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

ЖЁСТКОСТЬ ВОДЫ И ЕЁ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА.
Барабаш А.В., Сабирова Л.Р.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


1. Введение 

Несмотря на то, что человек считает воду вполне изученным веществом, в последнее время ученый мир склоняется к мысли о том, что мы слишком мало знаем о воде. Вода – это главный источник жизни на планете. Ни одно вещество не обладает тремя агрегатными состояниями, кроме воды. Благодаря большому значению диэлектрической проницаемости, вода поддерживает растворенные в ней соли, кислоты и основания в ионизированном состоянии; быстро протекающие химические реакции чаще всего совершаются между ионами. Они регулируют действие множества биологических катализаторов — ферментов, без которых невозможна жизнь.

  1. Актуальность

  • Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. Для того чтобы хорошо себя чувствовать, человек должен употреблять качественную питьевую воду.

  • Ещё в глубокой древности люди умели различать «живую» воду – пригодную для питья и «мёртвую» - непригодную для употребления. По данным Всемирной организации здравоохранения около 90% болезней человека вызывается употреблением для питьевых нужд некачественной воды, а так же использованием ее в быту, поэтому в настоящее время вопрос качества питьевой воды становится еще более актуальным.

  1. Гипотеза

Предполагаем, что водопроводная питьевая вода города Димитровграда не по всем показателям отвечает ГОСТу.

  1. Проблема

Дефицит качественной питьевой воды.

  1. Объект исследования

Водопроводная питьевая вода микрорайонов «Старый город» и «Соцгород» .

  1. Предмет исследования

Водопроводная питьевая вода микрорайонов по показателям жесткости

  1. Цель исследования

Исследовать питьевую водопроводную воду микрорайонов «Старый город» и «Соцгород» по показателям жесткости, сравнить с качеством воды, пропущенной через фильтр, и сопоставить с ГОСТом.

  1. Задачи исследования

  • Изучить нормативные требования к питьевой воде;

  • Провести анализ водопроводной воды на базе лаборатории водоканала города Димитровграда и сравнить качество водопроводной воды микрорайонов «Старый город» и «Соцгород» с ГОСТом «Питьевая вода»;

  • Познакомиться с методами очистки воды;

  • Изучить влияние жёсткой воды на организм человека.

  1. Метод исследования

Комплексонометрический метод для определения жесткости воды.

Исследование воды на жесткость.

На базе лаборатории водоканала города Димитровграда мы провели анализ водопроводной питьевой воды, взяв за основу комплексонометрический метод. Этот метод основан на образовании комплексных соединений трилона Б с ионами щелочноземельных элементов. Определение проводят титрованием пробы раствором трилона Б при рH = 10 в присутствии индикатора. Наименьшая определяемая жесткость воды 0.1°Ж.

Для анализа мы использовали фильтр Барьер, устраняющий жесткость. (приложение 1)

Вывод:в самом начале использования фильтра адсорбционная способность угольного фильтра очень высокая, коэффициент жесткости стал довольно низким.Питьевая вода микрорайона «Старый город » имеет верхнюю границу нормы по показателям жесткости.Отфильтрованная вода стала содержать довольно низкий коэффициент жесткости. По сравнению с неотфильтрованной водопроводной водой, коэффициент жесткости воды, пропущенной через фильтр в микрорайоне «Старый город», упал в 9,76 раза, а в микрорайоне «Соцгород» - в 15,85 раза.

Результаты исследований, проведенных через три месяца после применения данного фильтра по назначению. (Приложение 2)

Вывод:вода микрорайона «Старый город», пропущенная через используемый в течение трех недель угольный фильтр является пригодным для использования.

Результаты исследований, проведенных через три месяца после применения данного фильтра по назначению. (Приложение 3)

Вывод:после 3 месяцев применения угольного фильтра адсорбционная способность стала низкой.

Результаты исследования бутилированной и талой воды. (Приложение 4)

Влияние жесткой воды на организм человека.

Попадая внутрь организма, соли кальция и магния оседают в сосудах, почках, и в других органах. Избыток этих веществ в организме очень часто ведёт к возникновению сосудистых, кожных, пищеварительных заболеваний, снижает моторику желудка и образует накопление солей в организме, что ведет к ухудшению здоровья человека.

Однако дистиллированная или очищенная до состояния дистиллированной, вода также вредна для здоровья. В результате специальных методов очистки из неё удаляется всё – не только вредные бактерии, но и полезные микроэлементы – и она становится практически пустой и неполезной. Если же её пить длительное время, то произойдет резкая потеря минеральных солей организмом, что приведёт, например, к сбоям в работе сердечно-сосудистой и костной систем, станет причиной преждевременного старения организма. Поэтому мы хотим провести исследование водопроводной воды города Димитровграда и проанализировать статистику заболеваний человека по некоторым регионам, в которых различная жесткость.

Жесткость воды.

Есть таящаяся в воде опасность - это её жесткость. Жёсткая вода – это вода с большим содержанием солей кальция и магния.Среди современных ученых продолжаются активные споры по поводу частоты заболевания у людей мочекаменной болезни (МКБ) одной из причин которых является жесткость воды .

Мочекаменная болезнь (МКБ) – одно из самых распространённых из всех урологических заболеваний. Она может поразить любого человека, независимо от его пола, возраста и профессии.

Интервью с Баков Владимиром Николаевичем.

Так как вода, используемая для водоснабжения населения является жесткой не только в нашем городе, но и в Ярославской области мы решили связаться с главным урологом департамента здравоохранения и фармации Ярославской области, заведующим урологическим отделением ЯОКБ Владимиром Николаевичем Баковым и в интервью он ответил на интересующие нас вопросы.

Почему Ярославскую область считают эндемическим очагом МКБ?

По его наблюдениям, заболеваемость МКБ в области выше общероссийского среднего показателя. Скорее всего, свою роль здесь играет повышенная жёсткость воды. Жёсткость воды определяют минеральные соли, которые мы поглощаем вместе с водой. В основном это соли кальция и магния, но могут быть сульфатные, хлоридные, нитратные соединения. Временную жёсткость можно убрать простым кипячением воды. Избавиться от постоянной жёсткости можно, установив современный фильтр для очистки воды.

Из курса школьной программы мы знаем, что:

Меняя климат на некоторое время, т.е. переезжая из холодного в более жаркий район, увеличивается риск к Мочекаменной Болезни. Поэтому во время отдыха в жарких районах нужно пить как можно больше воды.

Какое влияние оказывают синтетические витамины на организм человека?

Витамины могут влиять на камнеобразование. Особенно витамины группы D, которые обычно назначают женщинам для профилактики остеопороза. Потому природные витамины, содержащиеся во фруктах и овощах, можно употреблять практически без ограничения. Но если вдруг весной появилось желание попить синтетические витамины, то не принимайте это решение самостоятельно, а лучше посоветуйтесь с врачом.

Вода – жизнь.

Мы на 85 % состоим из воды и только на 15% из твёрдого вещества. Поэтому каждый день мы должны выпивать 2 литра простой не сладкой отфильтрованной питьевой воды. И уж точно не из крана. Тогда будет нам счастье, и весь наш организм будет работать чётко и без сбоев.

Методы очистки воды:

  • Механическая фильтрация;

  • Сорбция. Сорбенты. Сорбционные фильтры;

  • Электрохимическая очистка.

Выводы по итогам исследовательской работы:

Исследования показали, что водопроводная вода микрорайонов «Старый город» и «Соцгород» условно пригодна для питья, но не отвечает требованиям ГОСТа по показателям жесткости.

Вода микрорайона «Старый город», пропущенная через используемый в течение трех месяцев угольный фильтр является условно пригодным для использования. Однако, в инструкции по применению угольных фильтров наблюдается парадокс, так как в ней указывается количество кубометров воды, которое максимально может быть пропущено через фильтр. Производитель не учитывает тот фактор, что в реальности невозможно это посчитать. Поэтому, мы считаем, что необходимо устанавливать индикатор, который бы сигнализировал о том, что начинается процесс десорбции. В противном случае можно принести не столько пользы, сколько вреда для здоровья человека.

Питьевая вода должна быть не только чиста на бактериологическом уровне, но и содержать полезные минеральные соли необходимые человеку, но только в определенном количестве.

Для того чтобы предупредить развитие многих заболеваний необходимо употреблять только качественную питьевую воду, поэтому необходим анализ воды конкретного региона и грамотное использование фильтров для очистки воды.

Исходя из проведенных исследований, необходимо использовать фильтры, которые способны удерживать ионы Ca и Mg, сделать воду более мягкой, для устранения жесткости воды необходимо кипятить воду, но только в металлической посуде.

Практическая значимость.

Проведенные нами исследования дают возможность более аргументировано проводить просветительскую работу среди населения на предмет крайне осторожного и правильного использования специальных очистительных фильтров.

Мы рекомендуем производителям фильтров указывать, насколько он понижает жесткость воды или другие показатели, на упаковке в течение определенного времени. Так как, согласно проведенным исследованиям, вода после фильтрации в начале применения фильтра имеет низкий показатель по содержанию некоторых минеральных солей.

Так же, мы бы хотели, чтобы производители фильтров изготавливали фильтры с индикаторами, которые будут указывать конец адсорбции, а следовательно начало десорбции.

Грамотное использование фильтров и очистительных средств позволит человеку обезопасить себя от многих заболеваний.

Для более эффективного использования фильтров необходимо проводить анализ воды конкретного региона по разным показателям в целях безопасного и грамотного применения.

Данная тема требует глубокого и всестороннего изучения с привлечением квалифицированных специалистов в области биохимии.

В дальнейшем мы планируем продолжить свои исследования воды по другим показателям.

Список используемой литературы

1)Интернет-ресурсы:

А)http://vitawater.ru/aqua/hydro/gestk.shtml

Б)http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1536.html

В)http://mamzel.com.ua/hozyajke/poleznye-sovety/mozhno-li-pit-vodu-iz-krana.html

Г)http://www.aqvastroi.ru/clauses/povyshennaya-zhestkost-vody-prichiny-i-posledstviy1202/

Д)http://vodopodgotovka-vodi.ru/zhestkost-vody/povyshennaya-zhestkost-vody

2)Учебник органической химии за 10 класс под редакцией Рудзитиса Г.Е. и Фельдмана Ф.Г

Приложения

Приложение 1

Микрорайон

«Старый город»

«Соцгород»

До фильтрации

8,2°Ж.

7,45°Ж.

После фильтрации

0,84°Ж.

0,47°Ж.

Приложение 2

Микрорайон

«Старый город»

«Соцгород»

До фильтрации

7,8°Ж.

7,35°Ж.

После фильтрации

1,3°Ж.

1,2°Ж.

Приложение 3

Микрорайон

Старый город

Реальная вода

7,5°Ж

Отфильтрованная

5,04°Ж

Кипяченая (в стеклянном сосуде)

7,5°Ж

Кипяченая (в металлическом сосуде)

4,65°Ж

Приложение 4

Наименование

Жёсткость

Минеральная вода «Волжанка»

2,85°Ж

Минеральная вода «Мелекесский источник»

0,5°Ж

Снег (талая вода)

0,3°Ж

7