Социальный проект. Часть2 по теме Качество питьевой воды

Конкурс научно-исследовательских и прикладных проектов уч-ся старших классов по теме “Охрана и восстановление водных ресурсов”.









Экологические проблемы нашей местности:
Качество питьевой воды в микрорайоне МОУ СОШ № 11 г. Краснодара
(научно-исследовательский проект)







Выполнил
Ученик 8- А класса МОУ СОШ № 11
Сердюк Георгий

Руководители: Каверга В.А. – учитель
биологии МОУ СОШ № 11;
Фурменкова Н.Н. – учитель химии
МОУ СОШ № 11















Краснодар, 2010
Экологические проблемы нашей местности: Качество питьевой воды в микрорайоне МОУ СОШ № 11 г. Краснодара.
Автор: ученик 8- А класса МОУ СОШ № 11 Сердюк Георгий


Аннотация
Вода – самое удивительное, необычное, до конца не познанное вещество планеты Земля. Вода – это сама жизнь. Она дала жизнь всему сущему на Земле, она питает эту жизнь и от её качества зависит всё живое. К сожалению, на сегодняшний день вода на планете содержит многочисленные антропогенные загрязнители. Цель данной работы – элементарное определение качества питьевой воды в микрорайоне МОУ СОШ № 11, артезианской воды и воды из колодца в 60 км от Краснодара. В работе была использована стандартная методика определения качества воды (составитель Т.В. Сажнева 1997 год), а также визуальное определение качества с помощью ватно-марлевых и волоконных фильтров. Данная работа показала, что питьевая вода в микрорайоне МОУ СОШ № 11 имеет легко обнаруживаемые ватно-марлевыми и волокнистыми фильтрами примеси, изменяющие цвет фильтра от светло-коричневого до коричнево- черного с примесью темных крупинок при залповых выбросах. При исследовании труб на двух объектах: в МОУ СОШ №11 и в квартирах по улице 40 Лет Победы №65 и 67 ( в ванной комнате) было обнаружено большое количество слизи, что наблюдается при скоплении железобактерий, при этом нарушаются свойства воды и ее вкус, что и отмечено жильцами. Скорее всего, эти загрязнения связаны со старыми коммуникациями, с их большим износом. Прозрачность, цветность (не смотря на показания фильтров), интенсивность запаха, pH по исследованным образцам воды соответствуют нормативам водопроводной питьевой воды. Для улучшения качества питьевой воды следует провести замену старых водопроводных коммуникаций во всех детских учреждениях, а также установить стационарные фильтры для питьевой воды. При невозможности установки стандартных стационарных фильтров установить баки с отстоянной водой, или, в крайнем случае, использовать бутылированную питьевую воду. Но использовать для питья в детских учреждениях воду, которая в течение одной минуты дает четкое изменение цвета элементарного фильтра однозначно нельзя, тем более, если учесть, что дети очень подвижны, много бегают и соответственно много пьют воды. Также соответствующим службам следует организовать более тщательный контроль за питьевой водой, особенно в детских учреждениях. Использовать все имеющиеся средства массовой информации для повышения экологической грамотности населения, а также заботы о своем здоровье, что несомненно скажется на улучшении здоровья всей нации.
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 радостью, которую не объяснишь нашими чувствами
Ты самое большое богатство на свете

Антуан де Сент-Экзюпери

Вода – уникальная жидкость. Свойства воды резко отличают ее от всех известных веществ на Земле. Многие «странности» воды объясняются своеобразием строения ее молекулы, самой маленькой из трехатомных молекул. Акыны и ашуги издавна воспевали ее, поэты посвятили воде удивительные строки. Прозаики даже о «капле росы» написали множество страниц. А ученые и по сей день как и сотни лет назад не могут дать точного ответа на, казалось бы, несложный вопрос: что такое вода? Вода – одна из начал всего существующего на земле, говорили в древности. [5]

Вода, тепло, да солнца свет –
В триаде этой все начало,
Без них и жизнь не засияла б,
Земле не подарила б свет [6]

Вода дороже золота, утверждали бедуины, всю жизнь кочевавшие в поисках воды. И все мы несем в себе частицу той первой воды, давшей жизнь всему сущему на земле. Сколько имен ученых связано с водой! Для всех она таила и таит еще множество загадок. Вода состоит из водорода и кислорода, ее можно получить с помощью химической реакции, доказывал А. Лавуазье. Свойства воды во многом предопределяют свойства растворов, утверждал Д. И. Менделеев. Неутомимый С. Аррениус создал теорию электролитической диссоциации и тем самым дал возможность правильно оценить некоторые особенности поведения воды. Воду изучал мыслитель древности Платон, он пытался найти ответ на вопрос о происхождении воды, много уделял внимания воде и греческий философ Фалес из Милета, он утверждал «все вещи возникли из первичной воды и возвращаются в нее опять: все твердое осаждается из воды». Фамилии ученых, изучающих воду можно перечислять бесконечно, они жили в разное время, в разные эпохи. И сегодня ученные с таким же интересом изучают самое главное и самое загадочное вещество на свете - воду, таящую в себе тысячи загадок. Изучают ее состав, расположение молекул поверхностное натяжение, структуру молекул, теплоемкость и теплопроводность, свойства как самого уникального растворителя. Изучают воду жидкую, твердую (лед) и парообразную. Изучают обычную и тяжелую воду, их соотношение в питьевой воде, морской, речной, озерной. Пытаются и не могут получить практически чистую воду, так как это трудно из-за ее свойств как уникального растворителя. Изучая воду, ученые не перестают удивляться ее уникальным свойствам, порой не обычным и пародоксальным, и не изучать не могут, т.к. каждый день доказывает, что вода – действительно сама жизнь, она породила жизнь на планете, она ее питает, согревает, дает надежду на будущее и таит еще тысячи загадок., Леонардо да Винчи сказал о воде: «Воде была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле». Еще воду называют живой кровью Земли и пока эта кровь чиста, жизнь будет процветать на Земле. Но, к сожалению, с появлением человека на планете, с развитием научно технического прогресса эта кровь Земли несет в себе все больше вредных для всего живого примесей. Известно, что большая часть Земли (71%) покрыта океанами и морями. Основные запасы воды гидросферы содержатся в мировом океане, причем морские воды составляют 94 % общего объема, или 1370 000тысм.км3, а на долю пресных приходится менее 2%. Было бы прекрасно, если бы человечество могло пользоваться хотя бы этим количеством, но, к сожалению, лишь 0,025% пресных вод находится в жидком состоянии и в доступных для человечества сферах, 1,6% из них сковано могучими льдами, а 4% - подземные воды, которые не так-то легко поднять на поверхность, причем большая часть – это глубинные рассолы и только около 0,3% - пресные подземные воды зоны активного водообмена. Таким образом количество пресной воды в почве, в реках, озерах и др. водоемах составляет всего лишь 360тыс. км3 (0,025% - совсем скромная цифра по сравнению с общими запасами воды: 1454300тыс.км3 (100%). Вот чем располагает человечество. Человек и селился всегда у воды, т.к. это давало все необходимое для жизни. Человек и все живое в своих клетках содержит воду: человек на 70% состоит из воды, арбуз – на 95%, медуза – на 99%... Как тут не сказать, что вода – сама жизнь. Для многих живых существ вода служит еще и средой обитания [3]. Потребность в воде все больше возрастает, а ее ресурсы все уменьшаются, особенно заметен дефицит питьевой воды. Наш край не испытывает прямого дефицита воды, у нас богатейшие запасы воды, а вот ее качество оставляет желать лучшего. Естественные запасы подземных вод в крае являются важнейшим резервом водоснабжения Краснодара и других промышленных и культурных центров края. Большой вред водоснабжению населения наносит загрязнение открытых водоемов и подземных горизонтов промышленными отходами и бытовыми стоками, что, в конечном счете, ведет к общему дефициту воды. Немало источников питьевого водоснабжения, которые не имеют санитарных зон водозащиты, что, естественно, негативно сказывается на их качестве. Основными загрязняющими веществами поверхностных и подземных водоносных горизонтов в крае являются промышленные и бытовые стоки и отходы, стоки и отходы животноводческих ферм, удобрения и ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве. В водохранилищах периодически выявляются высокие дозы содержания аммиака, фосфатов, нефтепродуктов и целого ряда тяжелых металлов. В донных отложениях многих водоемов края наблюдаются такие загрязнители как нефтепродукты, азот, фосфор, СПАВ, соединения свинца и других тяжелых металлов, фенолов и т. д. По наблюдениям кубанских ученых за последнее десятилетие в степных реках Кубани заметно возросли концентрации азота, углерода, нефти, тяжелых металлов. В связи с применением на полях большого количества фосфорных удобрений в степных реках Кубани в воде накопилось много фосфора, показателем которого является заметная эвтрофикация водоемов. Бытовые стоки и отходы нередко являются источниками загрязнения грунтовых вод азотными соединениями, несвойственной для них микрофлорой, что сопровождается появлением сероводорода (наиболее опасны в этом отношении отходы свиноводческих ферм). В долинах и поймах рек грунтовые воды загрязнены на глубину до десяти метров. На состояние грунтовых вод неблагоприятное влияние оказывают выбросы в атмосферу промышленных предприятий и автотранспорта. В подземных водах из загрязнителей встречаются нефтепродукты, азотные соединения, хлориды тяжелых металлов. Качество воды на многих участках рек Кубань, Челбас, Ея, Бейсуг не соответствует принятым нормативам для водных объектов хозяйственно-питьевого, санитарно-бытового и рыбо-хозяйственного пользования [1]. Совершая круговорот в природе, вода принимает участие в формировании поверхности Земли. Она разрушает, растворяет и трансформирует неорганические вещества, способствует отложению осадочных пород и образованию почвы. Вода оказывает существенное влияние на формирование климата и погоды. Она обладает высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью – свойствами, которые смягчают сильные перепады температуры, т.е. аккумулируя солнечное тепло, вода при больших скоплениях выравнивает годичные и суточные колебания температуры. [5] Вода является источником дешевой электроэнергии. Моря и реки – пути сообщения, с ними связано развитие судоходства, рыбное хозяйство. Очень много воды расходуется для нужд промышленности. Например, для производства одной тонны стали расходуется 120 куб. метров воды, одной тонны химического волокна – 2000 куб.м воды. Еще больше расходуется воды в сельском хозяйстве, например, для получения 1 т. Пшеницы требуется 1500куб. метров воды, а 1 тонны хлопка – 10000 куб. метров. [2,3] Сейчас в среднем по стране каждый из нас ежедневно расходует более 160 л воды, нужна вода и в лечебных целях – реки, озера, моря – места отдыха и укрепления здоровья людей, особенно детей. Вода – самое ценное, что есть на планете, исчезнет вода – исчезнет Жизнь на Земле. Но жизнь может исчезнуть и при наличии воды в том случае, если мы, человечество, не прекратим загрязнять свой общий дом. Многочисленные отечественные и зарубежные исследования свидетельствуют о все возрастающей угрозе повсеместного загрязнения вод. Нередко загрязненная вода через подземные переходы попадает в слой артезианских скважин, а затем в организм человека, путем полива она попадает в растения, потребляемые человеком. Следовательно, организм человека через посредство воды включает в пищевые цепи различные вредные химические вещества, которые вызывают канцерогенное ,мутагенное и тератогенное действие. [3]
Человек должен в течение суток получать до 2-2,5 литров воды. Это необходимо для нормального функционирование клеток организма. От качества этой воды зависит здоровье, а зачастую и жизнь человека. Сегодня, когда в окружающей среде столько несвойственных ей химических веществ найти даже относительно чистую питьевую воду очень сложно. Загрязнены все сферы Земли. И водопроводная, и вода из колодца, и даже бутылированная могут быть опасными для человека. А чистая вода настолько вкусна и желанна, что в человеческом языке не хватает слов описать это. Каждая капля водопроводной воды проделывает сложнейший путь, прежде чем вырвется на свободу из системы городского водоснабжения и встретится с теми, кто в ней так нуждается. Но ее вкус будет уже не тот, не первозданный, она уже будет иметь примеси, связанные с качеством труб, с веществами, использованными для очистки ее Главное – сохранение воды, разумное, рациональное использование и соблюдение экологических норм во всех сфера деятельности человека. А главной задачей для выполнения всего этого следует считать повышение экологической грамотности населения и ужесточения мер к нарушителям в этой сфере деятельности людей.

Цель данной работы: элементарное определение качества питьевой воды в микрорайоне МОУ СОШ № 11. Работа потребовала постановки следующих задач:
- установить ватно-марлевые и волоконные фильтры на водопроводные краны в школе и в домах учащихся и учителей школы, проживающих в микрорайоне школы для визуального определения загрязнения питьевой воды;
- провести ряд исследований воды в школьной химической лаборатории;
- сделать выводы по работе.
- по возможности исследовать состояние водопроводных труб, их проходимость в доступных местах на объектах исследования.
В работе была использована методика определения качества воды, помещенная в пособии «Экологическая оценка окружающей среды. Практикум» составитель Т.В. Сажнева доцент кафедры естественных дисциплин РО ИПК и ПРО.1997г., методика визуального определения качества воды с помощью ватно-марлевых и волоконных фильтров, визуальное исследование доступной части водопроводных труб на исследуемых объектах.
МОУ СОШ № 11 находится на улице Российской,10. Все коммуникации в школе старые (50лет) Коммуникации в многоэтажных домах микрорайона также не новые: 40-30 лет. Вода, которую мы пьем, внешне обычная, не вызывающая никаких негативных ассоциаций. Стандартных стационарных фильтров в школе нет. В школе воду чаще все пьют из кранов в столовой, поэтому интересно хотя бы ориентировочно знать, какую воду мы пьем. Сегодня у многих людей дома есть те или иные фильтры. Если нет фильтра, люди покупают питьевую воду в бутылках, веря, что она экологически чистая. Наш город с 1910 года стал получать артезианскую воду, для обеззараживания которой впервые был применен серебряный фильтр. Первая скважина артезианской воды действует и сейчас. Сегодня город получает только артезианскую воду. В 1927 году в городе заработала система водоотведения, а система канализации заработала только с 1932 года.[7]
За качество воды, подводимой к дому, у нас отвечает служба Водоканала, а дальше – это уже работа собственников жилья. Они отвечают за качество труб в доме, качественные ремонты и т.д. Поэтому очень важно сегодня, кому принадлежат дома: частнику, который заинтересован в том, чтобы его близкие получали качественную воду или различные РЭПы, ТСЖ и др. собственники жилья, где порой этими вопросами занимаются люди абсолютно не заинтересованные в качестве подаваемой воды.
В данной работе было задействовано 20 самодельных ватно-марлевых фильтров, поставленных на один час активного пользования питьевой водой в домах учащихся и в школе. Волоконные фильтры были установлены на 30 мин. активного водопользования. Данный эксперимент груб в оценке, но он визуально хорошо показывает видимые глазу загрязнения – получается более наглядная картина, где идет вода более чистая (рис. 1-4).Фильтры в эксперименте окрашивались от светло-коричневого до темно-коричневого с примесью мелких твердых темно-коричневых образований.
Эксперимент показал, что даже там, где в квартире стоят стационарные фильтры вода не всегда качественная. Иногда бывают залповые выбросы грязной воды из крана, причина которых не всегда ясна. В этих случаях не спасают никакие фильтры. Особенно это хорошо заметно на волоконных фильтрах. Исследования водопроводных труб показали, что и в школе, и в домах, где проживают наши уч-ся водопроводные трубы покрыты слоем слизи, а это наблюдается в тех случаях, когда там скапливаются железобактерии, ухудшающие свойства и вкус воды. Чтобы продолжить свои исследования, я познакомился с литературой “Экологическая оценка окружающей среды. Практикум”, составитель Т.В. Сажнева, и, используя оборудование химического кабинета, я провел следующие доступные мне исследования по определению качества воды:
Исследование показателей качества воды (запах, цвет, мутность).
Условие эксперимента: отбор воды при толщине водяной струи 0.5 см. при постоянной температуре среды. В работе были использованы стеклянные цилиндры, с плоским дном градуированные по высоте в сантиметрах, высотой 30 и 50 см. с внутренним диаметром 2.5 см.; стандартный шрифт с высотой букв 3.5 мм; конические колбы емкостью 250 и 500 мл.
Определение прозрачности воды: цилиндр устанавливаем на стандартный шрифт, наполняем исследуемой водой до момента, пока рассматриваемые сверху буквы станут плохо различимы. Измеряем линейкой высоту с точностью до 0,5 см. Делаем это для воды из школьного водопровода, из водопровода домов по ул. 40-лет Победы,67,.65в по ул. о водопровода, из домао водопровода, из дома высотой 30 и 50 см. пользования питьевой водой.,7, из артезианской скважины во дворе котельной по ул. 40-лет Победы и для воды из колодца в 60 км от Краснодара (ст-ца Платнировская).
Для определения цветности берем бесцветный мерный цилиндр с плоским дном, отмечаем высоту 20 см, до этой отметки наливаем исследуемую воду и ставим на светлый фон при дневном освещении. Увиденное отмечаем словесно в таблице.
Определение запаха. В коническую колбу наливаем 250 мл исследуемой воды, накрываем стеклянной пробкой, встряхиваем вращательным движением, открываем и определяем характер и интенсивность запаха. Результаты исследований помещены в таблицу № 1.
Определение pH питьевой воды. Налить в одну пробирку дистиллированную воду, в другую – исследуемую воду. В обе пробирки поместить по кусочку универсальной индикаторной бумаги на 5 мин. Сравнить окрашивание и сделать вывод о пригодности воды для питья. Во всех образцах вода оказалась пригодной для питья (рис. 5-9).
Проделанные исследования показали, что водопроводная вода, которую мы пьем не используя фильтры визуально прозрачная (за исключением случаев залповых выбросов), но на ватно-марлевых и волоконных фильтрах в течение 0.5-1 часа наблюдается заметное окрашивание (от светло-коричневого до черного), указывающее на загрязнение воды в школе и в домах учащихся. Вода артезианская из скважины во дворе котельной дала едва заметное окрашивание ватно-марлевого фильтра, а вода из колодца( 5ведер-40 литров) не дала окрашивания фильтров, что говорит о том, что свойственных водопроводной воде загрязнителей здесь нет. Следует также отметить, что волоконные фильтры окрашиваются уже через две-три минуты как в школе, так и в домах учащихся в микрорайоне, хотя на общей прозрачности воды это никак не сказывается. pH воды во всех пробах соответствует нормативным параметрам по питьевой воде. По прозрачности на первом месте – вода из колодца, на последнем – вода из водопровода МОУ СОШ № 11.,хотя визуально эти отличия были едва заметными . Понятно, конечно, что качество труб школьного водопровода хуже,(50 лет износ), капитального ремонта никогда не было, полностью трубы ни разу не менялись. Слабое окрашивание фильтров, установленных на артезианской скважине во дворе котельной по улице 40 лет Победы лишний раз доказывает, что загрязнения фильтра связаны с качеством самого водопровода, ведь вода эта не проходила через систему труб многоэтажного здания. Вода в колодце вообще не соприкасалась с трубами, а сам колодец имел деревянную крышку для защиты от пыли и другого мусора, поэтому вода в нем отстоянная ,чистая. В своей следующей работе я хочу определить химический состав воды в тех же самых источниках, о которых идет речь в этой работе.
Данная работа показала:
- фильтры, установленные на исследуемых объектах, были окрашены в цвета от светло-коричневого до темно-коричневого, с наличием мелких твердых включений темного цвета.
- водопроводные трубы на исследуемых объектах в доступных для исследования местах, покрыты довольно толстым слоем слизи, говорящих о наличии железобактерий.
- водопроводная вода в МОУ СОШ №11, в многоэтажных домах по улице 40 Лет Победы по исследуемой методике соответствует параметрам, установленным для питьевой воды, несмотря на показания фильтров.
- вода из артезианской скважины во дворе котельной по улице 40 Лет Победы дала едва заметное окрашивание фильтров, так как не проходила по системе водопроводных труб, в сравнении с водой, подаваемой в многоэтажные дома.
- вода из колодца не изменила цвет фильтров, так как не соприкасалась с системой водопроводных труб.
Исходя из результатов проведенных исследований, следует сделать общий вывод о том, что основные загрязнения воды на исследуемых объектах связаны с системой водопроводов на исследуемых объектах.
Для решения данного вопроса я предлагаю:
- установить стандартные стационарные фильтры во всех детских учреждениях;
- вовремя заменять старые водопроводные трубы там, где это необходимо;
- если нет возможности использовать стандартные стационарные фильтры, следует использовать отстоянную воду в баках или использовать бутылированную воду.
- специалистам провести определение качества воды во всех детских муниципальных заведениях и принять соответствующие меры по улучшению качества питьевой воды.
- использовать все имеющиеся средства массовой информации для повышения экологической грамотности населения, а также заботы о своем здоровье, что несомненно скажется на улучшении здоровья всей нации.

Таблица 1
Сводная таблица результатов исследований питьевой воды в микрорайоне СОШ № 1
Образец воды
Прозрач-ность, см
Цветность
Хар-ка интенсивности запаха
pH 1
Загрязнение2 волоконного фильтра
Наличие стационарных фильтров

МОУ СОШ № 11
38.5
Не обнаруж.
Очень слабая
7.0
+++
Отсутств.

Ул. 40-лет Победы,67
40
Не обнаруж.
Очень слабая
7.0
++++
Отсутств.

Артезианская (гор. котельная, ул.40-лет Победы)
40.5
Не обнаруж.
никакой
7.5
+
Отсутств.

Вода из колодца (ст-ца Платнировская)
45
Не обнаруж.
никакой
6.5
-
Отсутств.

pH чистой водопроводной воды – 6.0-8.5, ГОСТ 2874-82. Определяется сразу после отбора пробы.
Окрашивание фильтра: + - слабое, еле заметное окрашивание; +++ - появляется в течение 2-3 мин; ++++ - в течение 1-2 мин; - - окрашивание не наблюдается.







Литература

Белюченко И. С. Экология Кубани. Краснодар, 2005.
Иващенко Е. Ф. Вода и климат.1999
Максимов Н.А. За страницами учебника географии. Издательство Просвещение,1981.
Саженева Т.В. Экологическая оценка окружающей среды. Практикум, Краснодар, - 1997.
Синюков В.В. Вода известная и неизвестная. Издательство Знание, М.-1987.
Скрипкина Л.И. Жизнь на Земле. Ростов-на-Дону: Кн. Изд-во, 1991.
Хушт Зара. Краснодарские известия, 11 декабря 2009 г.



































Краевая научно-практическая конференция Малой сельскохозяйственной академии учащихся Кубани










Экологические проблемы нашей местности:
Качество питьевой воды в микрорайоне МОУ СОШ № 11 г. Краснодара
(научно-исследовательский проект)









Выполнил: Ученик 8- А класса
МОУ СОШ № 11
Сердюк Георгий

Руководители: Каверга В.А. – учитель
биологии МОУ СОШ № 11;
Фурменкова Н.Н. – учитель химии
МОУ СОШ № 11












Краснодар, 2010








13PAGE 15


13PAGE 141215




15