Как очистить воду (индивидуальный социальный проект)

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

"Селезянская средняя общеобразовательная школа"

Еткульского муниципального района Челябинской области

­­­­­­­­­­­­­___________________________________________________________________

Тема проекта:

Как очистить воду

(индивидуальный социальный проект)

Автор проекта: Лямзин Николай

обучающийся 7 класса МБОУ "Селезянская СОШ"

Наставник проекта: Лямзин Николай Николаевич,

учитель технологии

с.Селезян

2019 год

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1. Вода источник жизни

1.2. Источники воды

1.3. Современные проблемы нехватки питьевой воды. Основные источники загрязнения

1.4. Классификация способов и методов очистки воды

2. Практическая часть

2.1 Социологический опрос

2.1. Очистка воды в домашних условиях

2.2. изготовление фильтра в домашних условиях

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение

Мы даже представить не можем свою жизнь без питьевой воды. Питьевая вода – эта вода, которая ежедневно нужна человеку для питья, приготовления пищи, для личной гигиены, она должна быть чистой и безопасной для здоровья. Питьевая вода должна быть прозрачной, без песка и осадка, без запаха и без «земляного» привкуса.
Чтобы из крана в вашей квартире полилась питьевая вода, она сначала должна попасть в кран. Откуда же вода поступает в наши квартиры? Питьевая вода появляется в наших кранах из природных источников воды - из рек, водохранилищ, озёр и из подземных глубин.
Из рек и других природных источников вода поступает на очистительные станции, где проходит сложную систему очистки и обеззараживания. На начальной стадии очистки задерживается всевозможный крупный мусор, затем из воды удаляются мельчайшие частички.
Чтобы вода стала прозрачная, в неё добавляются вещества, которые превращают мельчайшие частички загрязнений в хлопья. Дальше вода проходит через фильтры, а хлопья и часть бактерий, задерживаются. Далее проводится хлорирование воды, которое убивает остальные микроорганизмы. Затем очищенная и обеззараженная вода, чтобы появиться в наших кранах, должна проделать немалый путь, пройдя многие километры по водопроводным трубам. Чаще всего эти водопроводные трубы старые, покрытые плесенью, ржавые, изношенные, часто на них происходят порывы. И вода, протекая по этим трубам, захватывает частички песка и ржавчины и всевозможные вредные примеси и бактерии, находящиеся в трубах.

Цель работы: в домашних условиях создать фильтр для очистки воды.

Задачи:

Изучить способы очистки воды

Самостоятельно подобрать материалы для изготовления фильтра

1.1 Вода источник жизни

Никто из нас не сомневается, что вода - источник жизни. Обычная вода является самым удивительным веществом в природе.
Занятая водой поверхность Земли, в 2,5 раза больше поверхности суши. Чистой воды в природе нет, — она всегда содержит примеси.  Состав воды (по массе): 11,19 % водорода и 88,81 % кислорода.
Химически чистая вода представляет собой бесцветную жидкость без запаха и вкуса.
Природная вода всегда представляет собой раствор различных химических соединений, большей частью солей. В воде, кроме различных солей, растворены также и газы. Современными методами анализа в морской воде найдено две трети химических элементов таблицы Менделеева и, надо полагать, с ростом технических возможностей остальная треть будет обнаружена.

Вода - единственная жидкость на Земле, для которой зависимость удельной теплоемкости от температуры имеет минимум. Этот минимум реализуется при температуре +35 ⁰С. При этом нормальная температура человеческого тела, состоящего на две трети (а в юном возрасте и того более) из воды, находится в диапазоне температур 36-38 ⁰С.

Теплоемкость воды аномально высока. Чтобы нагреть определенное ее количество на один градус, необходимо затратить больше энергии, чем при нагреве других жидкостей.

Из этого вытекает уникальная способность воды сохранять тепло. Подавляющее большинство других веществ таким свойством не обладают. Эта исключительная особенность воды способствует тому, что у человека нормальная температура тела поддерживается на одном уровне и жарким днем, и прохладной ночью.

Вода - самый сильный универсальный растворитель. Если ей дать достаточно времени, она может растворить практически любое твердое вещество. Именно из-за уникальной растворяющей способности воды никому до сих пор не удалось получить химически чистую воду - она всегда содержит растворенный материал сосуда.

Только вода - единственное вещество на планете может находится в трех состояниях - жидком, твердом и газообразном.

1.2 Источники воды

Водоснабжение дома состоит из источника воды, системы подачи воды, фильтров и сантехнических приборов в доме. Самый хороший источник воды — артезианская скважина глубиной от 100 м. Но получить разрешение на сооружение такой скважины очень сложно и дорого. Поэтому обычно бурят одну такую скважину на целый поселок. Дальше вода накапливается в водонапорной башне и подается на участки (в дома) по летнему (надземному) или нормальному (подземному) водопроводу.

Водоснабжение представляет собой систему сложных сооружений для забора воды из природных источников, очистки ее, хранения необходимых запасов и подачи потребителю воды соответствующего качества.

Источники водоснабжения делятся на поверхностные и подземные. К поверхностным источникам, которые могут быть использованы в целях водоснабжения, относятся реки и водохранилища. К подземным источникам относятся воды почвенные и грунтовые, межпластовые (артезианские) и родники (ключи).

Вода из поверхностного источника содержит различные примеси — минеральные и органические вещества, а также бактерии. К минеральным примесям относятся частицы песка, глины, ила, растворенные в воде соли, железо, к органическим — гниющие вещества растительного и животного происхождения. Появление в воде бактерий — возбудителей разных болезней — связано с попаданием в реки и озера сточной воды из жилых поселков и городов. Речные воды, как правило, содержат большое количество взвешенных веществ, особенно в период паводков, а также органических веществ, микроорганизмов, в том числе болезнетворных бактерий, и небольшое количество солей. Санитарные качества речной воды часто бывают низкими, вследствие загрязнения ее поверхностными стоками. В водохранилищах вода содержит меньше взвешенных частиц, но она недостаточно прозрачна. Воды пресных озер большей частью прозрачны, но иногда бывают загрязнены поверхностными стоками.

Подземной является значительная часть воды, выпавшей на землю в виде осадков и просочившейся сквозь почву. Она проникает вглубь земли, растворяет отдельные породы и заполняет поры между частицами водоносных пластов и свободное пространство до водонепроницаемых грунтов: глины, гранита и мрамора. Подземные воды залегают на различной глубине.

Источник водоснабжения должен иметь мощность, достаточную для удовлетворения потребности жилого дома не только на ближайшее время, но и на много лет вперед.

1.3 Современные проблемы нехватки питьевой воды. Основные источники загрязнения

Вода – основа всей органической жизни, без которой невозможно ни существование человека, ни развития человечества в целом. Кроме непосредственной необходимости поддерживать жизнедеятельность организма, человек потребляет пресную воду в больших количествах для содержания сельского хозяйства и обеспечения различных бытовых нужд. Вода покрывает более 70% поверхности земли и составляет около 1/4400 от общей массы планеты, но при этом на долю пресной приходится менее 3% от общего ее количества. При этом около 70% всей пресной воды находится в форме ледников, что затрудняет ее использование.

Конечно же, даже оставшаяся часть пресной воды, являющаяся более доступной, - это громадные объемы, исчерпать которые не так-то просто. Тем не менее, в настоящее время проблема нехватки пригодной для питья и использования воды – одна из основополагающих, что обуславливается рядом причин. Во-первых, вместе с ростом численности населения земного шара и стремительным развитием водопотребляющих отраслей промышленности , растут и “аппетиты” на пресную воду. Во-вторых, уже имеющиеся запасы непрерывно сокращаются за счет загрязнения из различных источников, связанных с деятельностью человека.

По объективным причинам невозможна ни остановка роста населения, ни тем более прекращение развития человечества. В то же время сокращение загрязнения пресной воды и предварительная ее подготовка – не только наиболее осуществимые, но и наиболее предпочтительные методы решения проблемы увеличивающегося водопотребления. Стоит также упомянуть и о других способах, направленных либо на сокращение потребления, либо, наоборот, на разработку новых источников пресной воды. В первом случае за счет модернизации производств увеличивается эффективность использования воды, либо же проводятся мероприятия, направленные на более рациональное использование воды в быту. Во втором случае осуществляются попытки добычи пресной воды из альтернативных источников: разработка айсбергов, конденсация атмосферной влаги, обессоливание морской воды и т.д. Тем не менее, водоочистка и водоподготовка остаются наиболее приоритетными направлениями.

Основными источниками загрязнения и в то же время основными потребителями подготовленной воды являются промышленность, сельское хозяйство и бытовое хозяйство. В свою очередь к основным формам загрязнения относят физическое химическое, биологическое и тепловое.

При физическом загрязнении в водоемы попадают плохо растворимые примеси, такие как песок, глина или различный мусор. Тепловое загрязнение обычно выделяют в отдельный вид, так как основным загрязняющим компонентом является тепловая энергия, косвенно влияющая на окружающую среду. Дополнительный подогрев водоема способен сильно изменить протекающие в нем биологические процессы, что может привести к массовой гибели рыб и других водных обитателей, или же наоборот стать причиной бурного роста водорослей или простейших, необходимость очистки от которых может значительно усложнить последующий процесс водоподготовки. Однако нужно заметить, что тепловое загрязнение может оказывать и положительное воздействие, поэтому термин “тепловое загрязнение” является относительным, а характер воздействия на окружающую среду должен оцениваться отдельно для каждого случая.

Химическое загрязнение – это попадание в водоемы химических веществ, специфических для различных производств или отраслей промышленности и сельского хозяйства. В особенности стоит выделить загрязнение нефтепродуктами, соединениями тяжелых металлов, поверхностно-активными веществами (ПАВ) и нитратами, главным источником которых является смыв сельскохозяйственных удобрений. В случае биологического загрязнения речь идет о засорении органическими веществами и микроорганизмами (в том числе болезнетворными и паразитическими). Кроме того, ряд химических соединений, богатых азотом и фосфором биогенного происхождения, является питательной средой для определенных организмов, и загрязнение водоема такими соединениями ведет к его эвтофикации – постепенному зарастанию с последующим превращением в болото.

1.4 Классификация способов и методов очистки воды

Разнообразие различных загрязнителей порождает не меньшее разнообразие способов очистки воды от них. Тем не менее, их все можно разделить на группы по принципу действия. Таким образом, наиболее общая классификация способов очистки выглядит следующим образом:

Физические;

Химические;

Физико-химические;

Биологические.

Каждая из групп способов включается в себя множество конкретных вариантов реализации процесса очистки и его аппаратного оформления. Так же необходимо учитывать, что очистка воды, как правило, - это комплексная задача, требующая для своего решения комбинации различных способов для достижения максимальной эффективности. Комплексность задачи очистки обуславливается характером загрязнения – обычно в качестве нежелательных компонентов выступает целый ряд веществ, требующих разного подхода. Установки очистки, основанные на одном способе, обычно встречаются в тех случаях, когда вода преимущественно загрязнена одним или несколькими веществами, эффективное отделение которых возможно в рамках одного способа. В качестве примера можно привести сточные воды различных производств, где химический и количественный состав загрязнителей заранее известен и не отличатся большой разнородностью.

2.Практическая часть

2.1. Социологический опрос

Я провел в своём классе социальное анкетирование. Задав пять  вопросов:

Вопрос	Да	Нет	Затрудняюсь ответить
1. Задумывался ли ты о том, что существует проблема сохранения пресной воды?	14	4	1
2.Пользуешься ли ты стаканчиком  для воды во время чистки зубов?	8	10	0
3. Обращаешь ли ты внимание на утечку воды из-за неисправности крана?	13	5	1
4. Имеются ли у тебя в доме счетчики  воды?	13	5	2
5. Готов ли ты рассказывать  друзьям и родным о проблеме сохранения  воды?	11	7	3

.2 Очистка воды в домашних условиях

2.1 Очистка воды в домашних условиях

Вода из-под крана ставит под угрозу здоровье. Человечество изобрело много способов сделать воду безопасной. Мы же отобрали самых простых и надежных методов ее очистки.

С 1904 года человечество хлорирует воду с целью защиты от инфекций. К сожалению, это не идеальное решение - за 50 лет жизни с водопроводной водой человек выпивает 16 килограммов хлоридов, 2 килограмма нитратов и 2 столовые ложки алюминия. 

Не удивительно, что сегодня люди стараются пить бутилированную воду. К сожалению, не всегда можно определить, как долго стоит вода на полках супермаркета, потому что на этикетках иногда не указана конечная дата употребления. Защитить себя от рисков можно, лишь позаботившись о фильтрации воды дома.

Вода из-под крана

В такой воде часто бывает ржавчина - водопроводы в большинстве случаев старые и металлические, окись железа растворяется в воде и присутствует в виде мелких частиц. 

1. Прокипятить воду 

Стерилизация - это полное освобождение воды от микроорганизмов с помощью высоких температур или фильтрации. В быту стерилизация сводится к простому кипячению. Кипятить воду нужно не меньше 10-15 минут. Только при этом значительная часть микроорганизмов гибнет. Этот метод имеет свои недостатки. В процессе долгого кипячения водопроводной воды образуется дополнительный хлороформ - канцероген, который вызывает раковые заболевания. К тому же в нашей воде часто присутствуют соли тяжелых металлов. При кипячении происходит испарение воды, и концентрация солей в ней увеличивается. Они откладываются на стенках чайника в виде накипи и извести и затем попадают в организм человека.

2. Заморозить воду

Замораживание применяется главным образом для удаления из воды излишков солей. Этот способ основан на той закономерности, что чистая вода замерзает при более высокой температуре быстрее, чем вода, содержащая соли. Когда сначала замерзает чистая вода, между кристаллами льда остается так называемый рассол, то есть смесь воды и солей. Соответственно, "рассол" сливают, не дав ему замерзнуть, а чистый лед растапливают, получая очищенную воду. Правда, если температура замораживания была слишком низкой, то может случиться, что замерзнет не только чистая вода, но и "рассол".

3. Отстаивание воды

       Самый простой способ очистить воду — это отстаивание. Для этого в сосуд или в стеклянную банку емкостью 3-5 литров следует налить водопроводную воду и держать таким образом в течение суток. Затем воду можно использовать для приготовления пищи. Но пить в сыром виде такую воду не рекомендуется! Причем, использовать нужно 3/4 воды, потому что различные соли, хлорка и другие вредные вещества  оседают на дно сосуда. Последнюю четверть отстоянной воды нужно вылить.

4. Очистить активированным углем

Активированный уголь широко используется производителями фильтров для воды. Он не только устраняет неприятные запахи различных примесей в воде, но и адсорбирует большинство вредных веществ. Чтобы очистить воду, нужно упаковать 5 таблеток активированного угля в марлю или вату и поместить их на дно сосуда для воды. К утру, вода будет очищена.

5. Установка дополнительных фильтров

Так, например в нашей школе для дополнительной очистки воды установлен фильтр задерживающий мелкие механические частицы.

2.3. Изготовление фильтра в домашних условиях

Для изготовления фильтра нам понадобилось:

Пластиковая бутылка

Кусок плотной ткани

Вата

Чистый мелкий песок

Два куска марли

Древесный уголь.

Две резиночки

Заключение

Работая над проектом, я рассмотрел вопросы о источниках воды, видах загрязнения и различные способы очистки воды в домашних условиях. Самостоятельно изготовили и испытали фильтр. Цель, которую я ставил себе, в начале работы достигнута. Мне было очень интересно.

Список литературы

1.Широкова В.А.  «Вода»/СЛОВО,2001г.

 2. Барбара Тейлор «Воздух.Вода.Погода и климат», Москва «КУбК», 1995 г.

  3. Е.С.Чайка «Почему и отчего», Минск ООО «Харвест», 2010г.

4. «Популярная иллюстрированная энциклопедия»/авторы-составители: К.А.Залеский, Е.С.Конева и др./-М.:АСТ:Астрель,2010г.

А так же вместе с мамой посетила сайты: http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%EE%E4%E0,

Приложения