XXIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Озонирование воды: вред и польза

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Сазонов А.Д. 1

---

1МБОУ "Гимназия №31"

Сурикова Г.С. 1

---

1МБОУ "Гимназия №31"

Работа в формате PDF

411.1 KB

Введение

Вода — основа жизни, и ее качество напрямую влияет на наше здоровье. В поисках чистой и безопасной питьевой воды мы сталкиваемся с множеством методов очистки. Один из них — озонирование.

Актуальность

Действительно ли обработка воды озоном делает ее идеальной для питья?

Гипотеза: Я думаю, что вода, обработанная озоном, полезна и безопасна для питья.

Цель и задачи исследования

Цель: Узнать, действительно ли обработка воды озоном делает ее идеальной для питья?

Задачи:

1. Проанализировать литературные источники по данной теме.

2. Изучить свойства озона.

3. Рассмотреть процесс озонирования воды.

4. Понять, полезна ли озонированная вода.

5. Провести эксперименты по данной теме.

Объект исследования: Вода.

Предмет исследования: Процесс озонирования воды

Методы исследования:

1. Изучение литературных и интернет-источников по теме исследования.

2. Эксперименты.

3. Обобщение, систематизация полученных сведений.

2. Основная часть

2.1. Теоретическая часть

Вода — основа жизни на Земле. Без нее невозможна жизнь ни одного организма, будь то растение, животное или человек.

Озон – это газ, трехатомная форма кислорода. Озон является сильнейшим окислителем и дезинфектантом – намного более эффективным чем хлор.

Озонирование воды – это современный и экологичный метод очистки, дезинфекции воды. Суть этого метода заключается в растворении озона в воде. С его помощью возможно не только эффективно уничтожать бактерии, вирусы и другие микроорганизмы, но и разрушать химические загрязнители, такие как пестициды и лекарственные препараты.

Доказанные преимущества озонирования питьевой воды:

Эффективная дезинфекция.  Он надежно уничтожает бактерии, вирусы, споры плесени и грибов, а также простейших, которые часто устойчивы к хлору. Это делает воду микробиологически безопасной.

Устранение неприятных запахов и вкусов. Озон эффективно окисляет и разрушает соединения, ответственные за неприятные запахи (например, сероводород — запах тухлых яиц) и привкусы (землистый, болотный, рыбный) в воде.

Разрушение органических загрязнителей. Озон расщепляет ряд природных органических веществ, которые придают воде цветность, а также некоторые пестициды и другие антропогенные органические микрозагрязнители, переводя их в менее сложные и часто более биоразлагаемые формы.

Окисление неорганических примесей. Озон окисляет растворенное железо и марганец, переводя их в нерастворимую форму, которую затем легко удалить фильтрацией. Это устраняет характерные желто-коричневые подтеки, металлический привкус и мутность.

Отсутствие образования токсичных хлорорганических соединений. В отличие от хлора, озон сам по себе не образует опасных побочных продуктов дезинфекции, таких как тригалометаны (хлороформ, бромоформ) или хлоруксусные кислоты, которые являются канцерогенами. Это важнейшее экологическое и медицинское преимущество.

Вред озонирования воды для питья

Кратковременный эффект дезинфекции. Озон мгновенно распадается, поэтому вода теряет защиту сразу после обработки. Если в системе водоснабжения есть бактерии, они быстро колонизируют «стерильную» среду. Для постоянной защиты требуется комбинация методов очистки воды, а также хранение в стерильных тарах.

Неэффективность против некоторых стойких химикатов. Озон плохо справляется с удалением или разрушением некоторых неорганических загрязнителей, таких как нитраты, фториды, тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк) и перхлоратов. Для их удаления требуются другие методы очистки (ионообмен, обратный осмос, специализированные сорбенты).

Потенциальное ухудшение биодоступности. Существуют теоретические опасения, что сильные окислители, включая озон, могут окислять некоторые необходимые минералы или разрушать отдельные витамины, если они присутствуют в воде.

Техническая сложность и стоимость. Генерация озона требует специального оборудования (озонаторы), потребляющего значительное количество электроэнергии. Системы озонирования сложнее в эксплуатации и обслуживании по сравнению с хлорированием. Необходим строгий контроль дозы озона и времени контакта для обеспечения эффективной дезинфекции и минимизации образования броматов.

Озон может быть вредным при вдыхании, что требует строгих мер безопасности при обращении с оборудованием для озонирования. Кроме того, озон сложно хранить и транспортировать, поэтому он обычно производится непосредственно на месте использования.

2. 2. Практическая часть

В классе я провёл исследование среди одноклассников. Было опрошено 24 ученика. 5 человек знают, что такое озонирование воды. 10 человек пьют озонированную воду. 3 человека знают, что такое озонатор. (Приложение 1)

Чтобы проверить, действительно ли озон влияет на вредные вещества в воде, я провёл эксперименты, чтобы убедиться в том, что озонатор безвреден, от его работы есть польза и результаты рассказать одноклассникам. (Приложение 2)

Для этого я взял приборы и материалы: озонатор, воду из-под крана, молоко, компот, хлеб с плесенью.

Ход эксперимента№1: Осветление воды.

Озонирование воды: налили в голубую тарелку воду из-под крана, опустили диффузный камень. Вода бурлила 10 мин, стала прозрачной, внизу на дне тарелки образовался осадок, похожий на песок.

Ход эксперимента№2: Озонирование молока.

Озонирование молока. Пена была сильная, никаких видимых изменений не было замечено, потом молоко обратно опустилось.

Ход эксперимента№3: Удаление плесени.

Озонирование компота с плесенью.

Налили компот, на нём образовалась плесень. Погрузили диффузный камень, компот стал светлым и плесень исчезла.

Озонирование кусочка хлеба, покрытого плесенью.

Место где лежал камень стало желтовато коричневого цвета, значит плесень погибла.

Заключение

Из плюсов озонирования можно отметить:

• озон уничтожает все бактерии и вирусы, а также воздействует на споры грибов и водорослей;

• продукты окисления озоном безопасны, в отличии, например, от продуктов окисления хлором;

• озонирование осветляет воду, удаляет запахи;

• окисление примесей озоном быстрее и эффективнее чем другими окислителями;

• озон вырабатывается на месте из воздуха;

• не прореагировавший озон распадается до кислорода;

• озонирование практически не изменяет pH воды.

Из минусов озонирования можно отметить:

• озон отнесен к веществам первого класса опасности, он опасен для органов дыхания, выброс озона в зону с людьми не допускается;

• качественное озонаторное оборудование имеет относительно высокую стоимость;

• непродолжительное воздействие из-за распада озона.

Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что озонирование воды, это эффективная, безопасная технология.

Озонирование необходимо применять в комплексе с другими методами обработки воды компетентными специалистами.

Моя гипотеза подтвердилась.

Эксперименты мне понравились. Я занимаюсь плаванием, поэтому знания об обработке воды, мне пригодились. Воду из школьного водомата можно обрабатывать озоном.

4. Список использованных источников и литературы

4.1. https://megapteka.ru/specials/ozonirovanie-vody-polza-6143

4.2 https://burs.pro/stati/ozonirovanie-vody-chto-eto-plyusy-i-minusy.html

4.3. https://lemanapro.ru/advice/vodosnabzhenie/chto-takoe-ozonator-dlya-vody/?utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2F

4.4. https://inner.su/articles/ozonirovanie-vody-pravilnye-dozirovki-bez-peredozirovki/

5. Приложение

Приложение 1. Анкетирование детей

Приложение 2. Эксперименты

Эксперимент №1: Осветление воды.

Эксперимент №3: Удаление плесени.