Проект по теме Влияние качества воды на здоровье человека

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
"Средняя общеобразовательная школа № 24 п. Бира"
Российский национальный конкурс водных проектов старшеклассников
Проект
на тему: "Влияние качества воды на здоровье человека"
(Исследования качества воды и её влияние на здоровье человека и рационального использования водных ресурсов.)
.
Проект подготовила
ученица 10 класса Устимец Кристина
Руководитель проекта: Сапова Ольга Александровна
Дементьева Анна Алексеевна
Аннотация проекта
«Вода в жизни посёлка Бира»
Проектно - исследовательская работа, организованная с учениками школы, носит систематический характер, так как охватывает период с 2010 по 2014 годы. Деятельность учеников последовательна и имеет разносторонний подход по изучению технологий водоподготовки, очистки сточных вод и рационального использования водных ресурсов Биры.
Цель проекта: расширить знания краеведческого материала, развивать интерес к проектированию через совместную деятельность с другими организациями, приобрести навык практической и исследовательской работы, воспитывать бережное отношение к природе своего края - малой родины.
В работе использованы методы:
- полевое (натуральное) обследование объектов, ученики определяли скорость течения реки Бира, определяли мутность воды, в школьных условиях проводили сравнительный анализ колодезной и водопроводной воды;
- наблюдения - совершили экскурсии на водозаборный колодец в п.Бира, в институт комплексного анализа региональных проблем в г. Биробиджане, где приняли участие в исследовании проб воды;
- метод причинно-следственного анализа, с помощью которого изучались технологии очистки сточных вод;
- дистанционный метод, который позволил связаться с испытательным центром природных лечебных ресурсов Российского научного центра;
В работе творческих групп использованы материалы: Филиала Дальневосточного регионального центра государственного мониторинга состояния недр «Гидрогеологическое состояние эксплуатации подземных вод на водозаборе Биры», Российского научного центра медицинской реабилитации курортологии и Биробиджанского филиала территориального фонда геологической информации по ДВ ФО, заведующего отделом курортных ресурсов и Испытательного центра доктора геолого-минералогических наук В.Б.Адилова и руководителя Биробиджанского филиала территориального фонда геологической информации А.Л.Курносова, анализ состояния водных ресурсов ЕАО (портал правительства нашей области), данные научной работы кандидата биологических наук О.В. Суриц «Дефицит фтора, кальция и магния в питьевой воде и его отражение на заболеваемости населения ЕАО».
Исследования: участники проекта научились определять прозрачность воды, привкус воды, кислотно - щелочной баланс воды, наличие в воде железа и меди. В лабораторных условиях ДВО РАН г. Биробиджана увидели способы определения наличия в воде вредных тяжёлых металлов. Приобрели навык общения со специалистами в области водных ресурсов. Увидели свою роль в решении проблемы в обеспечении качественной водой.
Достигнутые результаты и выводы: ученики школы убедились в том, что используемая питьевая вода имеет недостатки в составе и устаревшая система водопровода и канализации могут принести существенный вред жителям нашего посёлка. Участников проекта интересует дальнейшая судьба минерального источника, работа по этому вопросу будет продолжена.
Проблеме обеспечения населения п. Бира качественными водными ресурсами отводится большое место в системе учебно-воспитательного процесса в школе. Начиная с 2009 – 2010 учебного года ученики нашей школы проводят исследовательскую работу по изучению технологий водоподготовки, очистки питьевой воды и рационального использования водных ресурсов нашего поселения.
Так, в 2009 – 2010 учебном году группа старшеклассников провела исследовательскую работу по теме «Вода в жизни посёлка Бира». Её результаты были представлены на школьной и муниципальной научно-практических конференциях «Первый шаг в науку».
В 2011 году была представлена исследовательская работа «Вода в жизни посёлка Бира» на второй региональной научно-практической конференции «Национально-региональный компонент школьного гуманитарного образования ЕАО: опыт и перспективы».
Работа по исследованию качества воды была продолжена в 2012 году в рамках работы летней оздоровительной кампании. Был организован профильный отряд для старшеклассников «Лесные робинзоны».
В 2013 году группа учеников 8 класса изучила современное состояние эксплуатации подземных вод на водозаборе посёлка Бира.
В 2014 году работа по исследованию технологии водоподготовки, очистки сточных вод и рациональному использованию водных ресурсов была продолжена.
В 2015 году группой старшеклассников была представлена исследовательская работа по теме: "Влияние качества воды на здоровье человека"
В настоящее время тема остается актуальной для исследования учащимися школы.
Проблема здоровья нашего общества является одной из приоритетных в нашей стране. На наш взгляд, вопрос обеспечения качественной водой людей, как главной движущей силы государства, является важнейшим.
Согласно биогеохимическому районированию регионов биосферы, Еврейская автономная область является субъектом с недостатком жизненно важных для человека элементов: меди, кобальта, йода, кальция, фтора, магния. При этом если о дефиците йода знает практически все население области, а органы здравоохранения и пищевая промышленность принимают меры по снижению его недостатка, то информация о фторе, кальции, магнии остается прерогативой санитарно-эпидемиологических служб ЕАО и РФ. Вместе с тем, давно известно, что фтор, кальций и магний являются химическими элементами, прямо влияющими на здоровье населения.
Главной целью нашей исследовательской работы стало:
- изучение вопроса влияния качества питьевой воды на здоровье населения поселка Бира,
- определение обеспеченности микроэлементами: фтором, кальцием и магнием природных и питьевых вод ЕАО,
- выявление обусловленных дефицитом этих элементов заболеваний населения
-предложение мер по их компенсации,
- изыскание возможности обеспечения жителей качественной питьевой водой с целью укрепления здоровья.
Для достижения цели нами определены следующие задачи:
1. Организовать опытную работу (в условиях школы) по исследованию химического состава воды;
2. Выяснить каким образом качество воды влияет на здоровье населения;
3. Провести анализ статистических данных о заболеваемости населения;
4. Запрос материалов о результатах поиска и качестве минеральных вод из «Биробиджанского территориального фонда геологической информации»
5. Изучить материал о качестве и значении для здоровья человека минеральной воды Бирского источника;
6. Разработать комплекс мер для улучшения качества используемой воды в бытовых условиях.
Вода – одно из главных богатств на Земле. Вода входит в состав любого живого организма. От загрязненной воды страдает все живое, она вредна для жизни человека. Но для жизни и здоровья человека необходима не только чистая, но и качественная вода. Состав и качество воды очень важный вопрос для населения любой территории.
Качество воды, потребляемой человеком, должно соответствовать определенным требованиям: во-первых, вода должна быть безопасной для здоровья человека; во-вторых, иметь оптимальный химический состав (т.е. содержать основные микроэлементы - йод, фтор, калий и кальций).
Все воды содержат растворенные вещества. Наиболее представленными элементами в воде является кальции, натрий, хлор, калий. Характерно, что набор химических элементов в природной воде близок к составу крови животных и человека, что подтверждает зарождение жизни в водной среде.
Питьева́я вода́ — это вода, которая предназначена для ежедневного неограниченного и безопасного потребления человеком и другими живыми существами. Главным отличием от столовых и минеральных вод является пониженное содержание солей (сухого остатка), а также наличие действующих стандартов на общий состав и свойства (СанПиН 2.1.4.1074-01 — для централизованных систем водоснабжения и СанПиН 2.1.4.1116-02 — для вод, расфасованных в ёмкости).
Вода многих источников пресной воды непригодна для питья людьми, так как может служить источником распространения болезней или вызывать долгосрочные проблемы со здоровьем, если она не отвечает определённым стандартам качества воды. В случае необходимости, чтобы вода соответствовала санитарно-эпидемиологическим нормам, её очищают или, официально говоря, «подготавливают» с помощью установок водоподготовки.
Качество воды, поступающей потребителю из систем водоснабжения, зависит от состава исходной воды и определяется технологическими требованиями, исходящими от соответствующих контролирующих организаций. Санитарные Правила и Нормы 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», утверждены постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 24.10.1996 г. и введенные в действие с 1 июля 1997 года.
Среди основных показателей качества питьевой воды выделяются: органолептические; химические; бактериологические, вирусологические, паразитарные; радиологические.
Надзор за качеством питьевой воды в РФ осуществляется такими организациями как: ТО ТУ Роспотребнадзор и ФГУЗ ЦГЭ по ЕАО - Федеральное государственное учреждение здравоохранения Центр гигиены и эпидемиологии по по ЕАО.
Какую же воду используют в бытовых нуждах жители поселка «Бира»?
Наша исследовательская группа провела анализ водопроводной и колодезной воды. Анализ воды - единственный инструмент контроля ее состояния и свойств, т. е качественный анализ, который показывает, из каких веществ состоит вода или в каких количествах входят в нее те или иные вещества. Для оценки качества воду подвергают физико-химическому анализу, который делится на физические и химические определения. К физическим относятся: вкус, прозрачность, мутность, плотность. При температуре не выше 11 и не ниже 7 градусов вода имеет приятный и освежающий вкус. Вода с высокой температурой содержит в себе мало растворимых газов, поэтому она плохо утоляет жажду и не приятна на вкус. Запах и вкус воды зависят от температуры растворимых в воде газов и от химического состава примесей. Установлено, что 80% заболеваний людей связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды.
Для сравнительного анализа колодезной и водопроводной воды мы провели следующие опыты:
Для определения прозрачности на печатный текст поставили цилиндры: цилиндр №1 с колодезной водой, цилиндр №2 с водопроводной водой
Проведя сравнительный анализ прозрачности, мы пришли к выводу, что водопроводная вода прозрачнее колодезной, текст читается на высоте 24 см, а колодезной 20,5 см. Отсюда можно предположить, что в зимний период времени вода в реке более чистая.
2) Определения вкуса или привкуса воды (дегустация). Вкус и привкус воды определяют сначала при комнатной температуре, а затем при температуре 60. С этой целью в рот набирают 10-15 мл воды, держат ее несколько минут, не проглатывая, и определяют характерность и интенсивность вкуса и привкуса. На основании опытов выяснилось, что ни колодезная, ни водопроводная вода не имеет ни вкуса, не привкуса
3) Определения кислотно-щелочного баланса (pH) воды. Эта часть работы проводится самым простым способом с помощью индикаторной бумаги, которую опускают в пробу воды и сравнивают полученную окраску с цветовой бумажной шкалой.
Опыт показал, что в колодезной воде синяя окраска более выражена, чем в водопроводной, и кислотность не превышает 6,6 единиц (pH), следовательно, кислотно-щелочной баланс вод соответствует норме.
4) Определения железа в воде. В пробирку наливаем 10 мл испытуемой воды, добавляют 1 каплю концентрированной азотной кислоты, 3-5 капель раствора пероксида водорода и 0,5 мл раствора роданида калия. Розовое окрашивание наблюдается при содержании железа 0,1 мг/л, а при более высоком-это окрашивание будет уже красным. В нашем случае в колодезной воде окраска была ярче ,что свидетельствует о том, что ионов железа в ней больше , но в целом не превышает нормы.
5) Определения меди в воде. В фарфоровую чашку наливаем 3-5 мл. воды. Осторожно ее выпариваем и на периферийную часть пятна наносим каплю раствора нашатырного спирта. Появление интенсивной синей или фиолетовой окраски сигнализирует о присутствии меди.
Опыт показал наличие меди менее 1 ед. мл на литр воды.
Результаты опытной работы мы сравнили с результатами испытанного лабораторного центра гигиены и эпидемиологии по Облученскому району. Протоколы лабораторных исследовании показали, что запах, мутность, цветность соответствует Госстандартом. Химический состав воды: нитратов, аммиака, хлоридов в осенний период больше чем в зимний период. В зимний период времени используемая вода не хлорируется на водокачке нашего поселка, т. к она соответствует норме.
Как же сделать воду, которую мы пьем более чистой в домашних условиях?
1. Самый простой способ доочистки домашней водой, отстаивание, кипячение. Воду из крана следует налить чистые стеклянные банки и оставить при комнатной температуре на 5 - 6часов. За это время удаляется остаточный хлор, которым обеззараживали воду, а твердые частицы останутся на дне емкости при использовании такой воды ее аккуратно переливают, оставляя на дне четвертую часть жидкости с частицами осадка.
2. В домашних или походных условиях легко избавить воду от нежелательных микроорганизмов: в нее добавляют несколько капель раствора лимонной кислоты. Раствор рекомендуется готовить в следующем соотношении: 1 ч. ложка кристаллической лимонной кислоты на стакан кипяченой воды, 1 ч. ложки полученного раствора хватит на то, чтобы дезинфицировать 2,5 литра воды.
3.В домашних условиях чистую воду, полезную для здоровья, можно получить методом вымораживания.
4. В настоящее время можно использовать фильтры для очистки воды в домашних условиях, такие как «Аквафор» или «Барьер».
Для получения данных о наличии кальция и фтора в воде мы воспользовались данными научной работы кандидата биологических наук О.В. Суриц «Дефицит фтора, кальция и магния в питьевой воде и его отражение на заболеваемости населения ЕАО»
Установлено, что среднее содержание фтора, кальция и магния в питьевой воде не достигает нижнего предела физиологических норм и составляет для фтора – 0,22 мг/дм3, кальция – 18 мг/дм3, магния – 4,5 мг/дм3.
Всемирная организация здравоохранения рекомендует оптимальную концентрацию фтора в питьевой воде от 0,7 до 1,1 мг/дм3.
Содержание фтора в воде главных рек ЕАО
Река Количество проб Концентрация фтора, мг/дм3
минимальная средняя максимальная
Амур 24 0,17±0,04 0,21±0,05 0,39±0,10
Биджан 4 0,14±0,04 0,15±0,04 0,17±0,04
Бира 114 0,06±0,02 0,18±0,05 0,36±0,09
Тунгуска 8 0,11±0,03 0,15±0,04 0,24±0,06
Итого 150 0,12±0,03 0,19±0,05 0,29±0,05
При анализе таблице увидели, что содержание фтора в реке Бира предельно низкое. Определенные количества фтора необходимы для оптимальной структуры зубов и костей, лучшей и своевременной минерализации зубов и костей в ранние годы жизни, для сохранения минерализации костей в старшем возрасте. При потреблении такой воды активно развивается поражение зубов кариесом. У детей наблюдаются задержки окостенения и дефекты минерализации костей, у пожилых - остеопороз.
Концентрация кальция в питьевой воде по нормативным требованиям ВОЗ составляет от 25 до 130 мг/дм3., магния от 5 до65 мг/дм3,
Кальций обладает высокой физиологической активностью, выполняет в организме многообразные функции, такие как, формирование костной ткани, минерализация зубов, регуляция внутриклеточных процессов, регуляция процессов нервной проводимости и мышечных сокращений, поддержание стабильной сердечной деятельности. Магний является важнейшим внутриклеточным элементом. Нормальный уровень магния в организме необходим для обеспечения многих жизненно важных процессов. Магний укрепляет иммунную систему, регулирует хранение и высвобождение АТФ, обладает антиаритмическим действием.
Содержание кальция, магния и жесткость питьевой воды в районах ЕАО (n-количество проб)
Район n Концентрация
Ca, мг/дм3
(физ. норма 25-130) Mg, мг/дм3
(физ. норма 5-65) Жест., мг-экв/дм3
(физ. норма 1,5-7)
интервал средняя интервал средняя интервал средняя
Г. Биробиджан 198 4,0-90,7 13,1±3,3 2,4-7,3 3,9±1,0 0,6-2,6 0,7±0,2
Биробиджанский 206 5,6-85,2 18,7±4,7 1,2-8,4 4,8±1,2 0,6-1,6 1,2±0,3
Ленинский 162 5,8-85,2 19,7±4,9 2,9-25,4 4,6±1,2 0,6-4,8 1,1±0,3
Облученский 184 4,1-91,2 14,8±3,7 1,3-9,9 4,1±1,0 0,6-4,7 1,0±0,3
Смидовичский 200 5,9-91,2 20,9±5,2 2,0-9,0 4,7±1,2 0,6-4,7 1,6±0,4
Октябрьский 164 5,7-91,2 21,1±5,3 2,0-9,1 5,0±1,3 0,6-4,3 0,9±0,2
ЕАО (среднегодовое) 1164 18,0±4,5 4,5±1,1 1,1±0,3
Как видно, низкими показателями характеризуется питьевая вода всех районов ЕАО, особенно Биробиджанского и Облученского районов, эти данные существенно отличается по концентрациям компонентов от физиологической нормы. У жителей, где концентрация этих элементов в питьевой воде снижена, чаще наблюдаются заболевания сердечно-сосудистой системы, соматические дисфункции, головная боль и головокружение, остеопороз. По материалам исследований природной и питьевой воды на содержание фтора, кальция, магния и жесткости, выполненных в аккредитованном испытательном лабораторном центре Федерального государственного учреждения здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в ЕАО» в соответствии с требованиями СанПиНа выявлен недостаток данных микроэлементов. Это служит причиной повышения уровня заболеваемости и обращаемости к стоматологам среди детского населения и достигает 50-70 % от общей численности детей (примерно в 2 раза выше, чем у подростков и взрослых) за последние 6 лет. Дефицит этих элементов практически не компенсируется пищевыми продуктами, питьевая вода является главным источником их поступления в организм
Как же решить проблему нехватки необходимых микроэлементов в природных водах ЕАО
Способствует решению этой проблемы минеральная вода, которая на территории ЕАО имеется и находится в поселке Бира.
Минеральная вода – вода, содержащая биологически активные минеральные и органические компоненты, обладающая специфическими физико-химическими свойствами, которые оказывают лечебное воздействие на организм человека.
В 1998 году на территории п. Бира при бурении скважины на глубине 66 метров была обнаружена природная газированная минеральная вода. Специалисты российского научного центра восстановительной медицины и курортологии подтвердили ценность открытия. После проведения геологоразведочных работ, запасы Бирского месторождения минеральных вод прошли Экспертизу в государственной комиссии по запасам Министерства природных ресурсов Российской Федерации.
В 2001 году ЗАО «Золотая Сутара» приступило к строительству завода минеральных вод и напитков в п. Бира, а в октябре 2003 года государственной комиссией подписан акт по завершении строительства. На заводе функционировала современная линия по разливу воды, единственная на Дальнем Востоке по своим качественно - техническим характеристикам. Минеральная вода «Бирская» добывается из водоносного комплекса вулканических образовании мелового возраста, надежно защищённого от загрязнения с поверхности мощным слоем глинистых отложений, разливается непосредственно на месторождении с использованием передовых технологии, что позволяет сохранить ее уникальные свойства.
Вода находится под давлением двуоксида углерода, что исключает вероятность контакта с воздухом, окисления двухвалентного соединения железа и бактериологического загрязнения; вода перекачивается по трубопроводам и емкостям из коррозийно-стойких сталей для пищевых производств. Линии разлива оборудована автоматизированным комплексом оборотной санитарной обработки у трубопроводов, емкостей и оборудования. Контроль технологического процесса и качества продукции производится высококвалифицированными специалистами с применением лабораторных средств диагностики; полностью автоматизированный процесс производства осуществляется на современном итальянском оборудовании.
Врачи, и античные, и средневековые, считали, что минеральные воды обладают чудотворным свойством исцелять недуги, возвращать людям молодость и красоту. В истории медицины есть множество старинных методов врачевания, о которых со временем забыли, или заменили современными. И только питьевое лечение минеральными водами до сих пор считается одним из основных способах исцеления от многих недугов, особенно болезней органов пищеварения и нарушения обмена веществ.
Химический состав воды «Бирская»:
Натрий - жизненно важный межклеточный и внутриклеточный элемент, участвует в регуляции кровяного и водного давления, активизации пищеварительных ферментов.
Калий - регулирует кислотно-щелочное равновесие крови. Он активизирует мышечную работу сердца, благотворно влияет на работу кожи и почек. Нормализирует давление крови.
Кальций - составляет основу костной ткани, влияет на процессы, происходящие в нервно - мышечной и сердечно - сосудистой системах, особенно необходим детям.
Магний - участвует в формировании костей, регуляции работы нервной ткани, обмене углеводов и энергетическом обмене. Оказывает спазмолитическое действие на желчный пузырь, снижает уровень холестерина в крови.
Гидрокарбонатный ион - нормализует секреторную и двигательную функции желудка, способствует всасывания железа в кишечнике. Снижает уровень сахара в крови.
Анионы хлора - улучшает обменные процессы, производят заметный желчегонный эффект. В сочетании с ионами кальция оказывает противовоспалительное действие, уменьшают кровоточивость, благоприятно воздействует на рост костной ткани и зубов.
Железо - стимулирует образование эритроцитов и гемоглобина, является общеукрепляющим средством.
Благодаря удачному сочетанию химических элементов (калий, кальций, магний, железо) минеральная вода «Бирская» обладает целебными свойствами, имеет приятный вкус и прекрасно утоляет жажду. В бутилированной минеральной воде «Бирская» отмечено высокое содержание фтора (1,45 мг/дм3). По предварительному Бальнеологическому заключению НИИ Медицинской климатологии и восстановительного лечения Сибирского отделения РАМН вода, выводимая скважиной в п.Бира, относится к минеральным лечебно-столовым углекислым гидрокарбонатным водам типа Арашан (Киргизия) и Саирме (Грузия).
Показания к регулярному употреблению: хронические гастриты, хронические колиты, хронические заболевания печени и желчевыводящих путей, хронически заболевания мочевыводящих путей, железодефицитные анемии, заболевание зубов.
В период функционирования предприятия один из источников был в свободном доступе для всех желающих, но с мая 2007 года Бирский источник не работает. Группой учеников нашей школы проведен социологический опрос среди жителей Бироского городского поселения, в котором приняло участие 50 человек в возрасте от 30 до 65 лет. Все респонденты подтверждают о необходимости возобновления минерального источника и свободного доступа к нему.
Мы имеем не опровержимые доказательства того, что объемы минеральной воды по прогнозам ученых специалистов ГКЗ МПР РФ ресурс далеко не исчерпан (Приложение). Данную проблему мы обозначили перед главой администрации Бирского городского поселения. Было выяснено, что на момент закрытия завода числилось 3 собственника. В настоящее время собственники (частные предприниматели) не обеспечивают деятельность предприятия, не заботятся о содержании объекта и прилегающей территории, что приводит к разрушению оборудования, зданий. Дальнейшая судьба минерального источника не известна. Доступ к нему ограничен, а собственники завода по производству минеральной воды не несут ни какой ответственности перед органами законодательной, исполнительной и судебной власти. В период избирательной кампании, при встрече жителей поселка п.Бира и глав поселений Облученского района в п. Теплоозерск с исполняющим обязанности губернатора ЕАО А.Б. Левинталем вопрос о возобновлении работы Бирского минерального источника поднимался. Александр Борисович обещал разобраться с данной проблемой. Пока ответа получено не было, исследовательская группа учеников нашей школы написала письмо Первому заместителю губернатора ЕАО Леховицеру Олегу Израильевичу с просьбой принять участие в решении данной проблемы.
В период избирательной кампании А.Б. Левинталь выступал с программой «Малая родина - большие перспективы», мы считаем, что возобновление работы завода и функционирование источника одна из перспектив развития нашей области. И мы надеемся, что его планы в будущем осуществятся.

Список используемой литературы
Административно-территориальное устройство Еврейской автономной области. 1858 - 2003 гг. – Хабаровск: Издательство «РИОТИП» краевой типографии, 2004. Под редакцией А.М.Авдеева, Н.Н. Бендик, к.и.н. Б.М.Голубь.
География Еврейской автономной области: Учебное пособие для учащихся 8-9 классов общеобразовательных учреждений Еврейской автономной области. – Хабаровск: Издательство «РИОТИП» краевой типографии, 2007-128 с. Под редакцией Б.М. Голубь.
Гидрогеологическое заключение о современном состоянии эксплуатации поземных вод на водозаборе п.Бира.
Журнал «География в школе» №3 - 2000 г. стр. 3 – 11 «О воде с тревогой и надеждой»
Журнал «Химия в школе» № 5 – 2007 г.
Материалы школьного музея
Материалы протокола №648 Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых Министерства природных ресурсов Р.Ф.
Интернет ресурсы.

.
ира.