Вода - сок жизни
проект по химии (8 класс)

Филиал муниципального бюджетного образовательного учреждения

Староюрьевской средней общеобразовательной школы

 в селе Новоюрьево

Староюрьевского района   Тамбовской области

Учебно–исследовательский проект

Вода – сок жизни

Работу выполнила: ученица 8 класса

Стребкова Ольга Владимировна,

Руководитель: учитель химии

Копылова Елена Михайловна.

2018г

Содержание

Введение………………………………………………………………..

1. Теоретическая (исследовательская) часть……………………..

• Что такое вода?.............................................................................
• Откуда взялась вода на нашей планете?....................................
• Говорят, что вода - оборотень…………………………………
• Вода – компьютер………………………………………………
• Вода – целительница……………………………………………
• Почему не кончается вода на земле?.........................................
• Значение воды в жизни человека……………………………...
• И всего – то капля воды………………………………………..
• Загрязнение природных  вод…………………………………..

2. Практическая (экспериментальная) часть……………………

• Изучение состава и качества пресной воды

в селе Новоюрьево………………………………………….

• Выводы и рекомендации                                                                             по использованию пресной  воды…………………………

3. Заключение………………………………………………………
4. Список используемой литературы……………………………..
5. Приложения……………………………………………………

Введение.

   Мы знаем, что наша Земля всего лишь бесконечно малая частица вселенной, но только на ней, одной из всех обследованных человеком планет есть жизнь. А раз так, то нам надо вдвойне стараться, чтобы природа нашего общего дома не только сохранилась, а становилась все изобильнее и краше. Ведь все, что мы едим, пьем, даровано нам природой. Вся наша маленькая и большая техника – от лопаты до космических ракет – из природных материалов. Сам человек тоже часть природы и всякое неблагополучие в природе угрожает его здоровью и жизни.

   В эпоху научно - технической революции природа оказалась беззащитной перед человеком, зависимой от него. Перегораживаются плотинами реки, запускаются в космос ракеты, земную кору пронизывают глубочайшие скважины. Вольно или не вольно человек вмешивается в ход природных процессов, нарушая естественное равновесие. В результате  изменяется климат, исчезают растения и животные, прозрачные  озёра  и реки превращаются в мутные, дурнопахнущие, наполненные  ядами  и возбудителями   болезней  канавы. Поэтому   оценка  качества   питьевой  воды   в   своей  местности   является  очень   актуальной темой.

Цель моей работы: исследовать  качество пресной воды в селе Новоюрьево.

Задачи:

• Показать, что вода — уникальное природное соединение, активная среда для жизни. Она на земле играет туже роль, что и кровь в организме человека.
• Определить источники загрязнения вод нашей местности.
• Оценить пригодность воды для питья.
•  Привлечь внимание учащихся нашей школы к экологическим проблемам водного мира нашего села.

Объект  исследования:     3 пробы пресной  воды:   № 1 - из водопровода;                                                                                                                                

                                                                            № 2 – из родника;                                                                                                                    № 3 – из реки  Ситовки.

Методы исследования: физические и химические.

Место проведения эксперимента:   кабинет  химии.

Сроки проведения исследования: опыты  с образцами воды  из различных источников  проводили  на занятиях школы «Юный химик».

1.Теоретическая часть.

• Что такое вода?

   Вода – самая загадочная жидкость на Земле. Певцы древних степных народов издавна воспевали её, поэты посвящали ей удивительные строки. Даже о капле воды написано множество страниц. А ученые по сей день, как и сотни лет назад, не могут дать точного ответа на, казалось бы, несложный вопрос: что такое вода? Французский писатель и летчик Антуан де Сент-Экзюпери ответил на этот вопрос так: “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 невыразимой радостью… Ты – самое большое богатство на свете».

   Огромная роль воды в жизни человека и природы послужила причиной того, что она была одним из первых веществ, привлекших внимание ученых. До конца ХVІІI века воду считали  самостоятельным элементом, и только А.Лавуазье в 1983 году, осуществив синтез воды из кислорода и водорода, показал, что она – сложное вещество. Химическая формула воды Н2O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью.

• Откуда взялась вода на нашей планете?

    Происхождение воды на Земле столь же неясно, как и происхождение самой нашей планеты. Есть несколько гипотез того, откуда взялась вода. В одной из них ученые утверждают, что вода выделялась, как пот, из разогретого глубинного вещества (магмы) Земли в процессе его охлаждения и отвердения (кристаллизации). По данным экспериментальных исследований, магма при давлении 9-10 8 Па и температуре 1200 градусов С может содержать около 18% воды. По наблюдениям за действующими в настоящее время вулканами, магма содержит от 5 до 12% воды. Подсчеты показали, что этого количества воды, высвобождающейся из пород, вполне достаточно для образования гидросферы Земли.

• Говорят, что вода – оборотень.

    Почему её так называют? Вода – единственное вещество на земле, встречающееся в трех естественных состояниях – твердом, жидком и газообразном.

   Благодаря чему вода на нашей планете может находиться в трёх агрегатных состояниях? Это объясняется средним расстоянием от Земли до Солнца, равным 149, 6 млн. км. Если бы расстояние от Земли до Солнца составляло менее 134 млн. км, то вся вода океанов, морей и рек испарилась бы. Увеличение расстояния между Землей и солнцем до 166 млн. км и более привела бы к тому, что жидкой воды на нашей планете не осталось бы - она полностью превратилась бы в лед.

• Вода – компьютер.

   Ученые различных стран давно изучают феномен воды как самой обыденной и, в то же время, самой загадочной жидкости на Земле. В частности, российские ученые во главе с доктором биологических наук, заведующим лабораторией при Министерстве здравоохранения РФ Станиславом Зениным выяснили, что вода обладает свойством считывать информацию из окружающей среды в виде электромагнитных колебаний и «запоминать» ее. Молекулы воды при этом перестраиваются, меняя свою геометрию.

   Еще более сенсационные результаты исследований в подтверждение тому, что мысли, слова, музыка воздействуют на молекулярную структуру воды, нашел японский ученый, доктор наук по проблемам альтернативной медицины Масара Ямото. Он наглядно продемонстрировал, как меняется вода при различных влияниях окружающей среды. К сосуду с дистиллированной водой прикрепили бумажку со словами, содержащими положительные эмоции, и спустя некоторое время замораживали и рассматривали воду под электронным микроскопом.

   В результате замороженные кристаллы приобретали форму красивой снежинки. Когда надпись менялась на несущую угрозу, резко менялась и структура воды: она превращалась в жуткий хаос.

   Вода «записывает» все, практически любое воздействие. В результате получается новая структура воды. И таких построений может быть великое множество – в зависимости от воздействия.

   Так что в совокупности вода является живой информационной системой, своеобразным биологическим компьютером.

• Вода – целительница.

   Вода – сильнодействующее лекарство, она способна помочь человеку избавиться от многих недугов. Есть источники, к которым едут, чтобы вылечить сердце, печень, суставы и другие органы, чтобы улучшить общее самочувствие. И таких источников множество: Источник Иоанна Богослова в Рязанской области, Источник Оптиной Пустыни в Калужской области, Источник Сергея Радонежского в Московской области.

   Несмотря на то, что он был обнаружен сравнительно недавно, слава о его потрясающей силе быстро облетела практически все районы Черноземья. Утверждают, что эта вода может помочь при любой даже самой запущенной болезни.

   В нашем селе тоже есть родничок, люди прозвали его «Святой колодец»^[1]. Словно ленточка хрустальная, бежит, журчит,  переливается. Вода студеная, а вкусная – оторваться невозможно! Хоть скулы сводит, а хочется пить её и пить. Потом такая необыкновенная легкость во всем теле появляется, кажется, в небо взмыть можно! Эта чистая, прозрачная родниковая вода не только утоляет жажду, но и излечивает многие болезни, ибо богата ионами серебра и различными полезными минералами. Вот уже около 20 лет люди ухаживают за родником, следят за деревянным срубом, ремонтируют его. Местные жители относятся к ней, как к родной святыне.

• Почему не кончается вода на Земле?

   Большая часть всей воды на нашей планете сосредоточена в морях и океанах. Запас пресной воды составляет всего 2 %. Значительная  часть пресных вод (85 %) сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Ледники покрывают около 10% площади всей суши. Морские льды охватывают почти 23% поверхности Мирового океана; льдами покрыты крупнейшие острова мира – Гренландия и весь Антарктический континент.

Немалые запасы пресной воды формируются в горных ледниках нашей страны, общая площадь которых достигает 82 кв.км. Только в ледниках Кавказа аккумулируется более 140 куб.км пресной воды. Более 95% озер -пресные. Основные запасы озерных вод сосредоточены в 16 крупных озерах. Главный резервуар пресной воды в нашей стране – озеро Байкал.

   Возобновление пресных вод происходит в результате круговорота воды. С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным, т.к. к простому явлению физического испарения (превращения воды в пар) добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью живых организмов. К тому же роль человека по мере развития его деятельности становиться все более значительной в этом круговороте.

   Давайте вспомним, каким образом происходит круговорот воды в биосфере.

   Вода выпадает на поверхность Земли в виде осадков, образующихся из водяного пара атмосферы. Часть выпавших осадков испаряется с поверхности и возвращается в атмосферу в виде водяного пара. Другая часть воды проникает в почву, всасывается корнями растений, а затем -  пройдя, через растения испаряется. Третья часть просачивается в глубокие слои подпочвы до водоупорных горизонтов, пополняя подземные воды. Четвертая часть в виде поверхностного, речного и подземного стока стекает в водоемы, откуда также испаряется атмосферу. Последняя часть используется животными и потребляется человеком для своих нужд.                                                                                                                                                       Вся   испарившаяся и вернувшаяся в атмосферу вода конденсируется и вновь выпадает в качестве осадков. Полный цикл круговорота воды в атмосфере продолжается 10 дней, в реках – 20 дней, озерах и водохранилищах – 7 лет, океане – 300 лет.

    Итак, одним из основных путей круговорота воды, является ее испарение, после того как она, поступая в почву, всасывается корнями растений и проходит через растения. Биологическое испарение, осуществляемое растениями для поддержания их жизнедеятельности, называется транспирацией.

   Количество воды, выделяющееся в результате транспирации, зависит от вида растений, типа растительных сообществ, их биомассы, климатических факторов, времени года и других условий. Интенсивность транспирации и масса испаряющейся при этом воды могут достигать весьма значительных величин.

   Например, у лесных сообществ (с мощной фитомассой и большой листовой поверхностью) транспирация в целом сравнима с испарением океана и нередко даже превышает его. В среднем для растительных сообществ умеренного климата транспирация составляет от 2000 до 6000 м3 воды в год.

• Значение воды в жизни человека.

     Кровь Земли – это вода, а кровеносные сосуды – реки, речушки, ручьи. И это не просто красивая метафора. Вода на земле играет туже роль, что и кровь в организме человека, и, как недавно заметили ученые, структура речной сети очень похожа на структуру кровеносной системы человека. «Возница природы» - так называл воду великий Леонардо да Винчи.

   К примеру,  вода составляет около 70 % общей массы тела человека. Выделения организма также содержат большое количество воды. В организме человека вода распределяется следующим образом: 50% содержится в мышцах, 13 % - в костях, 5% - в крови, 16 % - в печени, 0,4% - в селезенке..

   В организме человека постоянно происходит обмен веществ. При этом   вода разлагается на составляющие ее элементы:

*  из легких она выходит в форме пара – 600 г в сутки;

* в виде пота она выделяется из 3 миллионов пор, расположенных на поверхности тела,                 - 600 г;

* из мочевых органов – 1300 – 1500 г;

* из прямой кишки – 1100 г

    Средняя суточная норма выделяемой воды у человека около 3500 г.

 Бесспорно, что у каждого человека это количество индивидуально, поэтому для обеспечения нормального обмена веществ каждый должен принимать столько жидкости, сколько выделилось из организма.

   Запомните: тот, кто не пьёт воды, позволяет отходам скапливаться в клетках и сосудах, ускоряет возникновение различных болезней – таков закон жизни.

   Вода способствует самоочищению организма, регулирует температуру тела в соответствии с внешней температурой окружающей среды, играет  активную роль в обмене жира, выгоняя жир через пот и поддерживая, таким образом, постоянство обмена веществ, поддерживает кислотно-щелочное равновесие, кроме того, вода участвует во всех протекающих в организме химических реакциях.

   Выпитая в достаточном количестве вода способствует уменьшению числа бактерий в кишечнике. В результате обмена веществ образуется огромное количество вредных веществ; без воды пищеварительная система поглощает эти вредные вещества. Для того чтобы не допустить отравления организма, происходит сужение сосудов, в результате чего повышается давление. Это не болезнь, как обычно считают, а работа целительных сил природы.

   Питьевой режим – это наиболее рациональный порядок потребления воды в течение суток. Хорошо отрегулированный питьевой режим создает благоприятные условия для жизнедеятельности организма и помогает правильно отрегулировать водно – солевой обмен. Бессистемное, беспорядочное питье приводит к дополнительным нагрузкам на сердце, ухудшает пищеварение, ведет к быстрой утомляемости.

   Количество потребляемой воды зависит от многих факторов. Здесь играют роль и возраст, и физическая активность, и климатические факторы, и условия труда. Питьевая норма в средних районах России с умеренным климатом составляет 2,5 – 3 л в день.

• И всего-то капля воды…

   Действительно, вода – самое большое богатство, без которого ни один человек не сможет прожить более 3-х – 5-ти дней. Но иногда люди забывают про это богатство и разбазаривают её по пустякам.

   Открывая утром водопроводный кран, чтобы умыться, мы, конечно, не задумываемся всякий раз, что неиссякающая бодрящая струя рукотворна. Не вспоминаем, что, прежде чем попасть в наш дом, вода прошла путь от незаметного в лесу родничка, по речушкам и рекам, через резервуары водохранилищ, сложнейшие системы перекачивающих и очищающих сооружений, созданные руками человека.

   Вот в этом – то и парадокс: именно сам человек, создавший все блага своим трудом, дома, становясь потребителем этих благ, проявляет порой расточительность!

   Я провела простейший опыт: тонкой струйкой вытекала вода из неплотно завернутого водопроводного крана.  Под струйку поставила 250 – граммовый стакан. Через 45 секунд он был наполнен прозрачной, чистой питьевой водой. Взяла карандаш и в столбик подсчитала: в час, получается, в канализацию утекло 80 стаканов, или 20 литров воды. В сутки соответственно 480 литров. Из одного только крана!

   Мы слишком много расходуем воду впустую: около 21 % питьевой воды в стране уходит без применения прямо в канализацию. В масштабах нашей страны только на подачу нерационально расходуемой воды ежегодно затрачивается электроэнергия, равная выработке Днепрогэса.

      И еще одна впечатляющая цифра. За счет экономии в быту воды можно было бы сберечь за пятилетку 2,5 миллиарда рублей. Замечу, речь идет не о сокращении потребления воды, а только лишь о том, чтобы прекратить бесцельно сливать ее в канализацию.

• Загрязнение природных вод.

   Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.

Основные источники загрязнения:

• нефть и нефтепродукты;
• тяжелые металлы (ртуть, свинец, цинк, кадмий, марганец, медь и др.);
•  радиоактивные элементы;
• ядохимикаты;
• стоки животноводческих ферм.

   Тревогу мирового сообщества вызывает загрязнения мирового океана. Ежегодно в тихий океан попадает более 9 млн. т. отходов, в Атлантический – более 30 млн. т. В Мировой океан ежегодно поступает 13 – 14 млн. т. нефтепродуктов. Одна капля нефти покрывает 20 м2 поверхности; по данным космической съемки, около 30 % поверхности мирового океана покрыто нефтяной пленкой.

   Воды загрязняются не только нефтепродуктами. Балтийское, Северное и Ирландское моря сильно загрязнены моющими средствами. Отравлены воды Балтийского, Северного и Черного морей в ряде прибрежных акваторий, там зарегистрировано повышенное содержание ртути и свинца.

   На территории России 24 тыс. предприятий выбрасывают вредные вещества в водоемы. Качество воды основных крупных рек России оценивается как неудовлетворительное. Это связано с неудовлетворительной работой очистных сооружений из-за технической отсталости и малой мощности либо с их отсутствием. Около 80 % сточных вод, сбрасываемых предприятиями в реки, не подвергается очистке. В воду попадают излишки удобрений с полей, вызывающие эвтрофикацию водоемов: изменяется химический состав воды, бурно разрастаются водоросли, нарушается биологический круговорот веществ.

   Я  определила источники загрязнения вод нашей местности. В основном это бытовой мусор, трупы  животных, стиральный порошок. Нередко вблизи водоемов моют машины и мотоциклы. Это приводит к попаданию  в речную воду бензина и масла. Кроме того,  стирают у речки ковровые изделия, что тоже загрязняет воду.

   Около прудов и реки «Ситовка» часто пасутся животные. Места водопоя не огорожены, животные пьют прямо из водоемов. Все  эти и другие загрязнения вызывают зарастание водоемов.

1. Практическая часть.

•  Изучение  состава и качества пресной воды в селе Новоюрьево.

   Изучая свойства воды, я  провела исследования. В своей работе я использовала доступные методы определения качества воды.

   Для этого  взяла пробы водопроводной, речной (из реки «Ситовки»), родниковой (из «Святого колодца») воды. В своей работе я  определяла температуру, цвет, вкус, жесткость, рН.

   Получила следующие данные:  

Физические свойства опытных образцов.

Таблица № 1.

Химические свойства опытных образцов.

Таблица № 2.

Измерения температуры и pH опытных образцов.

                                         Таблица №3.

Среда  растворов.

                кислая                             нейтральная                            щелочная

 ( рН  меньше   7)                     ( рН около 7)                        ( рН  больше  7 )

   На основе этих данных я сделала выводы: вода водопроводная, речная, родниковая соответствует норме по своим показателям. Но самая чистая и прозрачная вода - родниковая.

   Обратившись в коммунальную службу (холодное водоснабжение) нашего  района, я узнала, что в питьевой воде нашей местности содержится мало йода, фтора:

Йода- ниже 0,5 мг/л     (норма- 5-10 мкг/л)

Фтора- 0,48 мг/л           (норма- не менее 1,2 мг/л)

   Низкое содержание  йода в воде приводит к заболеванию щитовидной железы, а недостаточное количество фтора – к кариесу зубов.    

   Очень низкое содержание в наших водах калия - от 1,2 до 5,1 мг/л при норме  200мг/л. Такое низкое содержание калия так же отрицательно сказывается на сердечно - сосудистой деятельности. Содержание натрия в водах нашего района выше нормы.

Рекомендации   по использованию  пресной воды  разных  источников.

1. Рекомендую  питьевую  воду из  любых   исследованных мной   источников использовать  после  определенных  профилактических  мероприятий:   отстаивание, кипячение, фильтрование.

2.  В системах  из старых  железных труб   вода  застаивается и насыщается соединениями   железа (ржавая вода), что отрицательно сказывается  на желудочно – кишечный  тракт. Рекомендую  замену  таких труб на нержавеющие  пластмассовые трубы.

3. Водопроводная вода – жесткая. Рекомендую  доступными способами ( кипячение, добавление  соды и др.) смягчать воду  с целью предотвращения  образования  кальциевых  отложений,  закупорки сосудов, образовании  тромбов.

4. Воду из реки Ситовки рекомендую  использовать в технических  и бытовых целях.

2. Заключение.

   Сохранение экологического баланса воды не должно ограничиваться только  празднованием 22 марта Всемирного дня водных ресурсов. Больше нельзя игнорировать безрассудное и губительное вмешательство человека во все сферы природы.

   Без решительных и конструктивных мер невозможно будет предсказать будущее человечества. Природа дает нам все блага для существования, и она требует разумного и бережного к себе отношения, к ее богатствам, которые не беспредельны.

   В связи с этим я предлагаю:

• беречь и экономить питьевую воду за счет установки в квартирах счетчиков и использования водосберегающих домашних технологий мытья посуды и стирки;
• разрабатывать безводные технологии;
• правильно размещать предприятия;
• очищать сточные воды;
• следить за санитарным состоянием родников и колодцев;
• строить современные очистные сооружения;
• расширить научно – исследовательские работы по наиболее важным проблемам охраны природы;
•  улучшить  подготовку учащихся школ в области экологии, подготовку и выпуск в более широких масштабах высококвалифицированных специалистов этого профиля, способных умело, по – хозяйски вовлекать в дело огромные природные ресурсы.

Список используемой литературы.

1. «Библиотечка газеты «Народный доктор»: «Домашняя энциклопедия здоровья», № 1(17), февраль 2006 г.
2.  «Мир воды», В.Ф.Дерпгольц, Ленинград «Недра», 1979 г.
3. «Подземные воды – наше богатство», Н.И. Плотников, Москва «Недра», 1990 г.
4. Вестник ЗОЖ, № 1 (327), 2007 г.
5. «Законы здоровья», М. Гогулан, Санкт – Петербург «Вектор», 2007 г.
6. «В союзе с природой», Л.И. Грехова, Москва – Ставрополь, 2002 г.
7.  «Краткий справочник преподавателя естествознания»,                                П.И. Боровицкий, Ленинград, 1955 г.

Приложение 1.

Родник «Святой колодец» в селе Новоюрьево.