3.2. Методика проведения экспериментальной части.

Дата: 2025-05-21; Просмотры: 14

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 65 с углубленным изучением английского языка» г. Перми

Краевая НПК «Шанс»

Академия естественных наук

ПРОЕКТ

Изучение состояния питьевой воды в родниках Кировского района г. Перми

Автор работы:

Власова Александра Сергеевна

Руководитель:

Салахова Светлана Владимировна,

учитель биологии

г. Пермь, 2021 год

Паспорт проекта

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1. Введение………………………………………………………………………....4

1.1. Актуальность……………………………………………………………..4

1.2. Цели и задачи проекта…………………………………………………...5

2. Теоретическая часть……………………….……………………………………7

2.1. Экологическое состояние питьевой воды………………………………7

2.2. Экологическое состояние питьевой воды Пермского края……………9

3. Экспериментальная часть……………………………………………………..11

3.1. Критерии качества воды. Требования СанПиН……………………….11

3.2. Методика проведения экспериментальной части....…………………..13

3.3. Результаты проведенного эксперимента………………………………15

4. Выводы…………………………………………………………………………17

5. Приложение……………………………………………………………………18

6. Список используемой литературы……………………………………………20

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Актуальность

Хотя вода не имеет питательной ценности, она является основным компонентом жизни на нашей планете. Большая часть Земли состоит из воды, а не суши. Но питьевой воды мало, потому что вода в морях и океанах слишком соленая для употребления, и ее невозможно пить без опреснения. К счастью, в человеческом теле есть вода, которая перерабатывает питательные вещества и превращает их в энергию. Кроме того, вода в организме регулирует температуру тела, увлажняет кровеносные сосуды, выводит из организма вредные вещества и т. д. С гигиенической точки зрения литр питьевой воды не должен содержать более 0,5 грамма солей (бикарбонаты, сульфаты или хлориды натрия, магния и кальция). Содержание химических элементов в воде играет важную роль для человека, их концентрация должна быть невысокой, потому что избыток солей и металлов может нанести вред человеческому организму. Это такие элементы, как бром, фтор, йод. Их содержание в воде выражается в миллиграммах, но оно должно быть точным. Поскольку если количество фтора в воде меньше 0,5 миллиграмма, это приведет к образованию кариеса, а высокая концентрация может вызвать флюороз зубов. Точно так же отсутствие солей в воде ухудшает вкус и гигиенические свойства воды. Идеальная концентрация около 100 миллиграммов на литр, а дистиллированная вода воспринимается как безвкусная и неприятная. Эта вода вредна для организма, поскольку снижает осмотическое давление внутри клеток. Научные исследования показали, что большинство современных болезней возникает в результате обезвоживания и последующего закисления крови. Человек без воды, словно фрукт или овощ без влаги, со временем теряет свой внешний вид, сохнет и увядает. Остеохондроз позвоночника — яркий пример того, как сухость перешла в стадию, когда студенистая масса межпозвонкового диска превратилась в тонкую костную пластинку, а позвонки «ползли» друг на друга. За сутки из организма человека уходит 1,5-2 литра воды, значит, в организм должно поступать столько же воды. Согласно медицинским экспериментам, человек начинает испытывать жажду, когда количество воды в его организме уменьшается на 1-2% (0,5-1,0 литра). Человек не проживет более 50 дней без еды, употребляя при этом пресную воду. Без воды человек не может прожить и недели.

Чтобы поддерживать постоянное количество жидкости в организме, нам нужно часто пить воду. Другие жидкости (чай, кофе, соки, молоко и т. Д.) не подойдут, потому что они имеют питательную ценность и организм воспринимает их как пищу. Только чистая вода не содержит калорий, а значит, быстро и полностью усваивается организмом. Чтобы использовать воду безопасно, нам необходимо точно знать ее качество. Поскольку я живу в Кировском районе, мне стало интересно узнать, какую воду мы используем в пищу.

Практическая значимость моего проекта заключается в том, что любой желающий может увидеть информацию о качестве воды в источниках Кировского района и выбрать, какой источник использовать, зная результаты моих исследований.

Проблема исследования: использование воды в пищевых целях, не зная её качество

Объект исследования: питьевая вода в родниках Кировского района г. Перми

Предмет исследования: качество питьевой воды

1.2. Цели и задачи проекта

Цель проекта: изучить качество питьевой воды Кировского района г. Перми, используемой мной и членами моей семьи, создание буклета с результатами исследования и ознакомление жителей района, которые используют данные родники, с полученной информацией.

Задачи проекта:

1. Поиск информации по данной теме

2. Взятие проб воды из некоторых родников Кировского района

3. Проведение экспертизы по критериям СанПиН

4. Сравнение проб воды

5. Создание буклета с результатами исследования

6. Распространение буклета с целью ознакомления населения Кировского района

2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Экологическое состояние питьевой воды

Загрязнение воды - одна из самых известных и серьезных проблем, стоящих перед нашим миром. Всего более 2 миллионов человек не имеют доступа к чистой воде. И мы не знаем, как это будет в будущем. Для решения проблемы необходимо определить источники загрязнения и методы устранения проблемы.

Главные причины, вызывающие загрязнение, делятся на следующие группы:

· Промышленные отходы.

· Производственные аварии и техногенные катастрофы.

· Сточные воды.

· Утечки нефти.

· Атмосферное загрязнение

Возможные последствия

В результате внедрения человека в естественный ход вещей равновесие в экосистеме нарушается. Это разрушает биосферу и приводит к гибели представителей фауны. Также это может стать причиной таких проблем, как:

· Нехватка пресной воды.

· Появление болезней.

· Негативное воздействие на нервную систему.

· Кислотные дожди.

· Воздействие на живые организмы.

Пути решения проблемы

Проблема загрязнения природных вод приобрела глобальный характер. Человечество разработало различные способы решения проблемы. Ученые пытаются разработать эффективные методы очистки воды от различных вредных составов. Уже существует несколько методов, которые позволяют ограничить попадание нефти и других химических и радиоактивных примесей. Но этого всё равно недостаточно, чтобы уменьшить наносимый вред природе.

1. Очистка воды

Существует ряд мер, которые доводят загрязненную воду до стандартов, требуемых в процессе очистки.

Механическая - решетки размещаются вдоль потока, чтобы предотвратить попадание крупного мусора в открытый резервуар. Не идеальный метод, требует регулярной очистки решеток.

Третичная - вода проходит многоступенчатую систему очистки с использованием порошков. Они убивают болезнетворные микроорганизмы, приводят к разложению кислот, щелочей. Полученный ресурс можно использовать в сельском хозяйстве или в промышленных целях.

Специализированная - позволяет удалить примеси из определенного типа соединения. Коагулянты вызывают прилипание посторонних частиц, образуют хлопья, которые фильтруются.

Химическая - реагенты вступают в реакцию с вредными примесями и нейтрализуют их. Но вода оказывается очень жесткой, пить ее нельзя.

2. Охрана водных ресурсов

В ряде стран разработаны меры по защите водного бассейна планеты. Установлены прибрежные водоохранные зоны, на территории которых ограничено ведение хозяйственной деятельности. Приняты меры по пополнению водного баланса планеты качественными водными ресурсами. За нарушение установленных правил пользования водными ресурсами налагаются штрафы.[1]

2.2. Экологическое состояние питьевой воды Пермского края

Пермский край относится к промышленно развитым территориям, на которых расположено множество химических, нефтехимических, горнодобывающих, металлургических, целлюлозно-бумажных предприятий и других предприятий, загрязняющих окружающую среду. Изучение состояния окружающей среды и здоровья населения, а также оценка экологической ситуации позволили выявить основные экологические проблемы Пермского края. Экологические проблемы на территории региона возникают из-за загрязнения окружающей среды из-за деятельности компаний, превышающей нормативы выбросов и допустимых сбросов загрязняющих веществ и отходов. Основными источниками загрязнения водных объектов являются сбросы промышленных сточных вод металлургической, химической, целлюлозно-бумажной промышленности и сбросы сточных вод в общую канализационную сеть. Причины воздействия сточных вод на водные объекты - устаревшие технологии и оборудование, недостаточная мощность очистных сооружений и их неэффективное использование, а также отсутствие очистных сооружений в ряде областей. Самыми загрязненными водоемами считаются Камское и Воткинское водохранилища, Косьвинское, Вильвское, Чусовое, Сылвинское, Вишерское, Яйвинское водохранилища. Критическая ситуация складывается в городах Пермь, Чусовой, Березники, Краснокамск и др. Трубопроводный транспорт - вероятный источник экологических проблем. Нефтепродуктопроводы представляют опасность только в случае разрыва трубопровода из-за бывшего в употреблении оборудования и несанкционированных подключений. При разрушении трубопроводов почва и водные объекты, в том числе питьевая вода, загрязняются нефтью и нефтепродуктами. Газопроводы ООО «Пермтрансгаз» представляют опасность для окружающей среды по нескольким причинам: во-первых, при нормальной эксплуатации (газокомпрессорные станции являются крупнейшим загрязнителем воздуха); во-вторых, при плановых ремонтах (увеличение выбросов метана из-за его утечки); в-третьих, в аварийных ситуациях (происходит аварийный выброс загрязняющих веществ, возможны взрывы, пожары). Магистральные трубопроводы проходят по территории Очерского, Чайковского, Пермского, Кунгурского и других районов. В 2006 году около 300 компаний и организаций из различных секторов экономики осуществляли производственную деятельность, связанную с нарушением земельного покрова в регионе. Около трети нарушенных территорий находится рядом с горнодобывающими компаниями, которые не могут предоставить финансирование для восстановления из-за сложной финансово-экономической ситуации.[2]

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Так как мы употребляем воду каждый день, нас заинтересовал тот факт, что мы не знаем качество воды, которую используем в питьевых целях. Мы решили сравнить три образца из близлежащих ключей реки Кама. Пробы воды были взяты с родников, находящихся рядом с церковью Святого Князя Владимира (№1), центром ортопедии и травматологии «Родник» (№2), школой №65 (№3).

Мы будем определять качество изучаемых проб, используя следующие критерии: цвет, запах, прозрачность, значение водородного показателя, количество солей (сульфатов, хлоридов), наличие металлов (свинца). Также мы проверим пробы под микроскопом на степень эвтрофикации (наличие водорослей, простейших, органических частиц).

3.1. Критерии качества воды. Требования СанПиН.

Основным нормативным документом, определяющим критерии безопасности и безвредности воды, которая используется для питья и приготовления пищи, является СанПиН 2.1.4.1074-01[3]. Качество воды устанавливается по ряду показателей (количество различных примесей, содержащихся в воде), предельно допустимые концентрации (ПДК) которых определяются действующими санитарными правилами.

Цвет объясняется содержанием в воде окрашенных органических соединений, наличием гуминовых веществ, присутствием трехвалентного железа, проникновением определенных веществ из почвы в воду и загрязнением сточными водами. Гуминовые вещества образуются в результате гниения растений и могут придавать воде желтый или коричневый цвет. Степень цветности измеряется в градусах по платино-кобальтовой шкале. Цвет воды оценивается путем сравнения исследуемого образца со стандартными растворами, имитирующими цвет природной воды, с использованием специальной цветовой шкалы с градациями от нуля до 14.

Интенсивность запаха оценивается по пятибалльной шкале при температуре воды 20 ° C, согласно которой:

0 баллов означает отсутствие запаха;

1 балл указывает на практически незаметный запах;

2 балла соответствуют слабому запаху, который можно почувствовать, только если обратить на него особое внимание.

3 балла указывают на то, что запах легко заметить и вода сомнительна для потребителя;

4 балла указывают на заметный запах, привлекающий внимание;

5 баллов означает, что запах настолько сильный, что содержащаяся в нем вода непригодна для питья.

В соответствии с правилами СанПиН питьевая вода может иметь запах до 2 баллов.

Мутность воды вызвана наличием нерастворимых веществ, как неорганических, так и органических, концентрация которых снижает прозрачность воды. Если мутность изучаемой воды высока, это почти всегда связано с высоким содержанием общего железа в воде и частично с цветом. Мутная вода она способствует размножению бактерий и препятствует уничтожению микроорганизмов при обеззараживании.

PH зависит от того, насколько хорошо различные вещества растворяются в воде, насколько они токсичны. Значение pH должно быть известно для определения подходящих методов очистки воды. Уровень pH питьевой воды должен находиться в пределах от 6 до 9.

pH <7 указывает на то, что вода кислая;

pH = 7 указывает на нейтральность воды;

pH> 7 означает, что вода щелочная.

Хлориды. Это соли соляной кислоты, они есть почти в любой природной воде. Это полезно для удержания микроэлементов в организме человека, кроме того, хлориды действуют как лёгкий антисептик. В соответствии с положениями СанПиН, питьевой воде общее содержание хлоридов не должно превышать 350 мг/дм³, а сульфатов - 500 мг/дм³.

ПДК свинца в воде составляет 0,03 мг/дм³. При превышении этой цифры единственный способ избавиться от загрязнения – это водоочистное сооружение.

3.2. Методика проведения экспериментальной части.

1. Цвет

Цвет воды определяется путем сравнения исследуемой жидкости с образцом, имеющим цвет природной воды, с использованием специальной цветовой шкалы. Чтобы определить оттенок воды, вам понадобится лист белой бумаги и стеклянная емкость. Добавляем в колбу изучаемую воду и определяем цвет на фоне белой бумаги.

2. Запах

Запах воды определяется в помещении, в котором воздух не имеет посторонних запахов. Характер запаха и его интенсивность оцениваются при температуре воды 20 ° C по пятибалльной шкале.

3. Прозрачность

Под цилиндр высотой 60 см и диаметром 3-3,5 см подкладывают стандартный шрифт на расстоянии 4 см от дна, пробу наливают в цилиндр, так чтобы можно было прочитать шрифт, и определяют предельную высоту столба воды. Метод количественного определения прозрачности основан на определении высоты водяного столба, при которой еще можно прочесть черный шрифт высотой 3,5 мм и шириной линии 0,35 мм на белом фоне.

4. Водородный индекс (pH)

Есть много способов измерить значение pH.

Примерное значение pH определяется следующим образом: в пробирку наливают 5 мл тестовой воды, 0,1 мл метилового-оранжевого, перемешивают и определяют pH по цвету раствора:

Розово-оранжевая – pH около 5

Светло-желтая – pH около 7

Зеленовато-голубая – pH около 9

5. Наличие хлоридов

Определение хлоридов с приблизительной оценкой проводится следующим способом. Набираем в пробирку 5 мл тестовой воды и добавляем 3 капли раствора нитрата серебра. Примерное содержание солей определяется по осадку или мутности.

6. Наличие сульфатов

Определение сульфатов с приблизительной количественной оценкой проводят следующим образом: в пробирку наливаем 10 мл тестовой воды, 0,5 мл соляной кислоты и 2 мл раствора хлорида бария, перемешиваем. По типу осадка устанавливаем примерное содержание сульфатов: при отсутствии помутнения концентрация сульфатов менее 5 мг / л; при слабом помутнении, появляющимся через некоторое время, - 5-10 мг / л; с небольшим помутнением, появляющимся сразу, -10 - 100 мг / л; сильная появившаяся муть свидетельствует об относительно высоком содержании сульфат-ионов (более 100 мг / л).

7. Наличие свинца

Присутствие свинца устанавливаем таким образом: добавим 1 мг раствора уксусной кислоты в пробирку для воды и перемешаем. Добавим 0,5 мл раствора дихромата калия, если в исследуемой пробе присутствуют ионы свинца, образуется желтый осадок хромата свинца. Встряхнем пробирку и определим через 10 минут. Содержимое пробирки рассматриваем сверху на черном фоне, верхнюю часть пробирки до уровня жидкости прикрываем со стороны света картоном.

8. Исследование образцов с помощью микроскопа

Поместили пробу воды на покровное стекло и рассмотрели под микроскоп. Использовав микроскоп с увеличением в 70 раз, мы обнаружили в образцах №1 и №2 малое содержание водорослей и др. кусочков органики. (см. рис.1, 2, 3, 4)

3.3. Результаты проведенного эксперимента (см. т.1)

1. Цвет изучаемых проб был светло-голубым, что свидетельствует о чистоте воды, а также о малом количестве или отсутствии микроорганизмов.

2. Пробирки №1 и №3 не имели заметного запаха, что соответствует 1 баллу. Пробирка №2 имела слабый затхлый запах, что соответствует 3 баллам.

3. Высоты всех столбцов были примерно равны 3,5 см, что говорит о том, что вода во всех образцах прозрачная.

4. В ходе эксперимента мы выявили, что во всех пробах индекс pH = 7, что говорит о том, что водная среда нейтральна.

5. Результаты эксперимента показали, что в пробирке №1 появилась сильная муть, в остальных пробирках муть была слабой.

6. В пробирке №3 появилась слабая муть спустя некоторое время. В остальных образцах мути не было.

7. В тестируемых пробирках не оказалось свинца, так как осадок не выпал.