Проект по химии «Вода, которую мы пьем»
Государственное профессиональное образовательное учреждение Ярославской области Ярославский техникум радиоэлектроники и телекоммуникаций
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ИТОГОВЫЙ ПРОЕКТ
Вода, которую мы пьем
Выполнил:
Новожилов Владислав Алексеевич
Группы: 3 МРТ
Руководитель: Царькова Наталья
Александровна
Ярославль
2020
Содержание
Введение………………………………………………………………..3
1. Теоретическая часть……………………………………………….
1.1. Свойства воды…………………………………………………..5
1.2. Виды воды……………………………………………………….7
2. Практическая часть………………………………………………….8
2.1. Мини-опрос…………………………………………………..…8
2.2. Отбор проб………………………………………………….…..9
2.3. Методы определения показателей, характеризующие свойства питьевой воды………. ……………………………..10
2.3.1. Физические методы определения качества воды……..10
2.3.2. Определение качества воды методами
химического анализа…………………………….13
Заключение………………………………………………………………….15
Список использованной литературы и интернет ресурсы…………………………………………………………………17
Введение
Я выбрал данную тему, потому что роль воды в живых организмах очень велика. Она является универсальным растворителем, обеспечивает приток и удаление веществ в клетках, обеспечивает теплорегуляцию. Поэтому особенно актуальным в последнее время стал вопрос о качестве используемой воды.
В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены газы и соли, находятся твердые взвешенные частички. Это природная жесткость воды. Понятие жесткости воды мы встречаем не только в спелеологии и в геологии, а, вообще, повсеместно – в химии, технике и даже в быту. И поэтому это понятие очень важно для определения качества воды. Кроме природных примесей на качество воды оказывают влияние условия формирования поверхностного или наземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ – загрязнителей, ухудшающих качество воды.
Я проживаю на территории города Ярославля. Жители моего города пользуются водой из реки Волга и скважины (подземные воды). В нашем городе у многих людей встречаются камни в почках и желчном пузыре. Я опросил 20 жителей моего города о наличии камней в их организме. У 13 человек были почечнокаменные болезни. Из них 11 человек были прооперированны по поводу удаления камней.
Я заинтересовался, почему это происходит. Оказывается, что немаловажную роль играет качество потребляемой воды.
Актуальность: Человеку необходимо пить чистую воду. Найти в природе такую воду с каждым годом становится все сложнее и сложнее. Даже в тех районах, где достаточно пресной воды, люди порой страдают от недостатка качества питьевой воды.
Проблема: Как определить качество очистки воды?
Цель: оценить качество питьевой воды г. Ярославля.
• Задачи: Изучить свойства воды и ее значение в жизни человека.
• Выявить различными методами состав воды из разных источников.
• Подготовить рекомендации практического характера по улучшению качества питьевой воды.
Проектным продуктом будет являться буклет, где будет собраны рекомендации практического характера по улучшению качества питьевой воды.
1. Теоретическая часть
1.1.Свойства воды
Какую ни возьми каплю воды, она имеет свое «индивидуальное» сочетание молекул. Сегодня уже известно, что вода имеет 42 различных вида. Постоянно соприкасаясь со всевозможными веществами, вода фактически всегда представляет собой раствор различного, зачастую очень сложного состава. Химический состав вод может быть одинаков, а их воздействия на организм разное, потому что каждая вода формировалась в конкретных условиях.
Молекула воды представляет собой маленький диполь, содержащий положительный и отрицательный заряды на полюсах.
К физическим свойствам воды относят следующие свойства – температура плавления и кипения воды, плотность воды и льда, теплоемкость воды, скрытая теплота плавления и испарения воды, диэлектрическая проницаемость воды, поверхностное натяжение воды.
При нормальном давлении чистая вода кипит при 100°C, а замерзает при 0°C. При замерзании плотность воды уменьшается, а не увеличивается как у других веществ.
Теплоемкость воды равняется 4,187 кДж/(кг·К).
Вода является хорошим растворителем. В ней растворяются многие вещества.
Одной из основных характеристик воды является концентрация ионов водорода, обозначаемая как рН.
1.2.Виды воды.
Вода может существовать в трёх основных состояниях – жидком, твёрдом и газообразном и в свою очередь приобретать самые разные формы. По особенностям происхождения, состава или применения, выделяют:
• Мягкая вода и жёсткая вода.
• Подземные воды.
• Талая вода.
• Пресная вода.
Пресная вода – это вода, солёность которой меньше 0,1 %, даже в форме пара или льда. Наибольшая часть пресной воды земли содержится в ледниках и ледяных массивах в полярных регионах. Помимо этого, пресная вода существует в реках, ручьях, пресных озёрах, а также в облаках. По разным подсчётам доля пресной воды в общем количестве воды на Земле составляет 2,5-3 %.
• Минеральная вода.
• Дождевая вода
• Питьевая вода, водопроводная вода.
• Тяжелая и легкая вода.
• Дистиллированная вода.
• Сточная вода.
• Ливневая или поверхностная вода.
2. Практическая часть
2.1. Мини-опрос
В ходе работы мы провели мини-опрос. В анкетировании приняло участие 63 человека: учащиеся 1, 2, 3 курсов, преподаватели. Учащимся, преподавателям предлагалось ответить на вопросы анкеты.
Результаты исследования: 63 опрошенных обучающихся, преподавателей, родителей:
1. На вопрос: Знаете ли вы состав питьевой воды?
Ответили положительно — 56 %
2. На вопрос: Знаете ли вы, как состав питьевой воды влияет на здоровье человека?» 60% ответили, что знают, но как, не все смогли пояснить.
3. На вопрос: Как улучшить качество домашней питьевой воды? ответили:
а) кипячением — 87 %;
б) специальными аппаратами — 13%.
4. На вопрос » Какую воду пьете дома?» ответили:
а) обычная вода из крана — 82%;
б) из крана, но предварительно очищенная через фильтр — 13%.
5. На вопрос «Какая вода полезнее?» предпочитают:
а) родниковая — 43%
б) очищенная через фильтр — 40%
2.2. Отбор проб на анализы
Точность анализа воды во многом зависит от правильного отбора воды. Мы отбирали пробы в стерильные банки с пластмассовыми крышками, которые предварительно ополаскивали исследуемой водой. Пробы анализировались в течение 2х суток.
В качестве объектов исследования выбраны 3 образца воды, разного происхождения и месторасположения:
Образец 1 – водопроводная вода, представляет собой воду из подземной скважины, поступающую для потребления из крана, которая доставляется в дома коммунальным предприятием по водоснабжению.
Образец 2 – колодезная вода (подземные воды).
Образец 3 – минеральная вода, характеризуется наличием определённых минеральных солей, газов, органических веществ и других химических соединений.
Оценивая качество воды, в первую очередь учитывают такие важные физические показатели как температура, цветность, запах, вкус, прозрачность, мутность, плотность.
2. 3 Методы определения показателей, характеризующие свойства питьевой воды
2.3.1. Физические методы определения качества воды.
Органолептические свойства нормируются по интенсивности их восприятия человеком. Мы определили цветность, прозрачность, мутность, запах.
Определение прозрачности воды.
Определение прозрачности по шрифту основано на нахождении максимальной высоты столба воды, через который можно прочитать стандартный шрифт «54178309».
Ход работы.
Определяем в бесцветных цилиндрах диаметром 3,0-3,5 см и высотой 40 см. Стандартный шрифт подложили под цилиндр на расстоянии 4 см от дна. Исследуемую воду налили в цилиндр и, изменяя количество воды, определили предельную высоту столба, что составила 36 см, при которой можно прочитать шрифт. Данное значение равно 36 см для всех проб, так как это максимально возможное количество воды в цилиндре. Определение прозрачности воды производим в хорошо освещенном помещении на расстоянии 1 м от окна. Прозрачность исследуемой воды оценивается по одной из трех характеристик: прозрачная, малопрозрачная, непрозрачная.
По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 мутность питьевой воды должна быть не выше 1,5 мг/л. Прозрачность питьевой воды по шрифту должна быть не менее 30 см.
Вывод: все пробы прозрачны, соответствуют норме.
Определение цвета (окраски) воды и мутности
Цвет природной воды обусловлен наличием в нем кислот, загрязнений промышленных предприятий, соединений железа. Для описания цвета воды используют обычные его названия: желтый, светло-желтый, зеленоватый, бурый и т.д.
Для
источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна
обнаруживаться в столбике высотой 20 см, для водоемов культурно-бытового
назначения – 10 см.
Ход работы:
Для определения цветности воды мы взяли стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набрали питьевой воды и на белом фоне бумаги определяли цвет воды в сравнении с дистиллированной водой.
Вывод: пробы 1 и 3 бесцветные и соответствуют норме, проба 2 имеет слабый металлический оттенок. Мутность отсутствует во всех пробах.
Определение запаха воды
Чистая вода не должна иметь никаких запахов.
Запахи в воде могут быть связаны с жизнедеятельностью водных организмов (высших водных растений, водорослей и др.), а также появиться при их отмирании. Это естественные запахи. Бывает и так, что в водоем попадают производственные сточные воды с примесями определенного запаха (фенолы, формальдегид, хлоропроизводные бензола и др.). Это искусственные запахи.
Запах воды определяют в два этапа: сначала при температуре 20°C, затем 60 °C. Оценивают его по пятибалльной шкале, где 0 – полное отсутствие, 5 – сильный запах. По нормам (СанПиН 2.1.4.559-96 ПИТЬЕВАЯ ВОДА. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества) максимальный допустимый балл равен 2.
Ход работы: Наливали исследуемую воду в колбу, определяли запах при комнатной температуре. Затем нагревали воду на спиртовке до 50-60 градусов, закрывали пробкой и взбалтывали. Открывали пробку, определяли запах и сравнивали с таблицей.
Вывод: Запах не ощущается, но обнаруживается при лабораторном исследовании, если обратить на его внимание, только в 2й пробе. Оценка -2.
Определение цвета (окраски) воды и мутности
Цвет природной воды обусловлен наличием в нем кислот, загрязнений промышленных предприятий, соединений железа. Для описания цвета воды используют обычные его названия: желтый, светло-желтый, зеленоватый, бурый и т.д.
Для
источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна
обнаруживаться в столбике высотой 20 см, для водоемов
культурно-бытового назначения – 10 см.
Ход работы:
Для определения цветности воды мы взяли стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набрали питьевой воды и на белом фоне бумаги определяли цвет воды в сравнении с дистиллированной водой.
Вывод: пробы 1 и 3 бесцветные и соответствуют норме, проба 2 имеет слабо- желтоватую окраску. Мутность отсутствует во всех пробах.
Общие выводы: Органолептические показатели исследуемых проб воды во всех источниках соответствуют нормам СанПиНа.
2. 3.2 Определение качества воды методами химического анализа
Были исследованы все образцы воды. При этом определено, что образец 1 и образец 3 идентичны по элементному составу. Было установлено присутствие 6 химических элементов: Fe, Si, Ca, Mg, Cu, Ti. Результаты представлены в таблице.
Элементный состав объектов.
№ | Образец | Элементный состав |
1 | Образец 1 | Fe, Mg, Si, Ca, Ti |
2 | Образец 2 | Fe, Mg, Si, Ca, Cu |
3 | Образец 3 | Fe, Mg, Si, Ca, Ti |
Во всех образцах солей тяжелых металлов не обнаружено, зато в водопроводной и минеральной воде присутствует титан, который может вызывать тяжелые заболевания сосудов, опасные для жизни.
Исследования показали, что питьевая вода (образец 1) имеет общую минерализацию 1212 мг/л (норма 1000мг/л), общую жесткость 8,2 (норма 7).
Колодезная вода (образец 2) содержит избыточное содержание кальция и железа, что приводит к образованию накипи при кипячении и оседанию белого порошкообразного налета на стиранных вещах.
Минеральная вода (образец 3) содержит минерализацию 1200 мг/л.
Так как питьевая вода содержит повышенное содержание ионов Ca и Mg, большинство опрошенных мною жителей села имеют заболевания почек и желчевыводящих путей.
Заключение
В питьевой воде, которая поступает в квартиры гаражан, имеются отклонения от нормы: вода при нагревании приобретает желтый цвет, появляется специфический запах. Имеющиеся в питьевой воде отклонения говорят о частичном несоответствии качества воды требованиям СанПин. Для сохранения здоровья необходимо употреблять качественную воду, а при ее отсутствии в домашних условиях применять различные методы очистки. Я разработал памятку для жителей своего города.
Рекомендации
Уважаемые жители города Ярославля!
В питьевой воде, которая поступает в ваши квартиры, имеются отклонения от нормы. Ухудшение качества питьевой воды приводит к возникновению ряда заболеваний.
Вы можете сохранить свое здоровье с помощью моих советов.
1. При покупке бутылированной воды внимательно изучайте этикетку.
2. Отстаивайте и кипятите воду!
3. Пользуйтесь фильтрами для очистки воды.
4. Прежде чем использовать водопроводную воду, слейте ее в течение 15-20 минут, так как она в трубах быстро застаивается.
5. Обязательна консультация врача при употреблении минеральной воды.
Вода – источник жизни. В природной воде присутствуют ионы кальция, магния, железа, которые вызывают жесткость воды. В такой воде с трудом образуется мыльная пена, так как ионы жесткости реагируют с мылом и образуют нерастворимые соединения, которые оседают на посуде, коже человека. Попадая внутрь организма, эти ионы вызывают образование камней. Помните!
Ваше здоровье — в ваших руках!
Пейте очищенную воду!
Закончив свой проект, я могу сказать, что не всё из того, что было задумано, получилось, например, неточные показатели качества воды.
Хотелось бы исследовать пробы воды по методикам количественного анализа в условиях лабораторий, обеспеченных соответствующим оборудованием и реактивами.
В следующем году я, может быть, продолжу эту работу для того, чтобы сравнить качество воды районов Ярославля.
Я думаю, что решил проблему своего проекта, так как смог изучить качество воду, и понять в каких пробах вода более качественная.
Литература
1. Ахманов М. Вода, которую мы пьем. Качество питьевой воды и ее очистка с помощью бытовых фильтров. СПб.: «Невский проспект», 2002, 192 с. ISBN 5-94371-183-Х.
2. Батмангхелидж Ф. Вода для здоровья. Мн.: ООО «Попурри», 2005, 288 с. ISBN 985-483-371-2.
3. Ершов М.Е. Самые распространенные способы очистки воды. Донецк: Сталкер, 2006, 94 с.
4. Обербайль К. Чудо-вода. М.: 000 «ТД «Издательство Мир книги», 2005, 128 с.
5. Суслов Б. Н. Вода. М.: Гос. изд. технико-теоретической литературы, 1950, 64 с.
6. Эмото Масару. Тайная жизнь воды. Мн.: «Попурри», 2006, 160 с.
7. Большая энциклопедия. Кирилла и Мефодия, 2008
8. Дерпгольц В.Ф. Мир воды. — Л.: Недра, 1979. -254 с.
9. Здоровье всей семьи. Полная энц. Для всех и каждого/ Сост. Г.А. Лапис. — СПб: ИД «ВЕСЬ»,2003. -720 с.
10. Ицкова А.И. Наш быт глазами врача. — 2-е изд., перераб. и доп.-М. : Медицина.1991.-144 с.
11. Начальная школа. Справочник школьника. М.: 1996
12. http://global-aqua.ru/analiz/analiz-pitevoy-vody-norma-kachestva.html
13. http://www.sibecolog.ru/text/1.htm
Вода, которую мы пьем — Статьи
Вода является одним из важнейших факторов внешней среды, имеющих большое значение для поддержания течения физиологических процессов в человеческом организме.
Свойство воды разжижать вещества, в частности, те, которые в виде питательных веществ поступают в организм с образованием простых и келоидных растворов, является основной предпосылкой всех жизненных процессов. Содержание воды в человеческом организме достигает 56 процентов его веса. Так как даже при голодании и неутоляемой жажде организм ежедневно через легкие, кожу и почки теряет некоторое количество воды, которая образуется за счет окислительных процессов в организме, необходимо восполнение этих потерь путем введения воды извне. В противном случае содержание воды в организме уменьшается и наступают серьезные расстройства его жизненных функций. Потеря воды опаснее для организма, чем голодание: без пищи человек может прожить больше месяца, без воды — всего лишь несколько дней.
Так как количество воды, теряемой взрослым человеком за сутки, в обычных условиях составляет примерно 2 литра, то такое же количество воды организм может получать с пищевыми продуктами и питьевой водой. Потери воды организмом увеличиваются при повышении температуры окружающей среды, а также во время выполнения физической работы. Например, в условиях жаркого климата при физической работе необходимое для человека количество воды доходит до 5 литров и более в сутки. Кроме количества воды, необходимого организму для восстановления водного баланса, много воды требуется для санитарных и хозяйственно-бытовых целей. Чем больше воды можно использовать в быту, тем легче обеспечить чистоту тела, вещей и жилища, что способствует укреплению здоровья и предупреждению многих заразных заболеваний.
Давно отмечена связь между характером водоснабжения и заболеваемостью населения. Особенно ярко выявлена роль воды в распространении острых кишечных заболеваний. Также установлена связь неблагоприятного химического состава воды как возможной причины неинфекционных заболеваний. По статистике 28 процентов населения нашей страны употребляют воду с высоким уровнем минерализации, что повышает риск болезней сердечно-сосудистой системы и мочекаменной, 1/3 населения употребляет воду с высоким содержанием железа, что повышает риск аллергизации населения. Со значительным недостатком фтора в стране употребляют воду 85 миллионов человек.
Основные требования к качеству питьевой воды.
По материалам газеты «На здоровье» (выпуск № 13 за сентябрь 2017) Версия для печати |
Вода, которую мы пьем
Почему для вас важна питьевая вода?
Вы, наверное, слышали, как кто-то сказал, что вы должны выпивать не менее восьми стаканов воды в день, верно? Вода очень важна для вашего тела. Он составляет более 60% от общей массы тела, в том числе более 75% головного мозга. Каждый день вода творит фантастические вещи внутри вашего тела. Вода помогает вашему телу поддерживать постоянную температуру 98,6 ° F. Вода переносит питательные вещества и кислород к вашим клеткам. Вода смягчает суставы во время движения. Вода вымывает токсины из органов и помогает избавиться от отходов. Ваши ежедневные функции организма используют воду, которая покидает тело через пот, выдох и использование туалета, поэтому вам нужно пить новую воду и жидкости каждый день.
Сколько у нас питьевой воды?
Когда смотришь на глобус или карту Земли, кажется, что у нас много воды. Вода покрывает 72% поверхности Земли. К сожалению, мы не можем использовать большую часть этого в качестве питьевой воды. Более 97% воды на Земле составляет соленая вода океанов и морей. Еще 2% заморожено в ледяных шапках и ледниках. Это оставляет менее 1% воды на Земле для питья. По мере роста населения Земли и дальнейшего развития многих стран пресная вода становится все более и более ограниченной.
Знаете ли вы…? Вы можете прожить до месяца без еды, но вы можете прожить без воды только до недели!
Где мы находим земную воду
- Вода океана: 97,2%
- Ледяные шапки и ледники: 2%
- Вода в атмосфере: 0,001%
- Вода в соленых озерах и внутренних морях: 0,008%
- Подземные воды: 0,62%
- Пресноводные озера: 0,09%
- Реки: 0,0001%
Откуда берется ваша питьевая вода?
Ваша питьевая вода поступает из природных источников, которые представляют собой либо подземные, либо поверхностные воды.
Подземные воды образуются в результате дождя и снега, которые просачиваются в землю. Вода хранится в открытых пространствах и порах или в слоях песка и гравия, известных как водоносные горизонты. Мы используем колодцы или родники для сбора этой подземной воды.
Поверхностные воды также образуются в результате дождя и снега. Это вода, которая наполняет реки, озера и ручьи.
Вода перекачивается как из подземных, так и из поверхностных источников в трубы или резервуары. Трубы в конечном итоге ведут к нашим домам, школам, предприятиям и любому месту, где вы можете открыть кран и пить воду.
Большинство жителей США, живущих в крупных городах и поселках, получают воду из общественного водопровода. Местное государственное учреждение или частный сектор доставляет воду в ваш дом, если у вас есть водопровод общего пользования. Он поступает через сеть подземных труб из большого источника воды, которым вы делитесь со своими соседями и сообществом. Ваша семья получит счет от вашего общественного поставщика воды в зависимости от того, сколько воды вы используете.
Сколько денег для вас стоит чистая питьевая вода?
Знаете ли вы, что большинство людей в США ежемесячно платят больше за кабельное телевидение или мобильный телефон, чем за воду? Если бы вода вдруг подорожала, от чего бы вы отказались, чтобы и дальше иметь дома чистую питьевую воду?
Люди полагаются на частное водоснабжение в сельских районах США и других местах, где нет общественного водоснабжения. Примерно 15% американцев имеют в своих домах частные колодцы с водой. Если у вас есть частный колодец, вода поступает в ваш дом по трубам из близлежащего подземного источника воды на вашем участке. Вы не получаете счет от водохозяйственной компании, если у вас есть частный колодец, но есть некоторые расходы на содержание колодца и питание оборудования.
В Пенсильвании насчитывается более 1 миллиона частных колодцев.
Откуда вы знаете, что ваша питьевая вода безопасна?
Поскольку ваша питьевая вода поступает из природных источников, она подвергается воздействию загрязняющих веществ. Все, что находится на земле или в воздухе, может оказаться в воде. Некоторые из этих вещей могут вызвать проблемы со здоровьем, когда вы пьете воду, включая загрязняющие вещества, такие как бактерии, свинец и нитраты. Существуют и другие загрязняющие вещества, которые не представляют опасности, но вызывают неприятный запах и привкус или окрашивают ваши раковины, например, железо, марганец и хлорид. Агентство по охране окружающей среды США (US EPA) установило стандарты безопасной питьевой воды на основе исследований и испытаний воды. В Стандартах безопасной питьевой воды указано, какое количество каждого загрязняющего вещества допустимо в вашей питьевой воде.
Ваша семья когда-нибудь получала рекомендации по кипячению воды?
Если система водоснабжения не соответствует Стандартам безопасной питьевой воды в отношении бактерий или подобных загрязняющих веществ, они должны уведомить вас и посоветовать кипятить воду перед ее употреблением.
Правительство требует, чтобы государственные поставщики питьевой воды проводили регулярные анализы своей питьевой воды. Вода должна соответствовать стандартам питьевой воды Агентства по охране окружающей среды США. Чтобы удалить загрязняющие вещества из общественной питьевой воды, вода проходит процесс очистки. Грязь и твердые частицы удаляются с помощью процесса, известного как коагуляция (частицы обрабатываются до образования комков) и осаждения (тяжелые комки оседают на дно воды). Затем более мелкие частицы удаляются путем пропускания воды через фильтры. Наконец, перед тем, как раздать готовую воду, бактерии и другие микроскопические живые существа уничтожаются дезинфицирующим средством, таким как хлор.
В Пенсильвании частные системы водоснабжения не регулируются Агентством по охране окружающей среды и не обязаны соответствовать стандартам безопасной питьевой воды. Владельцы частных колодцев сами несут ответственность за тестирование и очистку воды. Есть несколько вариантов, доступных домовладельцам для проверки воды из скважины. Выбор тестов для колодезной воды зависит от потенциального загрязнения близлежащих земель (сельское хозяйство, промышленность, добыча полезных ископаемых, жилье и т. д.). Колодезную воду следует проверять на наличие бактерий один раз в год. Кроме того, один раз в три года следует проводить тесты на pH и общее количество растворенных твердых веществ, индикаторы дополнительных проблем. Если в частном колодце обнаружены бактерии или другие загрязняющие вещества, домовладельцы могут установить в своих домах системы очистки, чтобы улучшить качество воды.
Есть ли в вашей семье собственный колодец? Расширение штата Пенсильвания или программа продления в вашем штате могут помочь вам найти сертифицированное предприятие по тестированию воды. Когда в последний раз члены вашей семьи проверяли воду?
Упражнение: Чтение отчета об испытаниях воды
Ниже приведены ссылки на два образца отчетов об испытаниях питьевой воды, один из частного источника и один из общественного источника. Проверьте, сможете ли вы ответить на следующие вопросы:
- Какие тесты на бактерии включены в отчет? Были ли обнаружены бактерии в любом образце? В каком водопроводе уровень бактерий был выше максимально безопасного уровня?
- Каков был уровень pH частного водоснабжения? Рекомендуемые пределы pH 6,5-8,5. Соответствует ли это частное водоснабжение этим рекомендациям?
- На наличие другого загрязняющего вещества были проверены оба образца? Какой водопровод показал более высокий уровень этого загрязнения? Каков возможный источник этого загрязнения?
(измерения ppm и мг/л эквивалентны при работе с жидкостями. )
- Каково было среднее количество ртути в водопроводной воде? Каков максимально допустимый уровень загрязнения ртутью питьевой воды общего пользования? Нарушает ли это общественное снабжение питьевой водой нормы содержания ртути?
- Теперь проанализируйте свой личный отчет об испытаниях воды. Связавшись с вашей компанией по водоснабжению, вы можете найти свой ежегодный отчет о питьевом водоснабжении, который называется «Отчет о доверии потребителей». Вы также можете найти отчеты или контактную информацию для всех государственных поставщиков воды, посетив веб-сайт EPA. В случае частного водоснабжения попросите у своей семьи копию последних результатов анализа воды. Если вы никогда не проверяли свою воду, сейчас самое время побудить свою семью сделать это.
Образец отчета об испытании частной скважины
Образец годового отчета по общественному водоснабжению
Есть ли в моей воде гормоны и наркотики?
Геологическая служба США провела исследование водотоков в 30 штатах и обнаружила, что 80% отобранных проб водотоков содержали как минимум один антибиотик, рецептурное лекарство, стероид или гормональный загрязнитель. Хотя эти загрязняющие вещества присутствуют в незначительных количествах, водные организмы, включая рыб и земноводных, очень чувствительны даже к низким уровням воздействия. Воздействие на человека неизвестно и нуждается в дальнейшем изучении. Многие больницы и частные лица утилизируют неиспользованные фармацевтические препараты, сбрасывая их в туалеты или канализацию, что приводит к очистке сточных вод. Старые очистные сооружения не предназначены для удаления этих загрязняющих веществ из воды. Мероприятия по сбору нежелательных лекарств и обучение правильным методам утилизации нежелательных лекарств — это начало решения этой проблемы. Навоз животных является еще одним источником попадания антибиотиков и фармацевтических загрязнителей в водные пути в результате стока и выщелачивания. Создание более совершенных планов и методов управления фермой может помочь предотвратить это загрязнение.
Могли бы вы сделать карьеру в области питьевой воды?
Как вы думаете, вы могли бы сделать карьеру в области науки или окружающей среды? Есть множество вакансий, доступных в области наук о воде. Гидрологи, или ученые, решающие связанные с водой проблемы в обществе, работают над такими вопросами, как поиск источников воды для городов или ферм или борьба с наводнениями рек или эрозией почвы. Другие специалисты в области водных наук могут заниматься охраной окружающей среды: предотвращать или устранять загрязнение или определять места для безопасного удаления опасных отходов. Они также могут быть педагогами, обучая других тому, как проверять свои частные колодцы или управлять ливневыми стоками на своей собственности. Многие должности включают науку о воде, в том числе инженеров-экологов, специалистов по ГИС, химиков и лаборантов, специалистов по водосбережению, операторов водоочистных сооружений и преподавателей-экологов.
Ссылки
- Робиллард, П.Д., В.Е. Шарп, Б.Р. Свисток. Как интерпретировать отчет об анализе воды. Государственный колледж сельскохозяйственных наук Пенсильвании, Юниверсити-Парк, Пенсильвания.
- Дрохан, Дж. и К. Абдалла. 2000. Оценка водных ресурсов Пенсильвании. Государственный колледж сельскохозяйственных наук Пенсильвании, Юниверсити-Парк, Пенсильвания.
- Геологическая служба США. Школа водных наук Геологической службы США.
- Агентство по охране окружающей среды США. Питьевая вода и грунтовые воды Детские товары.
Вода, которую мы пьем | НСТА
тема
Раздел о важности воды для детсадовцев
Наука и дети — март/апрель 2022 г. (Том 59, Выпуск 4)
Барбара А. Брэдли и А. Аллен Брэдли мл.
Группа воспитанников детского сада осматривала банку с водой, набранной из близлежащего ручья. Когда Йонас спросил: «Можем ли мы выпить эту воду?» несколько детей ответили: «Фуу! Нет! На дне кувшина грязь!» Г-жа Али возглавила биржу и сказала, что вода небезопасна для питья, но им повезло, потому что они могли получить чистую воду из крана. Дети недоумевали, почему им повезло, а Таша спросила: «Разве не у всех вода из-под крана? Г-жа Али объяснила, что только каждый третий человек на планете имеет легкий доступ к безопасной питьевой воде. Таким образом, в их классе из 18 детей только шестеро могли пить чистую воду. Так начался блок «Вода, которую мы пьем».
День 1: вода, которую мы пьем
Г-жа Али попросила детей, осматривавших кувшин с водой, поделиться тем, что они узнали, со своими сверстниками. Йонас сказал: «Я хотел знать, можем ли мы пить воду из ручья, но все говорили, что это противно». Таша сообщила: «Я думала, что все берут воду из раковины, но г-жа Али сказала, что большинство людей этого не делают». Дети сразу заявили, что брали воду из «раковины», «крана», «бутылки» и «на кухне». Учитель объяснил, что, хотя они могут получить чистую питьевую воду, многим людям приходится преодолевать большие расстояния, чтобы получить воду. Г-жа Али спросила детей: «Как далеко вы пойдете, чтобы получить чистую питьевую воду?» После того, как дети поделились такими идеями, как «вниз по улице», «в магазин» и «примерно в миле», она сказала детям, что будет читать, Принцесса воды (Verde 2016), рассказывающая о маленькой девочке, принцессе Джи Джи, которая каждый день ходила на большие расстояния со своей матерью, чтобы набрать воды. Она попросила их представить себе прогулку с принцессой Джи Джи, пока она читает историю. Прослушав историю, дети были удивлены тем, что принцесса Ги Ги каждый день большую часть времени тратит на сбор воды. Они задавали такие вопросы, как «Принцесса Джи Джи ходит в школу?» «Она играет с друзьями рядом с домом?» «У нее есть iPad, чтобы играть в игры?» и «Почему у принцессы Джи Джи и ее мамы нет воды в доме?» Отвечая на их вопросы, г-жа Али повторила, как им повезло жить в месте, где они могут легко получить безопасную воду для питья, и что они узнают больше о важности чистой воды.
В ближайшие дни дети узнают больше о природных ресурсах (ESS3.A), а также о том, как люди используют воду и как это может повлиять на окружающий их мир (ESS3.C; NGSS Lead States 2013). Дети будут реализовывать научную и инженерную практику разработки и использования моделей путем построения водоносного горизонта, а также сквозную концепцию систем и системных моделей путем создания системы фильтрации воды. Дети также узнают о решениях по снижению их воздействия на воду (K-ESS3-3).
День 2: Использование воды каждый день
Г-жа Али спросила студентов, как далеко принцесса Джи Джи доставила воду своей семье, и они воскликнули: «Долгий путь!» Она объяснила, что когда люди не имеют легкого доступа к чистой воде, это называется дефицитом воды . Указав на карту земного шара, учительница сказала, что принцесса Джи Джи живет в стране под названием Буркина-Фасо. Затем она указала на Эритрею, также в Африке, на Йемен на Аравийском полуострове и на Индию и сказала, что многие семьи в этих странах также сталкиваются с нехваткой воды.
Г-жа Али указала на Соединенные Штаты и сказала: «Здесь мы живем. Как вы думаете, людям там, где мы живем, легко или трудно достать пресную воду?» Дети быстро сказали «Легко!» Затем она написала на схеме «Где мы берем воду» и спросила детей, где они берут воду для питья, и написала их ответы «на кухне», «в ванной», «раковине», «в школе,
», в бутылка», «фонтаны» и «продуктовый магазин». Учитель написал «Как мы используем воду» и спросил, для чего они используют воду, и дети назвали такие действия, как «принятие ванны», «готовка», «плавание», «стирка одежды», «поливание цветов» и « дает воду домашнему животному», что она записала. Это позволило детям проникнуться своим пониманием идей, связанных с природными ресурсами и тем, как люди используют воду.
Г-жа Али объяснила, что у нас есть легкий доступ к воде, потому что у нас есть внутренняя сантехника, которая подает воду в раковины, туалеты, ванны и душевые. Дети были удивлены, узнав, что многие семьи по всему миру, в том числе и в Соединенных Штатах, живут в домах без водопровода. Затем она прочитала статью «Почему вода того стоит» (Harrison 2019), и дети нарисовали в своем научном журнале, почему вода так важна.
День 3: Выяснить, откуда берется вода
Изучив их ответы на вопрос «Откуда мы берем воду», г-жа Али показала детям иллюстрацию из «Наша окружающая среда: все, что вам нужно знать » (Pasquet and Dumont 2020), указала и объяснила, что вода в озере, река и залив называется поверхностные воды . Поверхностная вода — это вода на земле, которую мы можем видеть. Она также указала на водоносный горизонт , слой горных пород и почвы, удерживающий воду, и на подземные воды 9.0012 . Грунтовые воды, то есть воды под поверхностью, труднее собрать, чем поверхностные, но во многих местах с нехваткой воды они являются единственным источником чистой воды. Г-жа Али рассказала детям, что вода в их сообществе поступает из близлежащей реки и водохранилища, и она прочитала главу «Пресная вода» из книги «Наша окружающая среда » (Pasquet and Dumont 2020). Кроме того, поскольку создание удобных для детей определений, простых, точных и полных, без использования других сложных слов, требует времени и размышлений (Zucker, Cabell, and Pico 2021), г-жа Али заранее определила несколько ключевых слов, чтобы дети могли разрабатывать определения по мере того, как слова встречались в текстах (см. рис. 1).
Рисунок 1Словарь, связанный с водой.
- Водоносный горизонт: слой породы и почвы, удерживающий воду под землей
- Загрязняющие вещества: вещества, делающие воздух, пищу или воду небезопасными
- Система фильтрации: способ очистки воздуха и воды от грязи и других вредных веществ
- Подземные воды: вода, которая скапливается под землей и имеет важное значение, поскольку используется для питья и повседневной деятельности.
- Внутренняя сантехника: трубы, подающие воду в дом для туалета, ванны или душа, раковины и крана
- Загрязнять: сделать грязным или нездоровым
- Насыщенный: полный воды
- Поверхностная вода: водоем, такой как пруд, озеро или река
- Нехватка воды: невозможно получить чистую воду
Затем г-жа Али сделала модель водоносного горизонта (см. список материалов, необходимых для всех действий, на рис. 2) из песка, глины для лепки, камней и воды. Сначала она сняла насадку и трубку с чистого распылителя, накрыла дно трубки куском нейлонового чулка и закрепила его резинкой. Она приклеила ее к внутренней части небольшого аквариума так, чтобы конец трубки находился у дна аквариума, но не касался его. Во-вторых, она насыпала на дно аквариума примерно 1 дюйм песка и полила песок достаточным количеством воды, чтобы он был влажным, но не было стоячей воды. В-третьих, она расплющила большой кусок пластилина и поместила его в резервуар так, чтобы он покрыл большую часть песка. Это предотвратило просачивание воды на песок. В-четвертых, она поместила в аквариум чистые камни разных размеров и сделала небольшую горку. Наконец, на глазах у детей, она наливала воду, окрашенную в синий цвет пищевым красителем, в резервуар, пока долина не стала частично заполненной водой, а часть скалистого холма все еще была видна. Дети были взволнованы, увидев форму пруда и воду, текущую сквозь скалы. Дети вспомнили, что вода, скопившаяся в камнях и песке, — это грунтовые воды, а в пруду — поверхностные воды.
Рисунок 2Список материалов.
Создание водоносного горизонта класса
- Небольшой аквариум или прозрачный пластиковый контейнер
- Насадка и трубка от чистого распылителя, кусок нейлонового чулка, небольшая резинка, скотч
- Песок, глина для лепки, чистые камни или гравий
- Большой кувшин, синий пищевой краситель, бумажные полотенца
Изготовление водоносного горизонта в чашке
- Прозрачные пластиковые стаканчики (по 1 на учащегося)
- Песок, глина для лепки, мелкие камни
- Маленький кувшин
Изготовление колодца
- Широкие пластиковые соломинки, пипетки
- Несколько насадок и трубок от пульверизатора
Загрязнение воды
- Пластиковые стаканчики, фильтры для кофе, резинки
- Жидкое мыло, кофейная гуща, ложки для сбора гущи, сушильный ворс
Создание системы фильтрации
- Несколько маленьких пластиковых бутылок (из-под газировки) с отрезанным дном наполовину, края заклейте скотчем, если они острые
- Ватные шарики, песок, мелкие камни
Большинство материалов доступны в классе или школе, их можно подарить или взять напрокат. Общая стоимость 55 фунтов чистого игрового песка (7 долларов США), 40-фунтового мешка речных камней (9,50 долларов США), пластиковых стаканчиков на 9 унций (50 штук; 4 доллара США) и очень широких многоразовых пластиковых соломинок (150 штук; 7,50 долларов США). стоит $28
В небольших группах перед тем, как дети соорудили свои собственные мини-водоносные горизонты, г-жа Али рассмотрела процедуры и требования безопасности, в том числе не разбрасывать какие-либо материалы, убирать разливы и мыть руки после использования материалов. Сначала дети насыпали немного песка на дно прозрачного пластикового стаканчика, и г-жа Али помогла им налить в стаканчик воды, сказав, что песок должен быть насыщенный или полный воды. Во-вторых, они разровняли немного глины для лепки и покрыли ею большую часть песка. В-третьих, они кладут в свою чашку маленькие камни. Наконец, дети медленно наливали чистую воду в свои чашки и смотрели, как вода стекает вниз. Дети были рады показать своим друзьям свой водоносный горизонт (рис. 3), а также нарисовать и подписать их фотографии в своем научном журнале.
Рисунок 3Детский водоносный горизонт.
Создавая водоносный горизонт, рисуя и обозначая его части, дети обращались к Научные стандарты следующего поколения сквозная концепция систем и системных моделей. Это занятие также предоставило детям возможность использовать новый словарный запас, такой как подземные воды и поверхностные воды . Г-жа Али использовала рубрику (см. Дополнительные ресурсы) для оценки обучения учащихся принятию обоснованных учебных решений. Например, основываясь на ответах детей, она признала важность повторения слов (например, водоносный горизонт, поверхностные воды, грунтовые воды 9).0012) и побуждая детей использовать эти слова во время разговоров об их водоносном горизонте и при рисовании в научном журнале. Она продолжала использовать эту рубрику во всем подразделении.
День 4: Получение пресной воды
Поскольку вода, которую пьют многие люди, хранится под землей, дети спрашивали: «Как вы добываете воду из-под земли?» на предыдущих уроках. Г-жа Али сначала показала детям картинку, на которой люди черпают воду из открытого колодца ведром. Затем она показала, как люди берут грунтовую воду из колодца с помощью ручного насоса. Обращаясь к водоносному классу, г-н Али объяснил, что они могут использовать насадку и трубку от пульверизатора в качестве ручного насоса. После заливки насоса или удаления воздуха из трубки учитель распылял воду на бумажное полотенце. Дети с энтузиазмом брызгали водой по очереди и были еще более взволнованы, узнав, что они могут добавить колодец к своему водоносному горизонту. В небольших группах г-жа Али давала пипетки, насадки для пульверизаторов с короткими трубками и широкие соломинки, разрезанные пополам (см. рис. 4), чтобы попробовать разные способы удаления воды. Дети использовали пипетку, чтобы всасывать воду через соломинку или насадку и трубку, чтобы откачивать воду из своего водоносного горизонта. Г-жа Али показала детям, как поместить соломинку в водоносный горизонт, а затем приложить палец к отверстию, чтобы удалить воду. Дети узнали, как можно добывать подземные воды.
Рисунок 4 Модельдля забора воды.
День 5: Загрязнение воды
Напомнив детям, что не у всех есть легкий доступ к чистой воде, г-жа Али прочитала главу «Угрозы нашей пресной воде» (Pasquet and Dumont 2020), и класс обсудил, как вода может быть загрязнена удобрениями и пестицидами, используемыми на фермах или в садах, газ и нефть, используемые для автомобилей и грузовиков, предметы домашнего обихода, такие как мыло, и даже экскременты. Затем она объявила: «Сегодня день, когда мы загрязнит или сделает нашу воду грязной!» В то время как некоторые дети были взволнованы, другие были очень расстроены. Г-жа Али объяснила, что важно понимать, как загрязняется вода, чтобы предотвратить это. Она надела кофейные фильтры на прозрачные пластиковые стаканчики и закрепила их резинкой. Затем, ознакомившись с процедурными ожиданиями и требованиями безопасности, дети поместили различные материалы, такие как капли жидкого мыла, ложку кофейной гущи и ворсинки из сушилки, поверх кофейного фильтра. Они тщательно «пролили» воду на материалы и наблюдали, как вода медленно просачивается через фильтр, превращаясь в 9.0011 загрязняется (см. рисунок 5). Дети использовали свою новую лексику, рассказывая о том, как «я загрязнил воду большим количеством мыла» и «мои загрязнения воняют» в отношении кофейной гущи. Наконец, они нарисовали предметы, которые, как они узнали, могут загрязнять дождевую воду, и поставили над ними знак «нельзя» (т. е. красный кружок с обратной косой чертой). Это задание позволило детям приступить к решению K-ESS3-3: Сообщить о решениях, которые снизят воздействие человека на землю, воду, воздух и/или другие живые существа в местной среде.
Рисунок 5Загрязненная вода.
День 6: Очистка грязной воды
Дети пришли в школу с такими вопросами, как «Когда собираемся чистить нашу грязную воду?» «Как мы будем очищать воду? и «Сможем ли мы пить нашу грязную воду, когда она чистая?» Они смотрели «Преврати грязную воду в чистую!» и в небольших группах вместе со своим учителем построили систему фильтрации , что позволило им заняться научной и инженерной практикой моделирования. Сначала дети добавляли ватные шарики в перевернутую пластиковую бутылку с отрезанным дном, затем добавляли песок и небольшие камни. Дети поставили свою перевернутую бутылку в большую чашку и добавили свою грязную воду. Когда вода просачивалась сквозь слои, она собиралась в чашке (см. рис. 6). Некоторые дети заметили, что они используют камни и песок, как в своих водоносных горизонтах, и г-жа Али объяснила, что водоносный горизонт — это природная система фильтрации. Она сказала им, что они также использовали ватный тампон, чтобы собрать немного грязи. Некоторые дети были разочарованы, потому что их вода все еще выглядела немного грязной, но г-жа Али объяснила, что инженерные системы фильтрации могут удалять больше загрязняющих веществ. Она также показала им, как Maman в книге Принцесса Воды наполнила кувшин пыльной водой, а затем вскипятила ее, чтобы сделать ее пригодной для питья. Наконец, дети узнали, как общественная система фильтрации очищает воду, чтобы сделать ее безопасной для питья, когда их учитель читал главу раздела «Питьевая вода» (Pasquet and Dumont 2020). Дети дополняли свой научный журнал, рисуя и маркируя созданную ими систему инфильтрации.
Рисунок 6Система фильтрации.
Дни 7–8: Важность воды и ее сохранение
Класс посмотрел передачу «Берегите воду, чтобы помочь Земле», перечислил то, что они узнали, и нарисовал в своих научных журналах, как они экономят воду (например, выключают воду, когда чистят зубы, принимают душ). Таким образом, дети продолжили работу над K-ESS3-3: Сообщите о решениях, которые уменьшат воздействие человека на землю, воду, воздух и/или другие живые существа в местной окружающей среде. В последний день их подразделения г-жа Али прочитала Мы защитники воды (Линдстрем 2020). Она также рассказала детям, как гордится их любознательностью и упорным трудом, направленным на то, чтобы узнать о воде, которую мы пьем, и о том, как ее защитить.
Заключение
Вода имеет решающее значение для нашего здоровья и благополучия, однако каждый третий человек не имеет доступа к безопасной питьевой воде. Земным водам угрожают загрязнение, вырубка лесов, рост городов и изменения климата. Чтобы помочь людям понять важность воды и то, как мы можем помочь нашей планете и помочь друг другу, Организация Объединенных Наций объявила 22 марта 9 марта.0011 Всемирный день водных ресурсов . Г-жа Али и ее ученики надеются, что вы поддержите это важное мероприятие. ●
Интернет-ресурсы
Таблица 1: https://www.nsta.org/sites/default/files/journal-articles/S%2BC_MarchApril_2022/Bradley_table_1.pdf
Спасите воду, чтобы помочь Земле: https://youtu.be/rl0YiZjTqpw
Преврати грязную воду в чистую! Уголок науки Chirp от Owlkids: https://youtu.be/vh_63fV1lgI
Барбара А. Брэдли ( [email protected] ) является профессором обучения чтению в Канзасском университете. А. Аллен Брэдли-младший — профессор и заведующий кафедрой гражданского и экологического строительства Университета Айовы.