Учебный исследовательский проект "Влияние состава природных вод на здоровье человека"

МБОУ Николо- Березовская СОШ

Детская экологическая организация «ГУРАН»

Влияние состава природных вод

на здоровье человека

Подготовила:

Адамова Анна Витальевна

учащаяся 10 класса

МБОУ Николо- Березовской СОШ

Руководитель:

Адамова Светлана Алексеевна

учитель биологии и химии

МБОУ Николо- Березовской СОШ

х. Николовка

2017

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 3-5

Основная часть 5-9

Медико-экологическая характеристика исследуемой территории (определение связи качества природных вод с уровнем заболеваемости населения) 5-6

Измерение органолептических показателей основных источники водоснабжения 6-8

Результативность и выводы (оценка уровня влияния качества природных вод на здоровье местных жителей)

Результативность и выводы 8-9

IV. Заключение 9-10

Список литературы 10

Приложения

I. Введение

«… Сотворил и моря голубые, и сушу,

Бог слепил человека потом, не спеша.

Оглядел: «Ничего!» И вдохнул в него душу

И увидел: к воде потянулась душа…

С. Викулов

Проблема: здоровье населения находится в прямой зависимости от состава природных вод в источниках, из которых осуществляется регулярное водоснабжение данной территории.

Цель: исследование основных экологических параметров питьевой воды территории хутора Николовка, активизация деятельности школы по формированию у обучающихся ответственного отношения к собственному здоровью и его охране.

Задачи:

Дать медико-экологическую характеристику исследуемой территории (выявить связь качества природных вод с уровнем заболеваемости населения).

Измерение органолептических показателей основных источники водоснабжения хутора Николовка Милютинского района Ростовской области: водонапорные башни и родник.

Оценить уровень влияния качества природных вод на здоровье местных жителей.

Воспитание у обучающихся бережного отношения к своему здоровью и его охране, формирование основных валеологических навыков и умений.

Актуальность: ежедневно употребляемые каждым человеком 1,5-2,5 литра воды не должны, в идеале, содержать никаких вредных примесей, вредно воздействующих на здоровье человека. В то же время, природные воды должны содержать достаточное количество микроэлементов, участвующих в обменных процессах человека. Так, например, пониженное содержание фтора в питьевой воде способствует разрушению зубной эмали и развитию стоматологической патологии. Недостаток йода, что характерно для нашего эндемичного в этом плане региона, вызывает заболевания щитовидной железы. Бактериальное загрязнение природных вод представляет собой опасность возникновения и распространения инфекционных заболеваний, включая особо опасные инфекции. Содержание в природных водах солей тяжелых металлов, остатков нефтепродуктов и прочих вредных примесей может вызывать онкологическую патологию и множество других опасных болезней. Наиболее подвержено население почечнокаменной болезни, предопределяемой составом употребляемой воды. Методы очистки воды в нашем населенном пункте, к сожалению, пока не совершенны или попросту отсутствуют. Существует надежда на осознание этой проблемы местными органами самоуправления, а пока вопрос качества потребляемой воды остаётся под вопросом.

Обзор литературных источников и анализ научных данных: при анализе научной литературы и результатов исследований по данной теме я выяснила, что при гидрохимическом анализе качества воды 65 % определений заключается в оценке их органолептических свойств, 21 % составляет определение общих показателей (жёсткость, солесодержание, неорганические вещества), 4 % - определение сухого остатка. Нормативы качества воды различных источников – предельно допустимые концентрации (далее ПДК), ориентировочные допустимые уровни и ориентировочно-безопасные уровни воздействия – содержаться в нормативно-технической литературе, составляющей водно-санитарное законодательство. Органолептическая оценка (с использованием таблиц, шкал, различных критериев сопоставления) приносит много прямой и косвенной информации о составе воды. Прежде всего, это характеристики цвета, мутности (прозрачности), запаха, вкуса и привкуса, пенистости. При определении общих показателей исследую температуру и водородный показатель (рН). Ряд показателей качества воды связан с определением концентрации и наличия в воде различных минеральных веществ. Анализ воды на содержание минеральных компонентов проводят в различные периоды года.

Объекты исследования: основные источники водоснабжения хутора Николовка Милютинского района Ростовской области: водонапорная башня и родник.

Предмет исследования: пробы воды.

Место исследования: МБОУ Николо- Березовская СОШ с использованием оборудования мини-экспресс лаборатория «НКВ» и «Пчёлка-У».

Участники проекта: члены экологического объединения «ГУРАН».

Исследование включало в себя следующие мероприятия:

1. Взятие пробы воды из родника и водопровода;

2. Практическое исследование экологических параметров проб воды;

3. Проведение соцопроса жителей местности о качестве питьевой воды.

Методы исследования: термометрический, визуально-колориметрический, турбидиметрический, качественный и полуколичественный.

Сроки проведения исследования: ноябрь 2017 г.

II. Основная часть

Медико-экологическую характеристику исследуемой территории (определение связи качества природных вод с уровнем заболеваемости населения).

Медико-экологическая характеристика исследуемой территории – хутора Николовка является начальным этапом оценки связи качества природных вод и факторах риска заболеваемости различными болезнями. При районировании территории по медико-экологическим показателям (природному составу, биологическому и химическому загрязнению вод) необходимо учитывать особенности организации статистики здоровья населения. Основные показатели заболеваемости, связанных с загрязнением вод, определяется характером ее биологических эффектов, уровнем и продолжительностью воздействия. Характер биологических эффектов может проявляться в виде специфических и неспецифических ответных реакций организма. При этом факторы загрязнения вод, воздействующие на организм, подразделяются на две группы. В первую группу входят факторы, которые могут вызвать специфические ответные реакции: органолептические, раздражения слизистых оболочек, острые и хронические отравления, заболевания различных систем организма, генетические отклонения, пороки развития, новообразования, специфические инфекционные, паразитарные и природно-очаговые заболевания. Ко второй группе относят факторы, которые приводят к снижению иммунобиологической реактивности организма, изменяют биохимический и физиологический показатель, способствуют развитию той или иной патологии.

Изучение данного вопроса мы произвели по данным фельдшера медицинского пункта х. Николовка Чернышковой Т.Н., анализ которых свидетельствует об ухудшении за последние 5 лет показателей здоровья местного населения (часто регистрируемые заболевания различных систем организма: пищеварительная система, выделительная система, острые и хронические отравления, снижение иммунитета, аллергия, но отсутствие инфекционных, паразитарных и природно-очаговых заболеваний) (приложение № 1).

Следовательно, важное значение приобретают экологически обусловленные причины ухудшения здоровья населения и, в частности, вызванные загрязнением водных объектов.

Основополагающий вопрос нашего проекта: влияет ли качество природной воды на здоровье человека? Нами был определен круг проблемных вопросов:

Ваш основной источник водоснабжения (для вашей семьи?)

Знаете ли Вы когда появились водонапорные башни? Корнеев родник?

Нужен ли этот родник, как источник питьевой воды?

Как вы оцениваете качество воды, по сравнению с другими источниками водоснабжения?

Каково экологическое состояние родника?

Что, по Вашему мнению, необходимо сделать для сохранения этого природного объекта?

Анализ социологического опроса показал, что большинство местного населения и людей других населённых пунктов используют родниковую воду как один из источников водоснабжения в большинстве случаев, чем водопроводную. Почему?

Измерение органолептических показателей основных источники водоснабжения хутора Николовка Милютинского района Ростовской области: водонапорные башни и родник.

В работе я исследую органолептические показатели, провожу качественное и полуколичественное обнаружение некоторых солей (приложение 2). В перспективе - проведение глубокого количественного анализа всех перечисленных характеристик.

Отдельные показатели качества питьевой воды.

Протокол исследования качества воды.

Наименование источника: централизованное водоснабжение

Место взятия пробы: школа

Кем взята проба: учащийся школы (член отряда «Эколог-практик»)

Дата взятия пробы: 18.11.2017, 15.00 ч.

Условия хранения пробы: проба воды отобрана в чистую пластиковую бутылку (1,5 л.) заполняя полностью (оставляя 5-10 мл воздуха); анализ был сделан в течение 60 минут.

Дата и время проведения анализа: 18.11 2017, 15.20 ч. (приложение № 3).

Заключение: результаты по органолептическим показателям показали, что необходимы дополнительные исследования (подозрение на загрязнённость воды).

Дополнительные исследования

(подозрение на загрязнённость воды):

Предполагаемые загрязнения: аммоний, нитраты, нитриты, общее железо, активный хлор (приложение № 3).

Результаты дополнительных анализов:

Заключение: проба воды имеет слегка обнаруживаемый запах, незначительные следы железо общее 0.4 мг/л., горьковато-солёный вкус, средняя жёсткость до 8 ммоль/л.

Протокол исследования качества воды.

Наименование источника: родник (Корнеев)

Место взятия пробы: родник

Кем взята проба: учащаяся школы (член отряда «Эколог-практик»)

Дата взятия пробы: 21.11. 2017, 16.00 ч.

Условия хранения пробы: проба воды отобрана в чистую пластиковую бутылку (1,5 л.) заполняя полностью (оставляя 5-10 мл воздуха); анализ был сделан в течение 60 минут.

Дата и время проведения анализа: 21.11. 2017, 16.20 ч. (приложение № 4).

Заключение: подозрений на загрязнения нет.

2.3. Результативность и выводы (оценка уровня влияния качества природных вод на здоровье местных жителей).

Результаты работы показали, что обе пробы воды по нормативам качества СанПиН, ГОСТ 17.1.3.03. (для питьевой воды) выдерживают норматив качества. При решении вопроса качества воды (из двух источников водоснабжения) и её экологической оценки в пробе воды из водопровода отмечается наличие некоторых показателей, которые указывают на нарушение экологического равновесия между водной средой и окружающей природой (приложение № 5).

Компонентный состав употребляемой нами питьевой воды весьма сложен и химически разнообразен.

При анализе полученных результатов, можно сделать вывод, что потенциальное влияние некоторых компонентов химического состава питьевой воды на состояние здоровья населения при избыточном поступлении в организм и при превышении ПДК высоко.

Например:

Определение вкуса у водопроводной воды как горьковато-солёной говорит о том, что присутствуют сульфаты кальция и магния. Неприятный вкус может быть обусловлен наличием в ней натрия и железа. Глинистые вещества придают воде слабо-желтоватый цвет. Появление запаха означает присутствие в воде посторонних веществ.

Так же наблюдается повышенное, в сравнении с родниковой водой содержание хлоридов и сульфатов в водопроводной воде, что обуславливает постоянную жесткость, характерную для нашей местности. Наличие этих солей ухудшает вкус воды (Приложение № 6).

III. Заключение.

В процессе проведения исследования было установлено, что обе пробы воды пригодны для питья, но родниковую воду можно считать очень чистой (класс качества воды 1), по сравнению с водопроводной водой (класс качества воды 3). Об этом свидетельствуют не только экспериментальные данные, но и данные социологического опроса, где местное население качество родниковой воды оценивают как очень хорошее, а качество воды водопровода оценивают как удовлетворительное. То есть, пробу с родниковой водой оцениваем как «очень чистая вода», пробу с водопроводной водой как «умеренно загрязнённая вода» (приложение № 5). Следовательно, обнаруженные вещества в водоисточнике с «умеренной» степенью загрязнения, может привести к появлению начальных симптомов интоксикации у части населения, а при частом использовании этих веществ появляются выраженные симптомы интоксикации и развиваются патологические состояния любой системы организма человека. Таким образом, совершенно очевидна потребность нашего населения в чистой, прозрачной, без цвета, вкуса и запаха, питьевой воде. Это позволит сохранить здоровье сотни людей, даст экономию огромных денежных средств, которые потенциально предстоит затратить на оказание медицинской помощи при заболеваниях, возникающих под воздействием употребления некачественной воды.

Мой проект носит исследовательский характер, цель этой работы состоит в том, чтобы донести до населения результат этой деятельности, и поэтому мною разработан и предложенряд здоровьесохранных мероприятий (приложение № 7):

1. Разработка и изготовление просветительских буклетов «ЗОЖ» (приложение № 7 Рис.1).

2. Разработка и реализация школьного здоровьесохранного проекта «Быть здоровым – это здорово!» (приложение № 7 Рис.2).

3. Организация и проведение различных профилактических и просветительских мероприятий среди обучающихся, педколлективом школы и родительской общественностью (приложение № 7 Рис.3).

4. Систематизация работы по валеологическому просвещению обучающихся школы (приложение № 7 Рис.4).

5. Дальнейшее детальное изучение основных экологических показателей родниковой воды по временам года, в сравнении с другими источниками водоснабжения.

6. Ознакомление с результатами исследования всех заинтересованных лиц (органы местного самоуправления, родительская общественность, фельдшер и другие) (приложение № 7 Рис.5).

Список литературы:

Аксёнова М. Энциклопедический сборник для детей «Экология». – М., 2010. -700 с.

И.Ф.Ливчак, Ю.В.Воронов "Охрана окружающей среды", С-Пб, 1996.

Муравьёв А.Г. Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами. - С-Пб., 2009. - 245 с.

Муравьёв А.Г. Экологический практикум. С-Пб., 2009. – 173 с.

Руководство по контролю качества питьевой воды. 2-е издание., т.1, ВОЗ, Женева, 1994.

Рахманин Ю.А. Региональные проблемы управления здоровьем России. М., 1996 г.

Синюков В.В. Вода: известная и неизвестная. М., 1997 . – 175 с.

Нормативно-техническая литература.

Приложение № 1

Уровень заболеваемости населения

х. Николовка, Милютинский район, РО

(часто регистрируемые патологии)

Общее количество жителей – 534 человека.

Заболевания ЖКТ – 32 случая;

Заболевание выделительной системы -25 случаев;

Хронические и острые отравления – 15 случаев;

Снижение иммунитета, аллергия – 48 случаев.

Приложение № 2

Определение органолептических показателей качества воды.

В работе использована методика, изложенная А.Г. Муравьевым:

Определение мутности

Оборудование: две пробирки, лист темной бумаги

Ход работы:

Заполните пробирки водой до высоты 10 см.

Определите мутность воды, рассматривая пробирки сверху на фоне при боковом освещении.

Определение цветности

Оборудование: две пробирки высотой 15 см, лист белой бумаги (в качестве фона)

Ход работы:

1. Заполните пробирки водой до высоты 10 см.

Определите мутность воды, рассматривая пробирки сверху на фоне при боковом освещении.

Для питьевой воды характерна полная прозрачность.

Определение запаха

Оборудование: 2 колбы на 250 мл с пробкой

Ход работы:

Заполните колбы водой на 1/3 объёма и закройте пробками.

Встряхните и поочередно открывайте колбы - осторожно вдыхая воздух, определите характер и интенсивность запаха (запах определять при температуре 20 градусов и 60 градусов.)

Определение вкуса и привкуса

Оценку вкуса питьевой природной воды проводят при отсутствии подозрений на её загрязнённость.

Оборудование: 2 стакана с пробами воды.

Ход работы:

Наберите в рот воду и задержите на 3-5 секунд, не проглатывая.

После определения вкуса воду сплевывают.

Общие показатели

1.)Определение температуры (проводиться непосредственно на экологическом объекте)

Оборудование: термометр.

Ход работы:

Погрузите термометр в воду.

2) Определение рН воды.

Оборудование и реактивы: пробирки колориметрические с меткой 5 мл, пипетка-капельница, раствор индикатора универсального, контрольная шкала окраски растворов для определения рН, рН индикаторная бумага.

Ход работы:

Колориметрические пробирки сполосните пробами воды. В каждую налейте анализируемую воду (5 мл)

Добавьте пипеткой-капельницей 3-4 капли раствора универсального индикатора и встряхните пробирку.

Окраску раствора сравните с контрольной шкалой.

Минеральный состав

Определение жёсткости воды.

Оборудование: пипетка-капельница, пробирки – 2 шт., штатив для пробирок, раствор мыла.

Ход работы:

Налейте в пробирки анализируемые пробы воды.

Добавьте в каждую пробирку 1 мл раствора мыла

Допустимая величина общей жёсткости для питьевой воды и источников централизованного водоснабжения составляет не более 7 моль/л.

2) Качественное обнаружение хлоридов.

Оборудование и реактивы: пипетка-капельница, пробирки, штатив для пробирок, пробы воды, раствор нитрата серебра (1 %).

Ход работы:

Налейте анализируемые пробы воды в пробирки по 5 мл.

Прибавляйте по каплям раствор нитрата серебра.

Наблюдайте выпадение белого творожистого осадка (если содержание хлорид-ионов незначительно - наблюдается лишь помутнение)

3) Количественное определение сульфатов.

Оборудование и реактивы: мутномер, шприц на 10 мл, пипетка-капельница, пробирки-мутномерные с рисунком-точкой, раствор нитрата бария (насыщенный), раствор соляной кислоты.

Ход работы:

Поместите в отверстие мутномера 2 пробирки. В одну из них налейте пробу воды из водопровода (родника) до высоты 100 мм.

Добавьте в пробирку пипетками 2 капли раствора соляной кислоты и 14 капель раствора нитрата бария.

Закройте её и встряхните.

Пробирку оставьте на 5 минут для образования суспензии (осадка)

Пробирку снова встряхните.

Пипеткой переносите суспензию во вторую (пустую) пробирку до тех пор, пока в первой пробирке не появиться точка на дне. Измерьте высоту столба в первой пробирке (мм).

Продолжайте переносить суспензию во вторую пробирку до тех пор, пока в ней не скроется изображение точки. Измерьте высоту столба второй пробирки (мм).

Рассчитайте среднее арифметическое значений высоты столба суспензии по формуле:

h = (h1 + h2 ) /2

4) Определение аммоний-катион.

Оборудование и реактивы: пробирки, сегнетовая соль, реактив Несслера.

Ход работы:

В пробирки налейте 5 мл анализируемой воды.

Добавьте 0,1 сегнетовой соли и 1 мл реактива Несслера. Содержимое пробирки встряхните.

Оставьте смеси на 2 мин.

Сравните пробы с контрольной окраской шкалы и определите примерное значение концентрации катиона аммония в мг/л

5) Качественные реакции на активный хлор, хром, железо общее нитраты, проводим с помощью тест-системы для экспресс-анализа воды.

Приложение № 3

Определяемые показатели и результаты анализов

пробы водопроводной воды

Результаты дополнительных анализов пробы водопроводной воды

Приложение № 4

Определяемые показатели и результаты анализов

пробы родниковой воды

Приложение № 5

Класс качества воды и её оценка

(Муравьёв А.Г. «Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами»)

Приложение № 6

Влияние некоторых компонентов химического состава питьевой воды

на состояние здоровья населения

Приложение № 7

Рис.1. Разработка и изготовление просветительских буклетов «ЗОЖ»

Рис.2. Разработка и реализация школьного здоровьесохранного проекта

«Быть здоровым – это здорово!»

Рис.3. Организация и проведение различных профилактических и просветительских мероприятий

Рис.4. Систематизация работы по валеологическому просвещению обучающихся школы.

Рис.5. Ознакомление с результатами исследования всех заинтересованных лиц

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/282350-uchebnyj-issledovatelskij-proekt-vlijanie-sos