Дослідницька робота "Способи очищення води в домашніх умовах"

Про матеріал

Метою дослідницької роботи є ознайомлення із способами очищення і знезараження води; рекомендації для отримання в домашніх якісної питної води; формування знань про вплив якісної питної води на здоров’я людини; доведення необхідності раціонального використання водних ресурсів; пропагування дбайливого ставлення до води як найціннішого мінералу на Землі.

Перегляд файлу

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Головне управління освіти і науки Тернопільської облдержадміністрації

Тернопільське обласне комунальне територіальне вiддiлення МАН України

Відділення: хімії та фізики

Секція: хімія

СПОСОБИ ОЧИЩЕННЯ ВОДИ В ДОМАШНІХ УМОВАХ

Роботу виконала:

Бондарчук Олександра Олександрівна,

учениця 7 класу

Андрушівського закладу загальної

середньої освіти І-ІІІ ступенів

Науковий керівник:

Захарчук Людмила Володимирівна,

вчитель хімії та фізики

Андрушівського закладу загальної

середньої освіти І-ІІІ ступенів

Тернопіль 2023

Актуальність теми: вода – одна з найпоширеніших речовин у природі (гідросфера займає 71% поверхні Землі). Існування живих організмів без води неможливе. Тіло людини майже на 63%-68% складається з води. У зв’язку з цим людський організм постійно потребує питної води для свого функціонування. Запаси питної води в різних регіонах планети різні, подекуди дуже обмежені. Дуже часто навіть коли питної води вдосталь, вона не завжди буває достатнього ступеню якості. Поряд з глобальними завданнями людства щодо дослідження найбільш економічно та екологічно вигідних промислових методів очищення води сьогодні постає життєва необхідність ознайомлення пересічних громадян з доступними способами очистки води в домашніх умовах, що й обумовлює актуальність теми.

Мета роботи : ознайомитися зі способами очищення і знезараження води та рекомендувати їх для впровадження в домашніх умовах для отримання якісної питної води, формувати знання про вплив якісної питної води на здоров’я людини, довести необхідність раціонального використання водних ресурсів, пропагувати дбайливе ставлення до води як найціннішого мінералу на Землі.

Завдання дослідження: опрацювати літературні та електронні джерела інформації; зібрати інформацію про способи очищення питної води в побуті; дослідити способи очищення води шляхом домашнього експерименту; розробити практичні рекомендації щодо застосування способів очищення води в домашніх умовах.

Об’єкт дослідження: вода.

Предмет дослідження: якість питної води та її вплив на здоров’я людини.

Методи дослідження :

• теоретичні (робота з різними джерелами інформації – підручник хімії та фізики, довідники, енциклопедії, інтернет-ресурси; аналіз, порівняння, систематизація);

• емпіричні (домашній експеримент, спостереження).

Практичне значення роботи: ознайомлення зі способами очищення води, доступними в домашніх умовах, стане в пригоді у повсякденному житті кожній людині.

ЗМІСТ

ВСТУП………………………………………………………………………………5

РОЗДІЛ 1

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ……………………………………………………………..6

Українські показники якості питної води……………………………….......6
Стан питної води у Тернопільській області……………………………………...8

РОЗДІЛ 2 УМОВИ, МЕТОДИКА ТА РЕЗУЛЬТАТИ ПРОВЕДЕНИХ

ДОСЛІДЖЕНЬ………………………………………………………………………….9

2.1. Відстоювання води…………………………………………………………………9

2.2. Кип’ятіння води…………………………………………………………………….9

2.3.Заморожування води……………………………………………………………….10

2.4. Насичення води кремнієм…………………………………………………………11

2.5. Очищення води активованим вугіллям…………………………………………...12

2.6. Очищення води за допомогою рослин……………………………………………14

ВИСНОВОК…………………………………………………………………………...15

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……………………………………………..16

ВСТУП

Забезпечити населення якісною питною водою – це одне із актуальних завдань, що стоять перед людством. На сьогодні стандарти якості питної води в Україні є недосконалими; показники, що аналізуються не відповідають міжнародним стандартам, якими користується європейське товариство.

Вода з-під крана – це часто єдине джерело води міського жителя. І навіть після промислового очищення водопровідної води, щоб стати максимально придатною для вживання, вона потребує додаткового очищення та знезараження. Стан нашого здоров’я перебуває в залежності від багатьох факторів. Одним з них є якість питної води. За даними Міністерства охорони здоров’я біля 80% захворювань людей пов’язані з якістю питної води. Результати вживання неякісної питної води призводять до невтішних результатів. Біля 25% населення України (переважно дитячого) щорічно ризикують захворіти.

Ще однією причиною забруднення води в нашій державі стала війна, російська армія знищує об’єкти критичної інфраструктури та очисні споруди, які мали б забезпечувати доступ чистої води. В тимчасово окупованих населених пунктах ситуація ще гірша, а в Маріуполі вже навіть повідомляють про спалах холери – хвороби, що поширюється через забруднені продукти й воду. Тому моя робота зосереджена на тому, як отримати питну воду, якщо доступ до неї обмежений.

РОЗДІЛ 1

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1Українські показники якості питної води

Питна вода повинна відповідати всім встановленим нормам, бо від складу і якості води залежить наше життя та існування всього живого на планеті.

В Україні норми й вимоги якості питної води регулюються держстандартом «ДСТУ 7525 до: 2014 Вода питна». Питна вода повинна бути безпечна за епідеміологічними вимогами, нешкідлива за хімічним складом.

Прагнучи нових благ цивілізації, люди брутально втручаються в закони природи. Проте зиски, на які вони розраховують, приходять разом із наслідками, котрих не чекали.

Це справедливе твердження повною мірою стосується сучасної екологічної ситуації в Україні. І насамперед – ситуації з питною водою.

Більшість басейнів річок і водоймищ, з яких, переважно, забезпечуються потреби населення у воді, не можна вважати екологічно безпечними. У деяких містах і навіть окремих регіонах відхилення в якості води від норми сягає 70–80%.

На жаль, продукти людського господарювання у вигляді стічних вод уже дісталися навіть підземних горизонтів. Далеко не в усіх регіонах підземні води відповідають вимогам до питної води через підвищений вміст хімічних сполук, нітратів і бактеріологічного забруднення. Як наслідок, значна частина населення використовує для питних потреб недоброякісну воду. Намагаючись захиститися від її шкідливого впливу, чимало українців у наш час переходять на споживання бутильованої води. Проте перед тим як потрапити у пляшку, вода із більшості підземних джерел потребує додаткової водопідготовки, в тому числі й очищення. І тільки в небагатьох регіонах України чисте екологічне середовище дозволяє виробникам бутилювати воду в її природному стані.

Проблема екологічного стану водних об’єктів є актуальною для всіх водних басейнів України. Вода у більшості з них класифікується як «забруднена» і «брудна» (IV–V клас якості). Найгостріша ситуація спостерігається в басейнах Дніпра, Сіверського Дінця, річках Приазов’я, окремих притоках Дністра і Західного Бугу, де якість води класифікується як «дуже брудна» (VI клас).

05_Ecosytuacia_ta_stan_pytnyh_vod_yakist_poverhkn

Водні об’єкти, котрі забруднюються, тобто джерела питного водопостачання, тягнуть за собою погіршення якості питної води та створють серйозну небезпеку для здоров’я населення в багатьох регіонах України. Відставання України від розвинутих країн по середній тривалості життя та висока смертність певною мірою пов’язані саме із споживанням неякісної питної води.

Дані ЮНІСЕФу Україна свідчать про те, що близько 6 мільйонів українців щоденно мають проблеми з доступом до питної води через інтенсивні бойові дії. Люди змушені використовувати воду з колодязів, систем централізованого водопостачання, річок тощо. Невідомо, чи ця вода безпечна й придатна для пиття та приготування їжі, тому важливо її очистити самостійно в домашніх умовах.

1.2. Стан питної води у Тернопільській області

Спеціалістами Головного управління Держпродспоживслужби в Тернопільській області спільно з фахівцями Тернопільської регіональної державної лабораторії Державної служби України з питань безпечності харчових продуктів та захисту споживачів здійснюється систематичний моніторинг якості води з джерел нецентралізованого водопостачання, що розташовані на території області. Так, згідно Плану проведення лабораторних випробувань, вимірювань, досліджень та експертизи під час здійснення державного нагляду (контролю) у сфері санітарного законодавства протягом поточного періоду 2023 р. проведено 264 дослідження проб питної води нецентралізованого водопостачання на відповідність вимогам ДСанПіН 2.2.4.-171-10 «Гігієнічні вимоги до води питної призначеної для споживання людиною» за мікробіологічними та санітарно–хімічними показниками (встановлено 9 невідповідностей).

Станом на 29.06.2023 р. з початку року здійснено 90 самостійних та комісійних обстежень джерел нецентралізованого водопостачання, виявлено 43 порушення .

РОЗДІЛ 2

УМОВИ, МЕТОДИКА ТА РЕЗУЛЬТАТИ ПРОВЕДЕНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

2.1. Відстоювання води

Даний спосіб являється самим простим та не потребує великих зусиль. Відстоювати воду необхідно протягом 8 годин. За цей час більшість солей важких металів, розчинених у воді, осядуть на дно у вигляді малопомітного осаду. Також за такий невеликий період відстоювання з води підуть частки хлору.

ЕТАПИ РОБОТИ

І. Наповнила ємність водою і дала їй можливість відстоятися близько 8 годин. При цьому ємність кришкою не накривала, дала можливість воді “дихати”. Через 4 години з води випаруються майже всі летючі домішки, в тому числі і хлор, який використовується для знезараження питної води.

Ще через 4 години більшість солей важких металів, розчинених у воді, осядуть на дно у вигляді малопомітного осаду.

ІІ. Для завершення процедури відстоювання обережно (без збовтування) злила 2/3 об’єму відстояної води в інший посуд, а рідину, яка залишилась на дні посудини вилила геть.

Варто зазначити, що відстоювання не вбереже вас від інфекцій чи злоякісних бактерій, що можуть міститися у воді.

2.2. Кип’ятіння води

Кип’ятіння води призводить до руйнування багатьох розчинених в ній органічних речовин, а також до видалення хлору та інших газів.

Такий метод очищення води досить простий і ефективний, проте, в процесі кип’ятіння вода випаровується, відбувається збільшення концентрації солей жорсткості, розкладання і випадання їх у вигляді накипу, який потрапляє потім в наш організм. Накопичені солі призводять до виникнення різних захворювань суглобів, нирок, серцево-судинної і нервової системи. До того ж, кип’ятіння води не призводить до загибелі вірусів.

ЕТАПИ РОБОТИ

І. Наповнила ємність водою і кип’ятила її протягом 10-20 хвилин. Дала воді охолонути і відстоятися. Обережно злила ¾ об’єму води, щоб не скаламутити утворений осад.

ІІ. Не кип’ятила воду дуже довго, бо в процесі довгого кип’ятіння водопровідної води збільшується концентрація солей важких металів.

Метод кип’ятіння виступає як спосіб очищення, так і cпосіб стерилізації, адже кип’ятіння знищує у воді як шкідливі, так і корисні мікроорганізми.

2.3. Заморожування води

При такому методі відбувається перекристалізація води. Багато хто впевнений, що досить прибрати ємність з водою в морозильник, потім –розморозити, і все, справу зроблено. Насправді, виморожування води – процес тривалий і складний. В його основі лежать закони хімії. Коли рідина замерзає, у найхолоднішому місці відбувається кристалізація основної речовини, а в найменш холодному – тверднуть вже розчинені в ньому домішки. Найголовніше для правильності процесу – зробити так, щоб вода замерзала повільно і її кількість в різних частинах посудини була різна.

Виморожування води відбувається протягом декількох годин, причому, процес потрібно постійно контролювати. Якщо цього не зробити, відбудеться різке зниження якості очищення води.

Виходить талої води наполовину менше, ніж спочатку налитої. Зате це найчистіша вода, що здатна омолоджувати організм, розчиняє жири, покращує якість крові. У кого проблеми із серцево-судинною системою – це чудовий спосіб поправити здоров’я.

ЕТАПИ РОБОТИ

І. Налила воду в ємність.

ІІ. Помістила ємність з водою в морозильну камеру. З метою теплоізоляції під ємність поклала шматок пористого картону.

ІІІ. Через деякий час на поверхні утворюється невелика крижана кірка. Вона складається з води з домішками важких металів і замерзає в першу чергу. Видалила кірку із посудини і чекала, коли замерзне половина решти об’єму води.

IV. Злила незамерзлу воду, в якій знаходяться солі і різні домішки.

V. Лід, що утворився, розтопила і можна вживати для пиття і приготування їжі.

Виморожена вода на смак м’яка.

2.4. Насичення води кремнієм

Не випадково раніше викладали стінки криниць кременем. Така вода була завжди смачною і чистою, а люди, які її пили, рідше хворіли. Вважалося, що заряджена кремнієм вода допомагає позбутися від 100 недуг. І сьогодні вода з природним вмістом кремнію високо цінується у всьому світі.

Кремній - потужний адсорбент, здатний виводити з організму сотні видів токсинів. При нестачі кремнію порушується обмін речовин, тому більше 70 корисних елементів просто не засвоюються. Взагалі, кремнію в нашому організмі більше 4%. Він відіграє важливу роль в діяльності серцево-судинної системи і системи кровотворення, ось чому людям рекомендується вживати саме воду з вмістом цього мікроелемента. Як стверджують експерти, він стимулює імунітет, уповільнює процеси старіння в тканинах. Цей мікроелемент бере безпосередню участь в синтезі колагену — білка, який відповідає за стан шкіри, волосся і нігтів, сполучних тканин. Кремній допомагає відновлювати еластичність суглобів. Приготувати кремнієву воду можна і в домашніх умовах.

ЕТАПИ РОБОТИ

І. Промила ретельно кусочки кремнію, помістила у скляну ємність і залила водою.

ІІ. Розмістила ємність з водою в приміщенні з кімнатною температурою і природним освітленням, але так, щоб прямі сонячні промені не потрапляли на ємність з водою. Через 2-3 дні вода буде готова до вживання.

Насичена кремнієм вода дуже смачна, не містить бактерій і довго зберігається.

2.5. Очищення води активованим вугіллям

Активоване вугілля — це вуглецева пориста речовина, яка здатна відштовхувати воду і поглинати речовини, гази, пар тощо. Активоване вугілля вважається найвідомішим сорбентом для поділу та очищення речовин. Субстанцію отримують з деревного вугілля, кам’яновугільного коксу та горіхової шкаралупи шляхом обвуглення. Таблетки активованого вугілля відмінно абсорбують осад та аромати. Без них не обійтися, коли доводиться черпати воду з джерела, якому немає віри. Через вугільну фільтрацію йде знезараження від мікроорганізмів та домішок в екстрених умовах.

ЕТАПИ РОБОТИ

Взяла до п'ятидесяти пігулок вугілля, марлеву тканину або широкий бинт, вату, літрову банку та пластикову пляшку для виготовлення фільтра.

І. Зрізала денце пляшки та помістила її горловиною в банку.

ІІ. Шматком марлі або тканини розміром 20х20 см обгорнула вату і поклала в отвір пляшечки. Таким є первинний шар фільтра.

ІІІ Таблетки не подрібнюю, вони швидко розмокають у вологому середовищі. Загортаю їх у шматок вати і кладу в пляшку, поверх першого шару.

Після використання активованого вугілля для очищення води зникає неприємний запах

2.6. Очищення води за допомогою рослин

ЕТАПИ РОБОТИ

І.Помістила у ємність з водою гроно горобини. Природні антибіотики, що містяться в горобині, за 3 години знищують бактерії на рівні з процесом хлорування.

Вода, очищена гронами горобини, смачна і приємно пахне. Замість грон горобини для очищення можна застосовувати лушпиння цибулі, листя черемхи та гілки ялівцю, але тоді, щоб очиститися, вода повинна настоюватися не менше як 12 годин.

ВИСНОВОК

У своїй роботі я поділилася власним досвідом зміни якості питної води в домашніх умовах. У результаті проведеної дослідницької роботи було вивчено та випробувано різні способи очищення води: фільтрування, кип'ятіння, відстоювання, заморожування, насичення іонами кремнію, очищення за допомогою рослин. На основі експериментів я довела, що в домашніх умовах дійсно можна очистити воду з мінімальними витратами. Оцінюючи різні способи очищення води можна зробити такий висновок: найбільш ефективними способами є очищення кремнієм та активованим вугіллям, а найпрактичнішими методами виявилися заморожування та відстоювання.