Введение
Актуальность нашей работы заключается в том, что сейчас остро стоит вопрос о качестве воды, которую мы пьем. В последнее время обострена проблема влияния деятельности человека на окружающую среду. Промышленная деятельность имеет последствия, как положительные, так и отрицательные. Количество выбросов на многих предприятиях превышает допустимые нормы. Эти выбросы идут и в атмосферу, и в открытые водные источники. Они влияют на качество воздуха и на качество воды, которой мы каждый день пользуемся.
Чаще всего люди не задумываются и заблуждаются в безопасности источников воды, которыми они пользуются постоянно. В воде живут различные микроорганизмы, которые могут вызывать опасные и даже смертельные заболевания, такие как брюшной тиф, холера, туляремия, инфекционный гепатит, дизентерия и другие. Многие просто не знают, что вода которую они пьют, может быть заражена. Поэтому мы решили исследовать с помощью микроскопа наличие микроорганизмов в разных источниках.
Цель: исследовать качество воды из разных источников методом электролиза.
Задачи:
- Ознакомиться с разными методами определения качества питьевой воды.
- Провести эксперимент по исследованию методом электролиза.
- Рассказать учащимся и их родителям о безопасных источниках воды в селе Карнак.
Гипотеза: в открытых источниках воды (лужа, река) будут присутствовать микроорганизмы, а в закрытых (водопроводная, родниковая, бутилированная) их не должно быть.
Объект исследования: вода
Предмет исследования: качественный состав воды.
Методы:
- Изучение литературы
- Эксперимент
- Наблюдение
Оборудование:
- Мерный стакан
- Аппарат электролиза
Исследования воды
С древнейших времен у людей проявлялся интерес к окружающим вещам. Такой предмет изучения как вода был постоянным объектом многих мыслителей и философов. Изначально они считали её одним из четырех элементов, из которых состоит все сущее. Конечно, мысли Платона далеки от научной реальности, ведь в те времена достаточно было высказать теорию, но её никто не доказывал и не опровергал. Философы не задавали вопросов природе. Они размышляли. Так, древнегреческий философ и математик Фалес Милетский высказал мысли о сущности воды и был прав: «Вода есть вещество изначальное, а, следовательно, составляет материальную основу всех вещей»
Научное обоснование всех теорий началось только с конца 17 века. Великий вклад в современную химию внёс французский алхимик – А.Л. Лавуазье. Он в процессе своих исследований определил воду как сложное вещество, состоящее из водорода и кислорода, а также доказал невозможность многих алхимических превращений. Чем больше люди узнавали про воду, тем больше задавалось вопросов без ответа.
Постепенно с ростом знаний о воде, росла и область ее применения. Так, промышленное производство в России по сравнению с СССР увеличилось почти в 6 раз. Вместе с ростом производства возрос и экологический вопрос: качество питьевой воды заметно ухудшилось со времен промышленного переворота. Чтобы избежать проблем со здоровьем у потребителей, ученые прикладывают много сил к очистке водных источников.
Технология очистки сточных вод развивается до сих пор. Каждый год система водоснабжения меняется, ведь меняются условия воздействия на воду. Стандартная очистка сточных вод включает в себя 4 этапа: механическая, биологическая, физико-химическая и дезинфекционная – эта система работает давно, но в ней есть свои недостатки. Известно, что сегодня вода не проходит должную обработку из-за чего люди подвергаются заболеваниям, будь то бактериальные или вирусные.
Относительно недавно выпустили в продажу аппарат для качественной очистки воды с помощью электрокоагуляции и электрофлотации. На протяжении 40 лет его разрабатывали ученые из Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова и выпустили только в 2008. Этот аппарат, в отличии от стандартного, очищает воду от взвешенных примесей. Кроме того, электрохимические процессы сопровождаются образованием атомарного кислорода, который, являясь мощным окислителем, способствует обеззараживанию воды.
На данный момент существует множество стартапов, направленных на экологическое очищение воды. Так, например, американские ученые выпустили переносные фильтры для воды «Lifestraw», которые уничтожают до 99,9% всех бактерий и защищает от вирусов. Такие фильтры удобны тем, что занимают немного места и небольшие по массе. А технология очень простая: все вредные вещества накапливаются в дополнительном фильтре у основания, что потом дает возможность их утилизировать.
Методы определения качества воды
В современном мире анализ того или иного вещества возможно провести даже школьнику, для этого не обязательно иметь ученую степень и хорошую лабораторию. Однако, если нужен детальный анализ с углублением в микробиологию и неорганическую химию, то без института не обойтись.
Определить качество воды сейчас очень просто, не рассматривая ее химическую и биологическую природу: понюхав воду, можно определить давность ее хранения; посмотрев ее цвет, мы видим, насколько она загрязнена; если мы попробуем воду, можем определить ее качество. Мы делаем это каждый день, но не думаем, насколько мы помогаем нашему организму, защититься от нежелательных гостей.
В школьных условиях или при наличии микроскопа можно провести массу исследований.
Например, определение уровня водородного показателя pH среды в воде. Для этого понадобится лакмусовая бумажка, шкала значений pH и вода. Проводить эксперимент очень просто, и времени тратится не более двух минут.
Также, можно определить количество хлоридов в воде. Для качественного определения хлоридов, в пробирку с водой добавляем 3 капли 10% нитрата серебра (AgNO3) и наблюдаем за выпадением осадка или помутнения воды.
Определить жесткость воды можно дома, без наличия каких-либо химических веществ и реактивов. Достаточно бросить в пробирку с водой кусочек мыла и встряхнуть до полного растворения. Если нет осадка в виде хлопьев, и появилась пена, то вода достаточно мягкая.
Организация эксперимента.
Для того что бы определить качество и состояние годности воды для питья, мы берем с собой воды из разных источников:
1) Вода из колодца
2) Водопроводная вода
3) Дистиллированная вода.
В условиях научной лабораторий, создаем некую систему из двух вилок (для розетки) и одной вольфрамовой лампочки. Соединяем проводниками оставляя лампочку посередине и готово. Наливаем все три вида воды в три разных стакана. И потом опускаем одну вилку в стакан, а 2- вилку соединяем током.
Вода которая в первом стакане взята из колодца, содержит в себе много разных минералов и микроэлементов которые могут быть а скорее всего и есть вредными, и именно по этому она разделяется на ионы и сразу загорается лампочка.
Вода, которая во втором стакане взята из водопровода, относительно воды из колодца является чище и со стороны ученых одобряется что она пригодна для питья (т.к в ней не содержится то количество элементов которые могли бы навредить человеческому организму). Соответственно вольфрамовый проводник будет излучатся не так ярко относительно яркости от воздействия с водой из колодца.
Вода, которая в третьем стакане это дистиллированная вода. То есть она чистая почти на 100% или же абсолютно на все 100%. Соответственно это вода не будет ионизироваться или же разделятся на них, и лампочка не загорится.
Заключение
На первый взгляд, нам может показаться, что вода абсолютно чистая. Мы не видим в ней ни мусора, ни бактерий, ни простейших. Невооруженным глазом можно разглядеть гораздо меньше, чем есть на самом деле, не всегда фильтрация может обезопасить вашу воду, самое опасное - таится в глубинах неизвестного. Угроза может быть совсем незначительной, например, безобидная инфузория, которая сразу же погибнет в вашем организме, но может вы откроете дверь опасным бактериям и простейшим, таким как кишечная палочка и лямблия. Важно пить только предварительно очищенную воду, не полагаться исключительно на свое чутье и зрение, ведь оно может подвести.
Как выяснилось выше, существует множество способов узнать качество воды: начиная визуальным и заканчивая наблюдением под микроскопом и лабораторными практиками. Конечно, для детального исследования необходимы лабораторные условия, но при первичном изучении уже можно понять: стоит ее пить или нет.
Мы провели исследование пресной воды методом электролиза и выяснили, что заблуждаемся в безопасности некоторых источников воды. Гипотеза частично подтверждена: не во всех закрытых источниках вода абсолютно чистая и безопасная, однако, в открытых источниках, таких как река, лужа, вода заражена бактериями и простейшими. При дополнительных исследованиях можно определить виды простейших, но уже сейчас можно сказать, что воду из открытых источниках пить категорически не рекомендуется! Колодезная вода содержала мелкий мусор, поэтому необходимо проводить термическую обработку или фильтрацию.
Все задачи выполнены, в том числе, мы донесли до школьников и их родителей информацию о безопасных источниках пресной воды. Порекомендовали обрабатывать воду из-под крана и из колодца. На наглядном примере показали, что бутилированная вода абсолютно чистая. К счастью, никто из опрошенных не употреблял воду из открытых водоемах, многие пользуются фильтрами и кипятят воду.
По результатам исследования, мы удостоверились в качестве разной воды, и оповестили о результатах своих родственников и знакомых. Если все, основываясь на нашем проекте, будут доносить информацию о безопасности воды своим знакомым, то будет гораздо меньше количества болезней и смертей от них.
Источники информации
- Мамонтов С.Г. Биология для поступающих в вузы.
- http://childrenscience.ru/
- http://class-fizika.narod.ru/7_wod.htm
- http://ovode.net/6.php
- https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%BE%D0%BA%D0%B5%D0%B0%D0%BD
- https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%B8%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B1%D1%83%D0%BB%D1%8C%D0%BE%D0%BD
- https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1328604
- https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D0%B7%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C
- https://www.youtube.com/watch?v=h_H4begTgzs
- https://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2012/03/17/opredelenie-kachestvennogo-sostava-vody-obektov#h.36604e263d95
- http://greenbelarus.info/articles/04-08-2015/kto-zhivyot-v-nashih-vodoyomahhttp://parazitoved.ru/infection/prosteyshie/prostejshie-parazity.ht
