителей водоемов, которые  приводят к недостатку кислорода в воде,  гибели рыбы.

Загрязнения воды вызывают ухудшение состояния здоровья, рак, кариес, эпидемии, умственную отсталость и другие заболевания

4. Очистка питьевой воды в домашних условиях.

В современном мире существует масса способов для очистки воды в домашних условиях. Это и «бабушкины» методы с использованием кремния, шунгита и других минеральных камней и более современные варианты, заключающиеся в использовании специальных систем фильтрации, начиная от обычного фильтра-кувшина и заканчивая сложноуровневыми механизмами, позволяющими добиться идеально чистой питьевой воды. Способы очистки воды можно разделить на два способа:

  очистка с использованием фильтров;

  очистка без использования специальных фильтров.

Очистка воды с использованием системы фильтрации

Сегодня выпускается огромное количество фильтров для очистки водопроводной и артезианской воды, среди них и фильтры-кувшины и  проточные фильтры для очистки водопроводной воды. И одни и вторые имеют фактически одинаковое строение. Проточные фильтрационные системы - это по сути те же угольные фильтры, но не автономные как в случае с кувшинами, а встроенные в водопроводную систему. Основным отличием от кувшинных фильтров является большой ресурс использования сменных картриджей и наличие отдельного крана для воды. Эти системы требуют монтажа, однако с этой задачей справится любой мужчина, так как производители прилагают подробную инструкцию для проведения установочных работ. Единственное, что потребуется – это выпиливание отверстия в «бортике» кухонной мойки или в самой столешнице.

Очистка воды без использования специальных фильтров

Этот вариант очистки воды является сейчас самым популярным среди россиян. При этом этот способ наиболее доступен, так как для очищения воды не требуется приобретения каких-либо дополнительных устройств. Понадобиться обычная кухонная посуда! 

Самыми распространенными способами очистки являются:

• кипячение;
• отстаивание;
• вымораживание.

Кипячение

Нас еще с детства приучали пить только кипяченую воду. Только такой обработки вода была пригодна, по мнению наших родителей к использованию. Процесс кипячения уничтожает вирусы, болезнетворные микроорганизмы и бактерии, удаляет хлор и другие вещества, как аммиак, радон и др. Кипячение, безусловно, помогает очистить воду, но при этом существенно меняет ее структуру. Вода, по сути, становится «мертвой», так как происходит уничтожение не только вредных веществ и примесей, но и испарение кислорода. Длительное кипячение «убивает» патогенную сферу, но в тоже время делает воду абсолютно бесполезной для человеческого организма. К тому же при кипячении часть воды испаряется, что увеличивает концентрацию в остывшей жидкости солей, которые отлагаются на стенках чайника в виде пресловутой накипи и извести, а затем благополучно попадают в организм при последующих употреблениях воды из чайника. Соли, накапливаясь в организме, приводят к самым различным заболеваниям, начиная от обычных болей в суставах и заканчивая образованием камней в почках и циррозу печени, инфарктом и другими негативными последствиями для здоровья. Помимо этого многие вирусы не погибают при кипячении, а благополучно выживают даже при очень высоких температурах. К тому же учеными подтвержден факт образования в воде во время кипячения хлороформа (производного обычного хлора), который оказывает патогенное воздействие на организм и приводит к образованию раковых клеток.

Отстаивание

Этот процесс необходим для частичного удаления хлора из водопроводной воды. Для этой процедуры воду наливают в большое ведро, оставляют ее в нем на несколько часов. Если не перемешивать воду, то удаление хлора произойдет приблизительно с 1/3 глубины от поверхности. Эффект будет только в случае строгого следования данной методике. Так как этот способ удаляет только часть хлора, но не удаляет вирусы и бактерии, воду в любом случае придется кипятить.

Вымораживание

Этот способ применяется для более эффективной очистки водопроводной воды благодаря ее кристаллизации. Вымораживание намного эффективнее кипячения и отстаивания, но чтобы получить в результате этого способа действительно чистую воду, придется следовать разработанным методикам. Это не простое, как многие полагают, замораживание и размораживание воды. Способ вымораживания заключается в следующем: во время замерзания жидкости в самом холодном месте кристаллизуется основное вещество, а в самом холодном месте затвердевает все, что было до этого растворено в основном веществе. Это явление легко можно увидеть на примере горения восковой свечи – когда она потухает, то место подальше от фитиля практически прозрачное, а место около фитиля (в середине) загрязнено сажей. Именно, исходя из этого, и замерзает вода.

Самое  главное – обеспечить медленное замораживание воды. Когда вода замерзнет, то на первый взгляд кажется, что по структуре она вся одинаковая, но на самом деле вода в центральной части сосуда (посередине) не пригодна для дальнейшего употребления – ее необходимо аккуратно удалить. Для этого следует замерзшую воду вынуть аккуратно из сосуда и центральную часть подставить под струю теплой воды и дождаться образования в центре замерзшей воды отверстия. По внешнему виду это напоминает «пончик». Как только сердцевина растает можно смело положить оставшийся лед в емкость и дождаться полной его размозорки – вода готова к употреблению. Структура такой воды будет намного лучше водопроводной, но не настолько идеальной, как этого хотелось бы.

5. Очистка водоемов.

Озеро со стоячей или слабопроточной водой нуждается регулярном уходе. Без этого происходит разрастание водной растительности, вода начинает цвести, заиливается дно. Обычно санитарная очистка озера выполняется один раз в год. Глубокую уборку необходимо проводить не реже одного раза в 10 лет.

Производство работ по очистке прудов и озер может производиться несколькими методами:

- Вручную, когда возможно удаление ила и донного сора после осушения с применением ручного труда, либо с привлечением водолазов при работе под водой. Применяется, как правило, при очистке озер малых размеров, прудах с затрудненным подходом для техники, малых участках акваторий.

- Канатно-скреперным способом, с использованием лебедок и трелевочных машин. Используется на небольших водоемах и малых реках.

- С применением стандартной механизации: экскаваторов на колесном и гусеничном ходу, бульдозеров, грузоподъемных механизмов и прочей техники, широко применяемой в строительстве.

- С привлечением специализированной механизации: техники на болотном ходу, специализированных плавающих амфибий. Возможно применение на всех типах водоемов. 

- Средствами технического флота: плавкранами, плавучими манипуляторами, судами-тралами, землечерпальными снарядами различных видов. Данный метод обычно используется при работе на реках, протоках, затонах, водохранилищах, то есть очистке акваторий открытого типа.

- Способом гидромеханизации, с использованием землесосных земснарядов, эжекторных машин. Применяются на всех типах водоемов, при необходимости транспортировки донных отложений на расстояние с помощью трубопроводов.

6. Экологическое состояние питьевой и озерной воды в  нашем селе.

Мы решили узнать, что думают представители санэпидемстанции о качестве воды. В санэпидемстанции г. Чебаркуля на наш вопрос о качестве воды  ответила инспектор Малявкина Надежда Михайловна, она сказала, что питьевая вода (1 категория - питьевое водоснабжение) соответствует  нормам, и население  может пить гарантированно качественную воду.

По поводу озерной воды (2 категория - водоемы) Надежда Михайловна рассказала, что последнее исследование проводилось в 2011 году. Микробиологические и химические показатели очень хорошие, небольшое превышение железа (0,38 мг/л), предельно допустимая концентрация железа в воде 0,3 мг/л. И озеро с. Кундравы по качеству воды находится в числе  лучших в Чебаркульском районе.

На берегу озера весной  2012 года появились таблички « Купание запрещено!». Многие жители стали предполагать, озеро считается очень загрязненным и непригодным для купания. Мы сходили в администрацию с. Кундравы и Глава сельского поселения Король Виктор Михайлович объяснил нам, что таблички появились по причине того, что нет специально оборудованных мест для купания населения.

7. Социологический опрос.

Для того чтобы выяснить какую  воду употребляют жители нашего села мы провели социологический опрос среди школьников и взрослого населения нашего села.

Мы задали  ряд вопросов: Что вы думаете о качестве питьевой воды? Вы пьете сырую воду? Какую воду вы пьете чаще? Ваши предложения по улучшению качества воды. Что вы думаете о качестве воды в озере с. Кундравы? И вот что получилось. Опрошено 50 человек: 25 школьников, 25 взрослых. Результат опроса показал, что половина населения 52 % употребляют сырую воду. На вопрос какую воду вы чаще пьете, 14 человек из пятидесяти  указали кипяченую, 3 человека профильтрованную, и 26 сырую. При опросе о качестве воды, выяснилось, что более 25 человек из 50 считают, что надо улучшить систему очистки: использовать бытовые фильтры, провести замену всего водопровода, а не отдельных его участков, производить ремонт на ,25 человек считает, что надо чаще проверять воду на пригодность к использованию.

Качеством озерной воды недовольны 98 % опрошенных жителей с. Кундравы, большинство считает, что озеро необходимо приводить в порядок. Проводить работы по очистке  берега озера от мусора, производить очистку дна от ила и водорослей. Оно становится похожим на болото, по той причине, что некоторые участки у берега заболочены, вода очень мутная, так как заилены родники. Вода застаивается и появляется « болотный» запах озерной воды.

Исходя из результатов, проведенного анкетирования, нами сделан вывод о том, что данная проблема актуальна и важна для каждого из нас. Система водоснабжения села нуждается в капитальном ремонте, поэтому каждый должен очищать воду в домашних условиях. Необходимо также ежегодно производить очистку берега озера от мусора, один раз в 5-10 лет очищать озеро от растительности и ила.

Глава 2. Экспериментальная часть. Методика исследования.

2.1. Исследование проб воды методом биотестирования.

Использованная методика:

Мы использовали методику, составленную  на основе научной работы «Исследование снега методом  биотестирования» (Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11 кл.: Школьный практикум.- М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. – 112с.:ил.).

Оборудование и реактивы:

• семена кресс-салата (одинаковые по размеру, одного урожая)
• чашки Петри
• пробы водопроводной, родниковой и озерной воды.
• Вата или марля.

Методика исследования.

Кресс – салат как биоиндикатор для оценки окружающей среды.

                                                                                             Характеристика кресс – салата.

Кресс-салат (синонимы: огородный перечник): однолетнее растение семейства Крестоцветных. Широко распространен в Закавказье, особенно в Грузии. В пищу используются молодые листья, с терпким вкусом, так как содержит горчичное масло.

   Кресс-салат - однолетнее овощное растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы и воды тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей. Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян).

Кресс-салат как биоиндикатор удобен еще и тем, что действие стрессоров можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади рабочего места (чашка Петри, кювета, поддон и т. п.). Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресс-салата прорастают уже на третий - четвертый день, и на большинство вопросов эксперимента можно получить ответ в течение 10  суток.

Ход работы:

1. В феврале  осуществить отбор проб воды из озера, родника  и  водопровода.
2. Воду использовать  для проращивания семян – по 10 шт.  в каждую пробу.
3. На смоченную водой вату  в чашки Петри поместить по 10 семян кресс-салата.
4. В ходе наблюдения за проростками учитывать количество пророщенных семян, процент всхожести семян, с помощью миллиметровой линейки измерять общую суммарную длину  корней проростков в каждой пробе.
5. В течение 8-10 дней вести наблюдения за проростками, результаты занести в таблицу.
6. Результаты эксперимента отобразить в таблицах и диаграммах. Сделать вывод о влиянии химических веществ на развитие проростков растений - индикаторов. В качестве контрольного образца использовали родниковую  воду, не содержащую токсические вещества.

                                                                                      Практическая часть.

Экспериментальный этап работы  был поставлен в феврале  2013 года.  

Проба № 1 – Водопроводная вода;

Проба № 2 – Озерная вода;

Проба № 3- Родниковая вода.

На  второй день эксперимента семена начали прорастать.

В зависимости от результатов опыта субстратам присваивают один из четырех уровней загрязнения

1. Загрязнение отсутствует

Всхожесть семян достигает 90-100%, всходы дружные, проростки крепкие, ровные. Эти признаки характерны для контроля, с которым следует  сравнивать опытные образцы.

2. Слабое загрязнение

Всхожесть   60-90%. Проростки почти   нормальной длины, крепкие, ровные.

3. Среднее загрязнение

Всхожесть 20-60%. Проростки по сравнению с контролем   короче тоньше. Некоторые проростки имеют уродства,

4. Сильное загрязнение

Всхожесть семян очень слабая (менее 20%), Проростки мелкие и уродливые.

2.2.  Результаты:

Высокая всхожесть семян (98-100 %) была отмечена в  пробе № 2. Всхожесть семян (80 %) была отмечена в пробе № 1 (слабое загрязнение). Проба № 3 (100% всхожесть семян) – контрольная. (См Приложение. Таблица № 1 «Скорость прорастания семян кресс – салата»).

Можно сделать вывод об отсутствии химического загрязнения в озерной воде. Слабое загрязнение обнаружилось в водопроводной воде.

3. Заключение. 

Выводы. 

В наши дни водная проблема стала одной из самых важных. По результатам нашего исследования качество питьевой  воды соответствует нормам по данным  санэпидстанции г. Чебаркуля. В результате проведения эксперимента мы выяснили, что водопроводная вода имеет слабое загрязнение, поэтому необходимо её очищать в домашних условиях или использовать родниковую воду. Также определили, что в озерной воде не содержится химических веществ, загрязняющих воду. Но все же озеро нуждается в ежегодном уходе, очистке, иначе со временем может произойти заболачивание озера. Чем уже недовольны большинство опрошенных жителей села.

Мы привыкли к воде и часто забываем о том, что вода - это самая большая драгоценность на Земле. Но запасы воды не безграничны. Если исчезнет вода – исчезнет и жизнь. Наша планета станет такой же безжизненной  планетой, как и другие планеты в солнечной системе. Пока ещё не поздно, нам надо сделать всё необходимое для сохранения водоёмов и спасти нашу голубую планету, а значит и нас самих.

Предлагаем ряд охранных мероприятий (рекомендаций):  

1. Следить за использованием  воды из источника, проверенного и допущенного санэпидстанцией;
2. Использовать бытовые  фильтры для очистки воды от примесей или отстаивать, кипятить, замораживать. По возможности использовать родниковую воду;
3. Не сбрасывать в озеро  и не складировать на берегу  бытовой  мусор;
4. Не мыть автотранспортные средства  у озера;
5. Проводить ежегодные  мероприятия по очистке берега  озера от бытового мусора, один раз в 10 лет очищать дно озера от ила и излишней растительности;
6. Необходимо охранять водные богатства, рационально и бережно их использовать.

4. Список литературы:

1. Следим за окружающей средой нашего города».Авторы: С.Е.Мансурова, Г.Н.Кокуева. Издательство: «ВЛАДОС», Москва 2001 год.
2. « Качество питьевой воды жилых помещений и здоровье человека». Автор: Красноянский М.Е. Издательство: Пермь,2003 год.
3. « Химикаты в питьевой воде». Автор: Тофт П. Издательство: « Здоровье мира», 1993 год.
4. Книга для чтения по охране природы: Для учащихся  сред. шк./Сост.А.Н.Захлебный. – М.:Просвещение, 1986. – 175 с., ил.

Интернет-ресурсы:

1. http://pelykan.ru/ochistka_ozera
2. http://www.fls-gidrostroy.ru/?ochistka-vodoemov
3. http://www.watermap.ru/articles/ochistka-vody-v-domashnih-uslovijah
4. http://chistaya-voda.info/home_clear/home_clear/

5. Приложение.

Таблица № 1 «Скорость прорастания семян кресс – салата».