Наши акции



Детки и планшетики (22) Выбираем шампунь (61) Снег на улице (17) интернет-покупки (91)



Главная » Детские исследовательские проекты » Eстествознание

Научно-исследовательский проект "Влияние содержания свинца в водопроводной воде на здоровье человека"
Скачать (2.63Mb) 09.04.2016, 16:43
Автор: Вехова Анастасия, учащаяся творческого объединения «Зелёный терем» МБУ ДО ЦДТ г. Киселёвск
Бармина Анна Леонидовна
методист, педагог дополнительного образования

Научно-исследовательский проект
"Влияние содержания свинца в водопроводной воде  на здоровье человека"

Всегда ли мы отдаем себе отчет в том, что значит для нас вода – эта бесцветная, без запаха и вкуса жидкость?   Учеными давно обнаружена прямая связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни человека. Вы задумывались над тем, какую воду пьете каждый день? Большинство из нас, несмотря на предостережения врачей, предпочитают водопроводную - прошедшую несколько уровней очистки и поступившую по трубам в кран.  
По данным лаборатории питьевого водоснабжения НИИ экологии человека и окружающей среды РАМН, 90% водопроводных сетей подают в дома воду, не отвечающую санитарным нормам. Главная причина наличия в водопроводной воде вредных для здоровья нитратов, пестицидов, нефтепродуктов и солей тяжелых металлов - это катастрофическое состояние водопроводных   систем.
По данным Госсанэпиднадзора, очень низкое качество питьевой воды в Бурятии, в Приморском крае, в Архангельской, Калининградской, Томской, Кемеровской, Курганской, Ярославской областях.
При централизованном водоснабжении законодательно определено, что вода, поступающая к потребителю, должна быть безопасной для здоровья; при этом подразумевается, что содержание вредных веществ в воде не должно превышать предельно допустимых концентраций. Соединения свинца остаются одним из важнейших факторов загрязнения водопроводной воды.   Основным источником являются водопроводные трубы и свинцовый припой, при соединении труб. Хотя во многих странах уже давно запретили промышленный выпуск труб, содержащих свинец. В действительности, производители применяют свинцовый припой и в настоящее время. В результате употребления этих материалов и появляется в питьевой воде свинец.
Свинец не имеет ни вкуса, ни запаха, определить, есть ли он в питьевой воде, можно, проведя химический анализ. Хотя, зрительно, можно обойтись и без него: посмотрев на свои водопроводные трубы, вы сами, без труда, сможете определить, стоит ли вам опасаться за свое здоровье. Если трубы серые на вид и их можно легко поцарапать острым предметом - это свинец, и естественная коррозия, происходящая в водопроводе, обязательно приведет к попаданию его в питьевую воду. Вода с повышенным содержанием свинца может вызывать острые или хронические отравления у человека. 
В связи с этим актуальными являются исследования качества водопроводной воды, которая может оказывать на здоровье людей не только положительное, но и отрицательное влияние.  Тема представляется нам интересной, потому что вода, которую мы пьем, оказывает большое влияние на здоровье.  И хотелось быть уверенными в том, что домашняя вода не причинит вреда здоровью нашим семьям и   друзьям.
Существует значительное количество литературы, посвящённой данной теме. Наиболее подробно представлен материал по требованиям к качеству питьевой водопроводной воды и влиянию её   состава на здоровье человека в книге Ицковой А.И. «Наш быт глазами врача». Серьезное исследование, посвященное проблеме качества питьевой воды, отражено в материалах книги Михаила Ахманова «Вода, которую мы пьем». Автор уделяет особое внимание способам очистки воды в домашних условиях, оценивает эффективность и полезность фильтров, предлагаемых отечественными и зарубежными фирмами. Работая над книгой, исследователь собрал сведения о качестве питьевой воды в разных регионах России, получил консультации ведущих специалистов. Данный материал мы считаем особенно интересным и познавательным, рекомендуем его для прочтения всем, кого заботит собственное здоровье.

Новизна: Выявление особенностей содержания свинца в водопроводной питьевой воде на здоровье человека

Цель: Исследование влияния свинца в водопроводной воде на здоровье человека.

Задачи:
найти в источниках информации и проанализировать данные о том, какое влияние оказывает содержание свинца в водопроводной воде на    здоровье человека;
изучив литературные источники, подобрать методику обнаружения свинца в водопроводной воде, провести исследование;
провести опрос одноклассников и друзей о знаниях состава питьевой воды и влиянии его на наше здоровье;
разработать рекомендации по улучшению   воды в домашних условиях доступными способами, проинформировать друзей и одноклассников.  
      
Объект исследования: водопроводная вода водоканала центрального района города Киселевска.

Предмет исследования: содержание свинца в водопроводной воде.

Гипотеза: Предположим, что изучение влияния свинца в водопроводной воде на здоровье будет эффективным, если изучить современные литературные и интернет источники, посвященные этой проблеме, подобрать для исследования доступную методику выявления свинца в водопроводной воде, разработать рекомендации по улучшению воды в домашних условиях, проинформировать одноклассников.  

Методы исследования: анализ литературных и информационных источников, cоциологический опрос, наблюдение, анализ, эксперимент (исследование состава питьевой воды по выбранным методикам), интервью, самоанализ.  

Практическая значимость: Результаты нашей деятельности позволят получить информацию о состоянии качества водопроводной воды по вопросу содержания примесей свинца. Материалы и результаты работы могут быть использованы на внеклассных занятиях по экологии, а так же для информирования учащихся и их родителей.

Место проведения исследования: Центральный район г. Киселевска

Сроки проведения исследования: ноябрь 2015г.  - февраль 2016 г.
 
Обзор литературы
В ходе выполнения исследовательской работы, был проведен обзор литературы по теме исследования, изучено влияние качества питьевой воды на здоровье, нормативы качества питьевой воды
Мы выяснили, что соединения свинца в водопроводной воде остаются одним из важнейших факторов вредного воздействия  на здоровье человека. Одним из основных источников являются старые водопроводные трубы. Свинец – тяжелый металл, способный накапливаться в организме человека и приводить к тяжелым отравлениям, предельно допустимая величина которого, в воде не должна превышать 0,01 – 0,03 мг/л. В природе свинец встречается в виде различных соединений, наиболее важное из которых свинцовый блеск PbS. Распространенность свинца в земной коре составляет 0,0016 вес. %.
Свинец представляет собой голубовато-белый тяжелый металл плотностью 11,344 г/см3. Он очень мягок, легко режется ножом. Температура плавления свинца 327,3 оС. На воздухе свинец быстро покрывается тонким слоем окисла, защищающим его от дальнейшего окисления.
Министерство по охране окружающей среды установило максимально допустимый уровень содержания свинца в питьевой воде в размере 15 частей на миллиард.
Особенно он опасен для детей. По данным статистики, около 4 миллионов детей в мире страдают последствиями отравления свинцом. Его токсическое действие связано с подавлением воспроизводства гемоглобина и дезактивацией энзимов в головном мозгу и нервной системе. В зависимости от концентрации свинца в организме это приводит к патологии разной степени тяжести.
Источники попадания свинца (Pb)  в водопроводную воду:
- старые водопроводные трубы;
- свинец, содержащийся в, переходниках водопроводных труб
- свинцовые спайки швов для труб;
- «мягкие» припои (самый известный – «третник» – сплав свинца с оловом) – способ соединения труб между собой;
- свинец, растворенный в природной воде; свинец загрязнителей, попадающих в природную воду различными путями (например, бензин);
Постоянное попадание в организм малых доз свинца опасно, так как этот металл имеет свойство накапливаться в органах и тканях, вызывая хронические отравления. Практически нет органов, в которых свинец не накапливался бы, но больше всего он оседает в ногтях, волосах и деснах. Следы отравления начинают проявляться, когда количество свинца превышает 40-60 мг/100 мл. При этом поражается периферическая нервная система, печень и почки.
Свинец оказывает губительное влияние на красные кровяные тельца, поэтому длительное употребление воды даже с малыми дозами содержания свинца, через некоторое время может привести к анемии, так как красные кровяные тельца теряют свою способность переносить кислород.
Кроме того, свинец блокирует поступление в организм витамина D, который способствует накоплению кальция в костях. Особенно опасно употребление воды с содержанием свинца маленьким детям и беременным женщинам. У последних может возникнуть угроза преждевременных родов или уродств у плода.
Для обнаружения свинца мы искали методику, основанную на цветной реакции – качественный анализ. Основной критерий отбора - методика проста в исполнении, и могла быть выполнена в условиях школьной лаборатории.
 
Методика исследования
В большинстве современных домов устанавливаются неметаллические трубы, но все же еще остается множество домов, в которых установлены старые трубы, что является причиной повышения уровня свинца в воде. Мероприятия, проводимые за последние годы различными структурами, позволили значительно уменьшить содержание свинца в воде. Но металлические краны и трубы, соединяющие дома с магистральной водопроводной трубой, и домашние краны иногда все-таки обостряют эту проблему. Вода, задерживающаяся в трубах и кранах на протяжении нескольких часов, вбирает в себя частицы свинца, которые образуются в результате коррозии самой трубы или швов на ней.
Не существует более точного способа определить уровень содержания свинца в вашей питьевой воде, кроме как проверить ее химический состав.
На основе литературных данных выбран наиболее удобный и оптимальный метод определения свинца в водопроводной воде.  
Мы воспользовались методикой лабораторной работы, которая доступна для проведения опыта в школьной лаборатории (методика позаимствована из зарубежного опыта преподавания химии).
Предлагаемый метод обнаружения свинца основан на цветной реакции, в результате которой образуется осадок иодида свинца. 
Если осадок не выпадает и вода не меняет цвет, значит, водопроводная вода не содержит свинец в ощутимых количествах. Чувствительность метода 0,1 мг в 5 мл раствора.
Оценка результатов: осадок воды характеризуется: количественно – по толщине слоя; по отношению к объёму пробы воды – ничтожный, незначительный, заметный, большой; качественно – по составу: аморфный, кристаллический, хлопьевидный, илистый, песчаный.
Реактивы и оборудование:
- чистые пробирки;
- раствор йодистого калия;
- уксусная кислота;
- спиртовка или газовая горелка;
- лед или емкость с холодной водой;
- серная кислота;
- измерительный цилиндр емкостью 10 мл;
- миллилитровые стаканы (стеклянная посуда промывается дистиллированной водой). 

Порядок работы:
Цель: Определение содержания свинца в пробах водопроводной воды из трех источников жилых помещений центрального района города, с учетом установленных водопроводных труб. Мы исследовали пробы воды из трех водопроводных источников: забор воды производили в МБОУ СОШ№14, МБУ ДО ЦДТ; жилой домпо ул. Унжакова, 16. Необходимо установить, содержатся ли в воде растворимые соединения свинца.
Существует очень характерная и высокочувствительная реакция, которую по праву можно назвать одной из самых красивых в химии. Она основана на способности свинца вступать во взаимодействие с йодом, образуя малорастворимое соединение PbI2.
Опытная часть:
Ход работы:
1) наливаем в пронумерованные пробирки пробы воды;
2) подготовка раствора реагента;
3) проведение опыта.

Опыт №1. Определение соединений свинца в воде при помощи  раствора йодистого калия – KI.
1. Перелили   10 мл пробы воды из бутылки №1    в чистую пробирку из тугоплавкого стекла;    
2. Прибавили 1 мл раствора реагента (раствора йодистого калия – KI, подкисленного несколькими каплями уксусной кислоты, для лучшего протекания реакции).3
3. Исследование изменений  пробы  воды. Встряхнули  содержимое пробирки. Если в воде содержались растворимые соединения свинца, выпадет желтый осадок йодида свинца. Он ничем не примечательный с виду. Но если хорошо нагреть пробирку на пламени спиртовки или газовой горелки (осадок при этом должен раствориться), а потом быстро охладить, например, поместив в лед или емкость с холодной водой, то осадок РbI2 выпадет вновь, только теперь в виде красивых золотистых кристаллов.  
Опыт проводили с каждой из взятых проб водопроводной воды, по завершению  были сделаны следующие выводы:
Вода в пробирке №1 незначительно изменила окраску, цвет светло- светло желтый, заметно незначительное помутнение, что свидетельствует о незначительных примесях свинца в воде, соответствующих ПДК;
Вода в пробирке №2 не изменила своих качеств, помутнения, изменения цвета и осадка не обнаружено;
Вода в пробирке №3 не изменила своих качеств, помутнения, изменения цвета и осадка не обнаружено;
 
Опыт № 2. Определение соединений свинца при помощи серной кислоты.
В пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, прибавляют 2–3 капли серной кислоты.  
1.При взаимодействии с ионом свинца Pb^2+ происходит реакция типа: К2SO4 + Pb(NO3)2 = PbSO4 + 2КNO3.
2.Образовавшийся сульфат свинца выпадает в виде плотного белого осадка.
3. Контрольная реакция.
 Стоит отметить, выпадение такого же с виду осадка – характерная реакция и на барий-ион. Как можно быть уверенным, что это не сульфат бария? Для этого надо провести контрольную реакцию: добавить к осадку раствор сильной щелочи, после чего нагреть пробирку. Если это именно сульфат свинца, то осадок постепенно исчезнет, из-за образования растворимой комплексной соли. Реакция идет по такой схеме: PbSO4 + 4NaOH = Na2[Pb(OH)4] + Na2SO4. Сульфат бария при таком же контрольном испытании останется в виде осадка.
Опыт проводили с каждой из взятых проб водопроводной воды, по завершению  были сделаны следующие выводы:
В воде из пробирки №1   замечено незначительное помутнение, осадка не обнаружено;
Вода в пробирке №2 не изменила своих качеств, помутнения, изменения цвета и осадка не обнаружено;
Вода в пробирке №3 не изменила своих качеств, помутнения, изменения цвета и осадка не обнаружено.
Оценка результатов: по характеру выпавшего осадка и окраски воды мы определили    ориентировочное содержание ионов свинца: при отсутствии осадка – концентрация ионов свинца менее 0,01 мг/л; при слабо – выраженном осадке, либо изменении цвета воды появляющемся через несколько минут, – до 0,3  мг/л;   ярковыраженный осадок свидетельствует о достаточно высоком содержании ионов свинца (более  0,3 мг/л).
Предельно допустимая концентрация свинца в водопроводной воде не должна превышать 0,01-0,03 мг/л.
Вывод: Опыт свидетельствует, в ходе наблюдений за тремя испытуемыми пробами воды, подтвердилось предположение о том, что водопроводная вода  может содержать примеси свинца, положительно то, что обнаруженные примеси не превышают предельно допустимых норм. Следует обратить внимание на качество и материал водопроводных труб, где брали забор воды для пробирки №1.
 
Результаты интервью со специалистами ОАО «ПО «Водоканал» 
Для получения подробной информации   о  существовании данной проблемы в нашем городе, мы  подготовились к беседе со специалистами службы, которая обеспечивает нас  водой . Был  разработан список вопросов и провели интервью с главными специалистами  Киселевского водоканала:
Павлом Александровичем Сапрыкиным - заместитель директора по производству киселевского отделения ОАО «ПО «Водоканал»  и    Гайворонским Виктором   Викторовичем - начальником  аварийно - восстановительных работ ОАО «ПО «Водоканал».
Вывод: Из  ответов специалистов   стало понятно, что со стороны  городской части труб эта проблема не возникает, значит, свинец выделяется в трубах, находящихся у вас дома. Основной источник свинца в водопроводной воде – разрушение свинецсодержащих элементов водопроводных сетей (припои, латунные сплавы).
 
Методика и результаты проведения анкетирования
При выполнении исследовательской работы нами было проведено анкетирование среди   учащихся моего класса, с последующей статистической обработкой и анализом полученных данных. В анкетировании приняли участие 22 человека.
Порядок проведения анкетирования:
1.Разработка анкет;
2.Проведение тестирования, каждый из респондентов заполнял анкету самостоятельно, чтобы   избежать влияния со стороны;
3.Обработка и анализ полученных результатов.
Результаты анкетирования:
С целью определения осведомленности о безопасности водопроводной воды и способах ее очистки, нами были разработаны вопросы анкеты и проведен опрос друзей и одноклассников, в результате мы выявили:
1.73 % опрошенных одноклассников употребляют сырую водопроводную воду;
2.Только 59% учащихся знают о том, какие водопроводные трубы установлены в квартирах;
3.У 59% опрошенных возникают подозрения на качество и безопасность водопроводной воды, которую они пьют;
4. Не знают о примесях тяжелых металлов, вредных для здоровья, которые могут содержаться в водопроводной воде – 73% опрошенных;
5.О способах очистки водопроводной воды знают 95% опрошенных
6.Самыми популярными методами очистки воды в семьях одноклассников являются фильтрование и кипячение, 95% предпочитают – кипячение.  Способ отстаивания воды не используется.
Вывод: Более 70% опрошенных не знают о том, какие вредные примеси могут содержаться в водопроводной воде и эффективных способах очистки воды в домашних условиях.
 
Методика очистки питьевой воды
В ходе выполнения исследовательской работы были изучены разные способы очистки питьевой воды.
Определены доступные способы очистки водопроводной воды в домашних условиях. 
1.Фильтрование - процесс разделения неоднородных систем при помощи пористых перегородок. Фильтрование жидкостей в лаборатории проводят с помощью воронок, в которые вкладывается специальная фильтровальная бумага.  В домашних условиях фильтрование выполняется следующим способом: упаковать 5 таблеток активированного угля в марлю или вату и поместить их на дно сосуда для воды. К утру, вода будет уже очищена.
2.Отстаивание. Для очищения воды этим способом необходимо налить воду в емкость и оставить не менее чем на 6-7 часов, не закрывая крышкой. В первые З-4 часа из воды испарятся летучие примеси такие как хлор и аммиак, а в последующие 2-3 часа – осядут соли тяжелых металлов. Затем осторожно слейте ¾ воды в чистую емкость, остальное вылейте.
3.Кипячение - процесс доведения воды до кипения. Налить в сосуд воды и прокипятить 15 минут. При этом процесс сопровождается выделением пара. При кипячении воды оседают коллоидные частицы грязи, выпадают в осадок соли, образуя накипь, вода умягчается, уменьшается содержание легколетучих компонентов и часть свободного хлора, уничтожаются практически все болезнетворные микробы, вирусы и возбудители паразитарных заболеваний. При длительном кипячении возрастает концентрация нелетучих веществ, солей тяжёлых металлов, пестицидов, органических веществ. Следует помнить, кипячение воды не только не снижает содержание свинца, но даже может повысить его концентрацию.
4.Получение дистиллированной воды.  Дистиллированную воду в домашних условиях можно получить посредствам заморозки. Отстоянную воду заливаем в емкость для заморозки и ставим в морозильную камеру. По физико-химическим свойствам чистая вода замерзает быстрее, чем вода с примесями.  Когда в емкости образуется лед (примерно наполовину или чуть больше), верхнюю жидкость сливаем, а образовавшийся лед таем при комнатной температуре. Образовавшаяся жидкость и есть дистиллированная вода.
Самым эффективным    способом снижения содержания свинца в питьевой воде является слив и отстаивание водопроводной воды.Таким образом, проведя сравнительный анализ информационных источниковмы выявили, эффективные домашние способы снижения содержания свинца в питьевой воде, разработали рекомендации для одноклассников и на классном часу ознакомили ребят с доступными способами очистки водопроводной воды.
 
Результаты исследования

Выводы и предложения:
1. В ходе исследования были изучены литературные данные о качестве водопроводной воды   и ее загрязнителях.
 2. В ходе наблюдений за тремя испытуемыми пробами воды, подтвердилось предположение о том, что водопроводная вода может содержать примеси свинца, положительно то, что обнаруженные примеси не превышают предельно допустимых норм. Следует обратить внимание на качество и материал водопроводных труб, где брали забор воды для пробирки №1.
Проведенные исследования качества воды, используемой в центральном районе нашего города, показывают, что   пробы воды, взятые из разных водопроводных источников жилых помещений, в целом  соответствует государственному стандарту, стоит отметить  предположения о недостаточном качестве   воды в пробе №1.
3. Для детального изучения качества воды планируется установить сотрудничество с  Центром Гигиены и Эпидемиологии в Кемеровской области в г. Прокопьевске и Прокопьевском Районе в Киселевске, для  химического анализа воды в лабораторных условиях. Поскольку употребление некачественной питьевой воды может серьезно отразиться на здоровье людей.
 4. В результате проведенной работы было аргументировано доказано, что вода, поступающая в водопровод не всегда пригодна для питья.   Для употребления качественной водопроводной воды, безопасной для здоровья необходимо пользоваться эффективными способами очистки, доступными в домашних условиях, а также следить за сроками годности водопроводных труб в квартирах и жилых помещениях.

Категория: Eстествознание | Добавил: Весна
водопроводной, проект, водопровод, свинец, вода, Научно-исследовательский
Просмотров: 507 | Загрузок: 47 | Комментарии: 1| | Рейтинг: 5.0/1 |

0

Всего комментариев: 1
1 Вера Степановна (verihella)   (26.04.2016 15:53)
Исследование полезное, много возможностей для применения. Памятки можно раздавать жителям в день воды. Будет актуально.

Имя *:
Email *:
Код *:


Группа: Гости
Вход
  
Регистрация
  



Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Конкурсы для детей

Детский лагерь Орленок - dol-orlenok.ru


Почему процедура лазерной шлифовки пользуется популярностью у женщин во всем мире?
Подарите ребенку здоровье!
Как выбрать хороший подарок ребенку и сэкономить на покупках – советы для родителей
Как правильно выбрать детскую кроватку

На сайте всего: 95
Гостей: 95
Пользователей: 0






© Детский развивающий портал "ПочемуЧка" 2008-2016
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-54566 от 21.06.2013г. выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций.

Все права на материалы сайта охраняются в соответствии с законодательством РФ, в том числе законом РФ «Об авторском праве и смежных правах». Любое использование материалов с сайта запрещено без письменного разрешения администрации сайта.
Реклама на сайте
О нас
Ваши отзывы
Обратная связь
Партнеры
Полезные сайты

Создать сайт

"ПочемуЧка" в социальных сетях"
"Почемучка" в ОдноклассникахВ "Одноклассниках"
 
"ПочемуЧка" ВКонтактеВКонтакте
 
"ПочемуЧка" в ФейсбукВ Facebook
 
"ПочемуЧка" в Живом ЖурналеВ "Живом журнале"
 
ПочемуЧка в ТвиттереВ Твиттере
Наши партнеры:
КОНКУРСЫ!!!
Конкурсы "Мастерилкино"
Конкурсы "Любознайка"
Самарский школьный портал
Самарские школьники



Рейтинг@Mail.ru Самарский школьный портал