Исследовательская работа на тему: Влияние очистки воды бытовыми адсорбционными фильтрами на ее свойства и безопасность для здоровья человека (стр. 1 )

Всероссийский конкурс юных исследователей окружающей среды

Номинация «Экология человека и его здоровье»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

на тему:

Влияние очистки воды

бытовыми адсорбционными фильтрами

на ее свойства и безопасность

для здоровья человека

Работу выполнила:

ученица 11 класса

МБОУ «Лицей №2»

Научный руководитель:

учитель биологии

МБОУ «Лицей №2»

г. Протвино, 2016 г.

Содержание:

Стр.
Введение	3
Глава 1. Влияние факторов, определяющих качество питьевой воды, на развитие заболеваний у человека (Обзор литературы)	5
1.1.  Вода – источник возникновения и поддержания жизни на Земле	5
1.2. Санитарные требования, предъявляемые к питьевой воде	6
1.3. Влияние на здоровье человека примесей, присутствующих в воде	7
1.4. Методы очистки воды	9
1.5. Бытовые способы очистки воды. Угольные фильтры и их назначение	9
Глава 2. Анкетированный опрос респондентов по применению бытовых адсорбционных фильтров	13
2.1. Составление анкеты	13
2.2. Обработка данных, полученных в ходе опроса	14
2.3. Основные выводы, сделанные из анкетированного опроса	17
Глава 3. Экспериментальное изучение основных показателей качества питьевой воды с применением бытового фильтра «Барьер»	18
3.1. Подготовка образцов воды	18
3.2. Испытание образцов питьевой воды в условиях лабораторий	19
3.2.1. Анализ основных физико-химических показателей	19
3.2.2. Испытание образцов воды на микробиологическую чистоту	22
Основные выводы и рекомендации	26
Список использованной литературы	27

Введение

Цель исследования.

Целью нашего исследования является изучение влияния бытового адсорбционного фильтра на некоторые показатели качества воды, способные оказывать воздействие на здоровье человека.

Актуальность исследования заключается в том, что бытовые адсорбционные фильтры для воды получили в настоящее время чрезвычайно широкое распространение. Несмотря на то, что все они снабжены инструкцией по эксплуатации, которая предписывает регулярное обновление фильтрующего патрона, пользователи нередко игнорируют его срок годности и эксплуатируют фильтр значительно дольше, чем допускается. Считается, что это не влияет на качество фильтруемой воды. Однако мы полагаем, что данный вопрос требует дополнительного изучения, хотя бы по основным критериям качества воды, способным повлиять на здоровье человека.

Поскольку бытовые фильтры используются для получений чистой питьевой воды, мы бы хотели узнать, насколько фильтр с истекшим сроком годности отличается от нового фильтра и можно ли им пользоваться ещё какое-то время, как это делается часто в быту. Опыт проводили в бытовых условиях, а испытание воды - в условиях контрольно-аналитической и микробиологической лабораторийотдела контроля качества .

Среди изучаемых нами показателей были следующие: описание (внешний вид), цвет, запах, водородный показатель (pH), электропроводность, содержание хлоридов и сульфатов, тяжёлых металлов, кальция, восстанавливающих веществ, а также микробиологическая частота.

Гипотеза исследования

Несмотря на то, что водопроводная питьевая вода должна соответствовать всем требованиям санитарных правил и норм (СанПИН), она нередко содержит примеси, которые могут попадать в неё в ходе доставки по системе. Это могут быть механические примеси, растворённые вещества и микроорганизмы. Мы предполагали, что бытовые адсорбционные фильтры удерживают не все примеси, а в случае, если срок эксплуатации фильтра превышен, могут и сами оказывать негативное влияние на качество воды.

Методы исследования

1. Визуальный и органолептический. В большинстве случаев проводилась визуальная оценка качества анализируемой воды на показатели «Описание (внешний вид)», «Цветность» и «Прозрачность». Анализ проводили в стандартной пробирке из бесцветного стекла, в нее с помощью пипетки помещали 5 мл воды и просматривали при искусственном освещении «дневной свет». Запах воды оценивали в пробе, помещенной в химический стакан [1, 2, 9, 10].

2. Потенциометрический. Для определения рН воды мы использовали потенциометр, который предназначен для определения водородного показателя (рН) – рН-метр. Он снабжен двумя электродами (основным и вспомогательным), которые погружаются в воду. Определение проводится автоматически самим прибором, значение рН выводится на экран [2].

3. Кондуктометрический. Метод, позволяющий определить электропроводность воды – способность пропускать электрический ток. Для определения электропроводности использовали портативный погружной кондуктометр. Величина электрической проводимости воды прямо пропорциональна степени минерализации или жесткости воды [3].

4. Химический. С помощью методик химического анализа оценивалось сравнительное содержание хлоридов, тяжелых металлов, кальция и суммы восстанавливающих веществ. Содержание химических веществ также оценивали визуально с помощью чувствительных химических реактивов. Хлориды – по реакции с нитратом серебра(образуется белый осадок или опалестенция). Тяжёлые металлы по реакции с сероводородом (образуется опалесценция). Восстанавливающие вещества по реакции с перманганатом калия (в присутствии восстанавливающих веществ раствор калия перманганата обесцвечивается) [1, 2].

5. Микробиологический. Метод применялся для оценки микробиологической чистоты образцов воды. Работа проводилась по нашей заявке в специализированной микробиологической лаборатории фармацевтического предприятия путём прямого посева на стерильную питательную основу агар-агар. Чашки с пробами выдерживались в термостате при температуре +37 0С, при которой наблюдается рост колоний микроорганизмов. Число выросших колоний определяли отсчетом и пересчитывали на 1 мл воды. Присутствие грамотрицательных микроорганизмов определяли по наличию роста в специальной питательной среде, помещенной в пробирку – при их наличии наблюдается помутнение среды, при отсутствии микроорганизмов среда остается прозрачной [2].

Задачи исследования

Краткий обзор литературных данных по воде природной и питьевой, влиянию примесей на здоровье человека, способам очистки, классификации бытовых фильтров воды; Анкетированный опрос респондентов по использованию в быту адсорбционных фильтров для доочистки питьевой воды; Обработка данных проведенного опроса; Изучение основных свойств нефильтрованной воды, которую мы обозначили как «исходная». Фильтрация исходной воды через новый фильтр и фильтр с истекшим сроком годности (старый); Сравнение органолептических и физико-химических показателей образцов воды из-под старого и из-под нового фильтров с водой исходной; Изучение микробиологической чистоты исследуемых образцов воды; Формулирование рекомендаций по оптимальной бытовой фильтрации питьевой воды.

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ КАЧЕСТВО ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ, НА РАЗВИТИЕ ЗАБОЛЕВАНИЙ У ЧЕЛОВЕКА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Вода – источник возникновения и поддержания жизни на Земле

Вода является важнейшим веществом для всех живых существ. Предположительно, зарождение жизни на Земле произошло именно в водной среде. Она имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды, играет уникальную роль как вещество, определяющее возможность существования и саму жизнь всех существ на Земле. Вода является универсальным растворителем, в котором происходят основные биохимические процессы живых организмов. Уникальность воды состоит в том, что она достаточно хорошо растворяет как органические, так и неорганические вещества, обеспечивая высокую скорость протекания химических реакций и в то же время - достаточную сложность образующихся комплексных соединений.

Роль воды в организме человека

Вода необходима для поддержания всех обменных процессов, так как она принимает участие в усвоении питательных веществ. Пищеварение становится возможным только тогда, когда пища приобретает водо-растворимую форму. Измельченные крохотные частицы пищи обретают способность проникать сквозь ткани кишечника в кровь и внутриклеточную жидкостью. Более 85% всех обменных процессов организма происходит в водной среде, поэтому недостаток чистой воды неизбежно приводит к преждевременному старению всего организма и, например, кожи и, как следствие, образованию морщин.

Потребление чистой воды обеспечивает нормальную работу внутренних органов. Она сохраняет гибкость тела, смазывает суставы и помогает проникновению питательных веществ. Хорошее снабжение организма чистой водой помогает бороться с избыточным весом. Вода является теплоносителем и терморегулятором. Она поглощает излишки тепла и удаляет его, испаряясь сквозь кожу и дыхательные пути. Вода увлажняет слизистые оболочки и глазное яблоко. В жару и при физических упражнениях происходит интенсивное испарение воды с поверхности тела. Потребление прохладной чистой воды, которая всасывается в кровь из желудка, обеспечивает своевременное охлаждение организма, предохраняя от перегрева. В течение тренировок, для нормального функционирования организма, необходимо выпивать небольшими порциями примерно 1 литр за час. Даже если не слишком утруждать себя физическими упражнениями, все равно необходимо постоянно восполнять дефицит воды. Атмосфера в современных зданиях часто перегрета и кондиционирована. Это сушит воздух и обезвоживает организм. То же самое происходит при путешествиях на поездах, самолетах и автомобилях. Кофе, чай, алкоголь - все эти радости жизни способствуют выведению воды из организма. Взрослый человек в состоянии прожить без пищи больше месяца, без воды же несколько дней. Обезвоживание организма на 10% приводит к физической и психической недееспособности. Потеря 20% воды приводит к смерти. В течение суток от 3 до 6% воды, содержащейся в организме, подвергается обмену. Половина воды, содержащейся в организме, обменивается в течение 10 дней [5-7].