III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ
Иванова В.А.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


I Введение

Все живое в нашей жизни связано с водой, поэтому нет более волнующей и обсуждаемой темы, чем тема воды. Особенно вызывает проблему качество водопроводной воды. Это я доказала своей предыдущей работой. Купить уже очищенную воду можно в магазине, но бутилированная вода стоит денег, и пользоваться ею постоянно – достаточно дорого. Заботясь о собственном здоровье и здоровье своей семьи, можно найти для себя оптимальный способ очистки воды дома, поэтому тему «Методы очистки водопроводной воды в домашних условиях» считаю актуальной.

Цель: экспериментальным путем выявить наиболее результативный метод очистки воды в домашних условиях

Задачи:

  • Изучить литературу и материалы в сети Интернет о методах очистки воды;

  • Провести опрос среди учащихся начальных классов;

  • Определить опытным путём наиболее эффективные и доступные способы очистки воды в домашних условиях;

  • Оценить полученные результаты и сделать выводы;

  • По результатам работы составить буклет для учеников своей школы и их родителей;

Гипотеза: Водопроводную воду можно очистить самостоятельно

Объект исследования: вода.

Предмет исследования: водопроводная вода

Актуальность: Для нормального функционирования организма нужна вода, не содержащая вредных примесей и механических добавок, т.е. хорошего качества.

Практическая значимость: материалы и результаты работы могут быть использованы на внеклассных мероприятиях, в кружковой работе, на уроках, а так же для информирования учащихся и их родителей.

Методы исследования:

  • Работа с информационным источником;

  • Социальный опрос (анкетирование);

  • Составление аналитических диаграмм;

  • Проведение исследований;

  • Изучение литературы;

Я решила получить информацию по данной теме у учащихся начальных классов и задала им следующие вопросы :

  • Употребляете ли вы воду из-под крана?

  • Какую воду вы пьете?

  • Какие методы очистки используют в вашей семье?

Полученные данные мы систематизировали и представили на круговых диаграммах

Из опрошенных мною детей большинство не употребляют воду из-под крана, а пьют фильтрованную и кипячёную. Меня заинтересовало, а какие методы очистки воды существуют ещё.

Из «Экологической азбуки для детей и подростков» я узнала различные методы очистки воды. Мною были проведены исследования по выявлению наиболее эффективного и доступного метода очистки воды.

II Основная часть

Методы очистки воды

Очистка-устранение посторонних и нежелательных веществ из воды. А также от вредных примесей. [3]

В ходе выполнения исследовательской работы мной были изучены разные способы очистки питьевой воды в домашних условиях.

1.Фильтрование - процесс разделения неоднородных систем при помощи пористых перегородок.[4] Фильтрование жидкостей в лаборатории проводят с помощью воронок, в которые вкладывается специальная фильтровальная бумага. . Некое подобие их было создано в Китае и представляло собой обычные камышовые тростинки, пропитанные коагулянтами. Один из таких простейших фильтров даже вошел в историю как «рукав Гиппократа». Прообразы современных фильтров. Их принцип действия был близок к естественным очистным процессам и заключался в прохождении воды сквозь слой различных веществ: щебня, песка и древесного угля.

2 Очистка воды с применением фильтров

Для устранения вредных примесей из водопроводной воды применяют разнообразные фильтры. В домашних условиях часто применяются разнообразные кувшины и насадки на кран. Это наиболее распространенный и доступный способ очистки воды. Питьевые фильтры - кувшины в состоянии убрать из воды избыток хлора, органических веществ, накипь (соли жесткости). Фильтры-кувшины вполне эффективно очищают водопроводную воду, дешевые при первоначальной покупке, а поэтому широко распространены. Все питьевые фильтры - кувшины оснащены сменным очищающим элементом (также его называют "кассета" или "картридж"). Кассета сконструирована таким образом, чтобы поддерживать постоянную скорость протекания воды через очищающую смесь. В состав смеси входят - активированный уголь, полипропиленовый вкладыш, ионообменные смолы нескольких видов. Это важно для равномерной и полноценной очистки воды. Фильтрация данного типа направлена непосредственно на очищение жидкости от вредных примесей, таких как хлор или пестициды. Также она способна избавить воду от различных неприятных запахов и сделать воду абсолютно прозрачной.[5] Данный картридж необходимо менять примерно один раз в три месяца.

Активированный уголь для очистки воды.

Активированный уголь – известный очиститель для воды, он применяется во множестве разнообразных фильтров. После обработки углем вода приобретает приятный вкус и запах, так как уголь поглощает почти все вредные вещества, находящиеся в водопроводной воде, также очищает от извести. Но углем можно очищать воду и самим.

Кипячение - процесс доведения воды до кипения. Простого доведения воды до кипения недостаточно для того, чтобы обеззаразить ее. Для этого необходимо кипятить воду не менее 10-15 минут. При кипячении воды оседают коллоидные частицы грязи, выпадают в осадок соли, образуя накипь. Воду, которая будет на дне, лучше слить. После кипячения вода должна некоторое время отстояться, а затем её можно использовать по назначению. Вода умягчается, уменьшается содержание легколетучих компонентов и часть свободного хлора, уничтожаются практически все болезнетворные микробы, вирусы и возбудители паразитарных заболеваний . [6].Это наверное, самый старый и распространенный метод , которым мы пользуемся ежедневно.

Отстаивание При отстаивании воды из нее удаляется хлор и аммиак, а некоторые соли и коллоидные растворы осаждаются на дно. Однако соли тяжелых металлов из отстоянной воды никуда не денутся, в лучшем случае они оседают на дно.

Замораживание воды

Сегодня это все более популярный метод очищения воды, который, к тому же, считается еще и эффективным. Талая вода очень бедна солями. Поэтому количество полезных минералов, особенно калия и натрия, должно восполняться другими напитками или едой. Известно, что употребление талой воды очищает кровь и лимфу, все внутренние органы и кожу. При этом улучшается работа сердечно - сосудистой системы, активизируются обменные процессы. При этом ощущается небывалый приток сил и энергии.

Очищение воды при помощи серебра

С давних времен людям известен способ очищения воды для питья при помощи серебра. Серебро-это отличное бактерицидное средство, оно способно убивать различные микробы.[7] Также серебро способствует длительному хранению воды. Ещё в древности люди заметили, что вода из серебряных кувшинов отличается от обычной. Она не протухает на протяжении многих месяцев, а приготовленная на ней пища хранится гораздо дольше и на вкус значительно лучше.

Очистка воды кремнием - древнейший способ. Кремний — один из главных элементов в периодической таблице Менделеева. Своё название кремний получил от греческого слова, означающий «скала, утёс».[8] Это второй по популярности химический элемент, встречающийся на Земле. Глина, песок, опал, яшма — это всё разновидности кремнезёма, в котором больше всего содержится кремния. С помощью кремния очищают даже воду, которая приобретает совершенно удивительные качества и благотворно влияет на организм человека.

Для очистки воды используют только чистый кремень, который залегает на большой глубине. Такая вода обладает бактерицидным действием. В ней погибают бактерии, паразиты, грибки, вирусы. Кремний нейтрализует присутствующие в воде примеси: хлор, железо, аммиак и соли аммония, ртутные и фосфорные соединения. Благодаря активации воды кремнием, она становится более вкусной и может храниться долгое время.

Очистка с помощью шунгита .

Шунгит-древнейший углеродосодержащий минерал на планете. Добывают этот камень в Карелии. Об удивительных свойствах шунгита было известно в России очень давно, только называли его «аспидный камень». По приказу Петра I каждый его солдат был обязан носить с собой в походном ранце «аспидный камень», чтобы опуская в котелок с водой эти каменные кусочки, получить обеззараженную воду.

Шунгит- очищает воду от хлорорганических соединений, избытка меди, марганца, железа, нитратов и нитритов, полностью — от яиц гельминтов, убирает из воды мутность, привкусы, запахи, полностью обеззараживает воду.

В то же время он может насытить воду различными макро- и микроэлементами до концентрации, оптимальной для человеческого организма.[9]

Очищение воды с применением горного кварца.

Самый простой, обычный и знакомый пример кварца — это песок. В чистом виде кварц бесцветен или имеет белую окраску. Кварц не растворяется в воде. [10]

. Метод настаивания воды на кварце пришел из далекого Тибета. Ему более 3000 лет. Это самый древний, простой и самый эффективный способ очистки воды. Кварц очищает воду от соединений металлов, радионуклидов, различных вредных примесей. Кварцевая вода облегчает транспорт питательных веществ непосредственно в клетки и выведение из организмов токсинов.

Вода, настоянная на кварце, очищается от соединений растворенного железа, алюминия, хлора, марганца. Кварц способствует удалению тяжелых металлов, таких как кадмий, свинец, медь и цезий. Очищает воду от паразитов, грибков и водорослей. В кварцевой воде снижается содержание радионуклидов, нейтрализуется действие пестицидов, диоксинов, нитратов. Кварцевая вода обладает сильным антибактериальным действием и защищает от вирусных загрязнений.

Народные средства для очистки воды так же имеют место быть: очищение гроздью рябины, очищение корой ивы, йодом, крапивой и др.

III Эксперимент состоит из трёх этапов

1этап- очищение воды разными способами

Цель: Показать различные способы очистки водопроводной воды

Оборудование : водопроводная вода, емкости для воды, два вида фильтров, активированный уголь, чайник для кипячения воды, морозильная камера, серебряная ложка, кремний, шунгит, горный кварц

Тест1 .Фильтрование при помощи фильтра кувшина. (Приложение I)

Я налила в стакан воду , профильтрованную с помощью кувшина

Тест2.Фильтрование с помощью встроенного фильтра.(Приложение I)

Налила в стакан воду из фильтра. Сняла показания с помощью приборов.

Тест 3.Активированный уголь для очистки воды.(Приложение I)

Таблетки активированного угля, штук пять, я завернула в марлю и опустила в емкость с водой. Поставила в прохладное место и подождала 10- 12 часов. Вода должна обязательно находиться в прохладном помещении, иначе уголь не только не обезвредит воду, а наоборот, будет способствовать размножению бактерий.

Тест 4.Кипячение (Приложение II)

Я налила в сосуд воды и прокипятила не менее 10-15 минут. При этом процесс сопровождается выделением пара.

Тест 5.Отстаивание (Приложение II)

Для очищения воды этим способом я налила воду в емкость и оставила примерно на 6-7 часов, не закрывая крышкой. Впервые 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 слила¾ воды в чистую емкость, остальное вылила..

Тест 6.Замораживание воды (Приложение II)

Для того, чтобы приготовить талую воду мне нужно было:

- Взять большую посуду и налить туда воды, не доходя до ее краев примерно сантиметр;

- Эту посуду оставила в морозилке на 4-5 часов. Необходимо, чтобы замерзла хотя бы часть этой воды;

- Когда половина воды в посудине замерзла, я разбила, образовавшийся сверху лед и слила воду со дна. Пить и использовать для приготовления пищи можно только лед. Причем только прозрачные его части. В остальных частях скопились вредные вещества, поэтому они непригодны для питья.

Метод рассчитан на то, что первой в посудине замерзает именно чистая часть воды. А вредные вещества в свою очередь оседают на дно посуды, их я успешно их сливаю.

Тест 7.Очищение воды при помощи серебра (Приложение III)

Я набрала в большую емкость воду и положила на дно серебряный предмет - ложку. К утру ионы серебра очистят воду не хуже любого фильтра.

Тест 8.Очистка воды кремнием (Приложение III)

Перед первым применением кремень необходимо промыть. Я поместила камни в емкость и залила водой. Накрыла марлей и убрала в затемнённое место, подальше от солнечного света и настаивала 3 дня. После этого воду можно употреблять. По мере расхода оставлять часть воды (на уровне камешков), доливать и настаивать уже 8-10 часов, так постоянно 6-8 месяцев.

Тест 9.Очистка с помощью шунгита (Приложение III)

Чтобы очисть воду при помощи шунгита, для начала я промыла камни проточной водой. Залила минералы водой из-под крана из расчета 150гр. на 2-3 литра. Настаивала 3 дня. По мере расхода воду доливать и настаивать уже 8-10 часов. Промывать шунгит 1 раз в неделю. Такая вода пригодна не только для питья, но также для приготовления пищи, заваривания чая и много другого.

Тест 10.Очищение воды с применением горного кварца(Приложение IV)

Я промыла кварц в холодной проточной воде, затем залила их водой из расчета 200 грамм камней на 3 литра воды. Необходимо настоять воду в течение трех дней и употреблять в чистом виде, по мере расходования воды можно ее подливать в емкость. Раз в неделю желательно вынимать камни и промывать их от образовавшегося налета.

2 этап - измерение воды TDS-метр

TDS-метр служит для оценки качества питьевой воды. Он показывает количество взвешенных в воде неорганических примесей, в основном солей различных металлов. Отсюда второе название - солемер. В быту применяется для определения качества воды из-под крана.

Цель: опытным путём показать наличие солей различных металлов

Оборудование: приборTDS-метр, 10 проб очищенной воды

Я налила чистый стакан очищенную воду. Сняла защитный колпачок с прибора. Нажала кнопку "ON" для включения дисплея. Погрузила датчик прибора в воду и подождала примерно 10 секунд. Сняла показания с дисплея. Занесла результаты в таблицу и сравнила с водопроводной водой.

Способы очистки воды

TDS-количество солей различных металлов.

Фильтрование

123

Встроенный фильтр

102

Очистка активированным углем

137

Кипячение

143

Очистка серебром

132

Отстаивание

216

Замораживание

144

Очистка кремнием

112

Очистка шунгитом

097

Очистка горным кварцем

102

Показатели водопроводной воды

Водопроводная вода

365

Вывод: По показаниям TDS-метра наименьшее содержание солей в воде, очищенной шунгитом.

3 этап-измерение воды электролизёром

Электролизёр предназначен для проверки воды на содержание примесей и микроэлементов. С помощью электролизёра можно наглядно увидеть не только присутствие тех или иных микроэлементов, но и по интенсивности окрашивания воды определить их количество. Чем интенсивнее цвет, получаемый при опыте, тем выше концентрация веществ в воде. Оптимальный цвет для чистой и полезной воды это от светло - жёлтого до оранжевого. Он говорит о присутствии в воде полезных микроэлементов, таких как кальций, натрий, калий, фтор и т.д. в нужной концентрации, переизбыток этих микроэлементов окрасит воду в огненно красный цвет. Превышение допустимой нормы вредных и опасных микроэлементов, таких как кадмий, свинец, мышьяк, никель, хром, ртуть и т.д. окрашивает в воду в зелёный, синий и чёрный цвет с различными оттенками в зависимости от концентрации этих веществ.

Цель: опытным путем показать содержание примесей в воде

Оборудование: прибор электролизёр, 10 проб очищенной воды.

Для проведения эксперимента я подготовила два прозрачных стакана для воды емкостью 100-500 мл. Поставила их на столе рядом. Налила воду. Поместила электролизёр в стакан, а затем включила питание. Нажала кнопку включения ("on") и выполнила проверку в течение 30 секунд, затем выключила устройство. Таким образом, я протестировала очищенную мной воду. Результаты занесла в таблицу и сравнила с водопроводной водой.

Способы очистки воды

Электролизёр проверка воды на содержание примесей и микроэлементов.

Фильтрование

осадок оранжевого цвета

Встроенный фильтр

осадок оранжевого цвета

Очистка активированным углем

ярко-оранжевый цвет

Кипячение

осадок оранжевого цвета

Очистка серебром

незначительный осадок

Отстаивание

оранжевый осадок

Замораживание

незначительный осадок

Очистка кремнием

осадок оранжевого цвета

Очистка шунгитом

осадок оранжевого цвета

Очистка горным кварцем

осадок оранжевого цвета

Показатели водопроводной воды

Водопроводная вода

Осадок чёрного цвета

Вывод: По результатам измерения наименьшее количество содержания солей в воде очищенной серебром и в замороженной воде.

Заключение.

В ходе проведенной исследовательской работы выдвинутая мной гипотеза подтвердилась. При выполнении работы были изучены и опробованы различные способы очистки водопроводной воды (фильтрование, кипячение, отстаивание, замораживание, насыщение ионами кремния, очистка серебром и др.) На основе экспериментов я сделала вывод, что в домашних условиях действительно можно очистить воду с минимальными затратами. Оценивая различные способы очистки воды можно сделать следующий вывод: наиболее эффективным способом является очистка кремнием, шунгитом, кварцем, фильтрованная встроенным фильтром. Наиболее практичным методом оказалось замораживанием и отстаиванием. В своей работе я поделилась личным опытом определения качества питьевой воды в домашних условиях.

Библиография

  1. В.П. Ситников Г.П. Шалаева «Кто есть кто в мире природы» Полиграфиздат, 2011(с.5-6)

  2. А.Е. Чижевский Детская энциклопедия «Я познаю мир: Экология» 2001 г. (с. 118-119)

  3. Экологическая азбука для детей и подростков. Издательство МНЭПУ Москва 1995 г. (с 92)

  4. Большая серия знаний. Химия/ Коллектив авторов. М: ООО «ТД «Издательство Мир книги», «Русское энциклопедическое товарищество», 2007.(128 с.)

  5. Миклашевский Г. С. Чистая вода. Бытовые фильтры. – СПб: Арлит, 2000.

  6. Новейший полный справочник школьника: 5-11 классы: в 2-х т.: Биология; Химия; География. – М.: Эксмо, 2009.(494 с.)

  7. Энциклопедия для детей. Экология. Москва Аванта 2001(324с.)

  8. Э. Михеевой "Целительские свойства кремния" С – П , 2002(15с.)

  9. Кибардин Геннадий «Шунгит: Природный целитель» Эксмо 2012(38 с.)

  10. Шубников А. В. «Кварц и его применение» 2012г.(9с.)

Водопроводная вода

     

Фильтрование

     

Встроенный фильтр

     

Очистка активированным углем

     

Кипячение

     

Отстаивание

     

Замораживание

     

Очищение серебром

     

Очищение кремнием

     

Очищение шунгитом

     

Очищение горным кварцем