Значение воды в природе и жизни человека

Введение

Вода окружает нас повсюду. К этому все привыкли и замечают отсутствие воды лишь, когда временно отключают водопровод. Мы помним, что жизнь на Земле невозможна без воды. На уроках биологии и географии мы говорили о значении воды для живых организмов, и я решил представить себя в роли исследователя, и опытным путем изучить качество воды в нашем селе.
Мы обратили внимание на состояние нашей экологии - окрестности села Старомукменево - в частности на источники и качество воды используемой в быту. В нашем селе нет предприятий или организаций, которые загрязняют окружающую среду. Поэтому жители села не сомневаются в чистоте воды. Но на расстоянии 12 км ведётся разработка Султангуловского месторождения нефти, где иногда случаются разливы добываемого сырья. В нашем районе развито сельское хозяйство, поэтому при таянии снега, выпадении дождей в водоёмы могут попадать вещества, которыми обрабатывают растения. В окрестностях села есть несколько колодцев и два родника, протекают две речки Зерекла и Большая Кинель. А можно ли использовать воду из этих источников? Я решил провести сравнительный анализ воды из разных источников и узнать, какая вода более всего пригодна для питья и использования в быту.

Цель работы - определить качество воды в селе Старомукменево.

Задачи:
1. Выяснить о значении воды в природе и жизни человека, узнать о видах загрязнений. 2. Провести опрос среди жителей села об источниках воды, которую они используют в быту и для питья.
3. Провести сравнительный анализ воды из разных источников: колодцев, родников, рек и водопровода.

Гипотеза: вся ли вода, которую мы пьем, пригодна для питья и использования в быту?
Объект исследования: вода из колодца, родников, рек и водопроводная вода.
Исследование проходило в МБОУ Старомукменевская ООШ Асекеевского района.

Сроки исследования: март - сентябрь 2016г.

 

 

Значение воды в природе и жизни человека

О воде много известно, но она по-прежнему не перестает нас удивлять новыми открытиями. Поэтому фраза "Вода - это жизнь" для многих из нас пока что ничего не значит. Задумайтесь, что вы знаете о воде? Как ни удивительно, но вода до сих пор остается наиболее малоизученным веществом природы. Очевидно, это произошло потому, что ее очень много, она вездесуща, она вокруг нас, над нами, под нами, в нас.

Вода - одно из самых распространенных на Земле соединений. Это - важнейший минерал на Земле, который нельзя заменить никаким другим веществом. Она составляет большую часть любых организмов, как растительных, так и животных, в частности, у человека на её долю приходится 60-80% массы тела. Вода является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачивает горные породы и минералы и транспортирует их из одних мест в другие.

Вода является необходимым условием существования всех живых организмов на Земле. "Вода дороже золота" - утверждали бедуины всю жизнь кочевавшие в песках. Они знали, что никакие богатства не спасут путника в пустыне, если иссякнут запасы воды. В живом организме вода - это среда, в которой осуществляются химические реакции. Исключение ее из организма может привести к смерти уже через несколько дней. Связь между водой и жизнью столь велика, что даже позволила В.И. Вернадскому "рассматривать жизнь, как особую коллоидальную водную систему..., как особое царство природных вод".

Вода насыщает атмосферу кислородом. С появлением фотосинтезирующих живых организмов парниковый эффект на нашей планете стал гаситься, за счёт выделения кислорода из океана сине-зелеными водорослями и поглощения углекислого газа из атмосферы. Это способствовало переходу восстанавливающей атмосферы в окислительную, что вызвало к жизни новые формы организмов. Вода – причина эволюции на Земле. Круговорот воды – это сложный процесс, состоящий из нескольких основных звеньев: испарения, переноса водяных паров воздушными потоками, выпадения осадков, поверхностного и подземного стока вода попадает в океан. Круговое движение воды на Земле не только важный момент возникновения жизни на планете, но и необходимое условие устойчивого функционирования биосферы.

 

 

Виды загрязнений вод

Водоём или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или наземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ – загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнения.

Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счёт увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щёлочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностно-активные вещества, пестициды).

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами. Наибольшие потери нефти связанны с её транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - всё это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. Большие массы нефти поступают в моря по рекам с бытовыми и ливневыми стоками. Объём загрязнения из этого источника составляет два миллиона тонн нефти в год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0.5 миллионов тонн нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде плёнки, образуя слои различной мощности. По цвету плёнки можно определить её толщину. Нефтяная плёнка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Плёнка толщиной 30-40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы: инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды – для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды против сорных растений. Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов.

В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более пяти миллионов тонн пестицидов поступает на мировой рынок. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды.

Канцерогенные вещества – это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированию роста, ускорению старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда организмов.

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.

Тяжёлые металлы (ртуть, свинец, кадмий, медь, мышьяк, цинк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержания соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступает в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны: ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переноситься в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверченных пород ежегодно выделяется 3.5 тысяч тонн ртути. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступала в залив Миномата. Свинец – типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почве, природных водах, атмосфере, живых организмах. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идёт не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает 20-30 тонн свинца в год.

Среди основных источников загрязнений гидросферы минеральными веществами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около шести миллионов тонн солей. Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод.

Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек. Дальнейшая её миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и её включением в трофические цепи водных организмов.

Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоёмов. Осаждаясь суспензии, заиливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к полному загрязнению воды. Наличие суспензии затрудняют также проникновение света на глубину, и замедляет процессы фотосинтеза. Поверхностно-активные вещества – жиры, масла, смазочные материалы – образуют на поверхности воды плёнку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительный объём органических веществ, большинство из которых несвойственно природным водам сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоёмов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах.

В связи с быстрыми темпами урбанизации несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейн и почва загрязняются бытовыми отходами.

Особенно ощутимо загрязнение в водоёмах с замедленным течением или непроточных (водохранилища, озёра). Разлагаясь в водной среде патогенных организмов. Вода, загрязнённая органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоём в очень больших количествах, то содержание растворенного кислорода может опуститься ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

Многие страны имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурого шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твёрдых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объём захоронений составил 10 % от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба для воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологий. Во время сброса и прохождения материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счёт ухудшения условий дыхания и питания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества. При организации системы контроля над сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений.

Тепловое загрязнение поверхности водоёмов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоёмах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 квадратных километров. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоям. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.

Важное место в предохранении гидроресурсов от качественного истощения принадлежит очистным сооружениям. Очистка промышленных и коммунальных стоков даёт лишь временное решение местных задач охраны вод от загрязнения. Кардинальные пути защиты от загрязнения и разрушения природноаквальных и сопряжённых с ними природных территориальных комплексов заключается в уменьшении или даже полном прекращении сброса в водоём отработанных, в том числе и очищенных сточных вод.

В нашей стране имеются специальные институты, систематически ведущие контроль за качеством воды. Разработаны комитетом стандартов нормы состава питьевой и промышленной воды.

 

Экспериментальная часть