Вода для большого города

Цель занятия: сформировать у учащихся представление о водопотреблении и современном состоянии водной среды, а также об основных экологических проблемах, связанных с хозяйственным использованием источников пресной воды, и о рациональном водопользовании.

Оборудование и материалы: технические средства обучения (проектор, компьютер, электронная презентация занятия), иллюстративный материал, карточки с заданиями, листы ватмана, маркеры.

Выполнение заданий

Задание 1. Вспомните свойства пресной воды.

Перечислите известные вам физико-химические свойства воды и выпишите их на ватман. Вспомните смысл ключевых понятий: круговорот воды, водоснабжение, сброс сточных вод. (Три агрегатных состояния воды, плотность воды 1 г/см 3 , образование льда при температуре 0 °С, кипение при 100 °С, прозрачность, способность растворять вещества, необходимость для жизнеобеспечения.)

Задание 2. Какие водоемы относятся к пресным?

Вспомните и перечислите типы пресных водоемов. (Реки, ручьи, озера, пруды, болота, каналы, подземные воды. Следует напомнить, что водоемы бывают как естественного происхождения – реки, озера, болота, так и созданные человеком для определенного назначения – пруды, водохранилища, каналы). Какие из перечисленных водоемов могут оказаться пригодными для водопользования, а какие нет и почему? (Наиболее пригодны реки и подземные источники.)

Задание 3. Как и для чего используется пресная вода?

Перечислите все возможные хозяйственные нужды, на которые человек использует воду, и расположите их в виде пирамиды.

Объяснение нового материала

1. Источники и использование пресной воды

Люди используют пресную воду для различных хозяйственных нужд, из которых основное место занимают орошение сельскохозяйственных земель и производство энергии. В меньшей степени вода расходуется в промышленности и на бытовые нужды, включая и питьевую воду. В качестве источников пресной воды используют наземные природные воды (в основном реки, озера) и грунтовые подземные воды.

2. Берем воду «взаймы» у Природы

Вся вода, которую мы используем, изымается из природного круговорота воды, а возвращается в него уже загрязненная, с большим количеством отходов. Бытовые и коммунальные стоки попадают в реки, заливы и моря через систему городской канализации. Промышленные предприятия, как правило, расположены на крупных природных водоемах, где получают неограниченное количество воды, используют ее и сбрасывают вместе с отходами. Смыв воды с полей вместе с содержащимися там удобрениями и химикатами также загрязняют природные воды.

3. Экологические проблемы

Использование воды в хозяйственных целях порождает следующие проблемы.

А. Природные источники могут давать лишь ограниченное количество воды. Возникает опасность перерасхода речной воды и существенных изменений в экосистемах водосборных районов. Например, отвод воды из реки может сказаться на состоянии прилегающих болот и пойменных лугов – они пересыхают, т.к. не подпитываются периодическими паводками; в результате изменяется видовой состав таких экосистем.

Б. Использование грунтовых вод ведет к сокращению их запаса и проседанию грунта. Объем подземных вод превосходит запасы наземной воды в 70–80 раз, но грунтовые воды также истощаются, если потребление из них воды идет быстрее пополнения. При уменьшении объема грунтовых вод может происходить постепенное опускание поверхности суши, называемое проседанием грунта. В населенных пунктах это приводит к разрушению дорог, фундаментов зданий, водопроводной и канализационной сетей, на побережьях – к затоплению и разрушению береговой зоны.

В. Вода, которая возвращается в природу, сильно загрязнена. Это опасно как для здоровья человека, так и для состояния окружающей среды, особенно водоемов. Сточные воды среднего по размеру города содержат следующие загрязнители:

– смытая в процессе разрушения почва;
– остатки удобрений, инсектициды и гербициды, применяемые в садах и парках;
– различные химические соединения, образующиеся при износе дорожного покрытия;
– сажа и ядовитые вещества выхлопных газов транспорта;
– горючее и машинное масло с дорог и автостоянок;
– мусор и растительные остатки;
– сточная вода жилых помещений и предприятий;
– отходы предприятий промышленности, использующих воду (наибольшее количество загрязнителей дает целлюлозно-бумажное производство).

Загрязнение поверхностных и подземных вод

Г. Биокумуляция ядовитых веществ, содержащихся в воде. Наибольшую проблему при загрязнении природных вод создают различные ядохимикаты, содержащиеся в бытовых, промышленных, сельскохозяйственных и других сточных водах. Они присутствуют в низких концентрациях, с трудом выводятся из вод, а также способны длительно накапливаться в живых организмах.

Большинство загрязнителей принадлежат к двум группам: тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий, железо, хром и др.) и синтетические органические соединения (бензол, фенол, диоксины, гексахлорциклогексаны, хлорированные бифенилы и многие другие). Все ядохимикаты, присутствующие в окружающей среде в малых дозах в течение длительного периода, опасны из-за способности к накоплению в организме, что приводит к мутациям, раку, различным патологиям.

В природе токсины движутся по пищевым цепям, на последних звеньях которых их концентрации могут увеличиваться в сотни тысяч раз по сравнению с окружающей средой.

Выполнение заданий

Задание 4. Составьте схему круговорота воды с учетом всех видов ее «изъятия», использования и сброса загрязненной воды (различные виды загрязнений – промышленное, сельскохозяйственное, бытовое и пр.) обратно в природные водоемы. Выполнить это задание можно сначала на ватмане или доске, а потом в тетрадях. Начните схему с типичного водного источника – реки.

Главный вывод: из замкнутого цикла круговорота воды забирается чистая вода, а обратно возвращается загрязненная; загрязнения поступают в природные водоемы, откуда вода снова берется на использование. Рост уровня загрязнения природных водоемов пагубно влияет на живые организмы и на качество питьевой воды.

Задание 5. Проведите опрос учащихся в своей группе по следующему вопроснику и проанализируйте ситуацию с потреблением питьевой воды.

– Кто пьет дома воду из-под крана, а кто покупает ее в бутылках?
– Кому доводилось пить воду в других городах России? В других странах? Насколько отличается наша вода от зарубежной?
– Используете ли вы дома фильтры для очистки воды?

Объяснение нового материала

4. Доставка воды потребителю

(Проводится с использованием раздаточного материала.)

Вода, используемая в быту, обычно берется из реки или из подземных источников в области водозабора. В Калининградской области это река Преголя, группа питьевых озер и подземные воды в некоторых местах области. Очистка и подготовка воды обычно идет по следующей схеме:

водоем ––> фильтры грубой очистки для удаления крупных примесей ––> водохранилище для отстаивания воды (удаляются мелкие примеси) ––> обеззараживание воды для уничтожения патогенных микроорганизмов (обычно хлорирование) ––> флокуляция (осаждение взвешенных веществ в воде на осадке гидроксида алюминия) ––> пропускание через песчаные фильтры ––> резервуары очищенной воды ––> водопроводная сеть ––> потребитель.

Очистка сточных вод

– среднестатистический россиянин потребляет 272 л воды в сутки;
– около 50 млн человек в нашей стране пьют воду с повышенным содержанием железа;
– за последние годы в водных объектах обнаружено около 750 химических соединений, из которых 600 являются канцерогенами и практически не обезвреживаются на водопроводных станциях.

5. Осторожно! Водопроводная вода!

Главными причинами низкого качества питьевой воды «из-под крана» являются:

– загрязненность водозаборов;
– применение хлорирования;
– плохое качество водопроводных сетей;
– несовершенство песчаных фильтров.

Наибольшую опасность в подготовке питьевой воды представляет технология ее хлорирования, поскольку приводит к появлению в воде так называемого «связанного хлора» – результата взаимодействия хлора и некоторых органических соединений. Среди продуктов хлорирования есть канцерогенные и токсичные соединения, не имеющие запаха и практически не удаляющиеся при кипячении и отстаивании воды (к ним относятся такие вещества, как линдан, диоксины, бутилхлорид, трихлорфенол и др.).

Загрязненность питьевой воды зависит также от того, из какого материала сделаны водопроводные трубы. Например, чугунные водопроводы, проложенные более 80 лет назад, до сих пор работают исправно. А вот стальные трубы, проложенные в 1970-е гг. уже доставили много хлопот. Кроме того, из-за плохого качества труб, содержание железа в воде превышает нормы ГОСТа.

Заключительные задания

Задание 6 (выполняется в группах). На уже разобранной схеме «изъятия воды» найдите участки, соответствующие наибольшему вкладу в загрязнение воды (как природной, так и потребительской). Предложите, как можно минимизировать вред, наносимый природе и здоровью человека.

Задание 7. Альтернативные источники воды.

(Учащимся раздают карточки с изображениями альтернативных источников водоснабжения: лесных озер, болот, подземных источников.)

Дайте анализ плюсов и минусов конкретного альтернативного источника по сравнению с используемыми в настоящее время по следующим критериям:

– чистота воды в источнике;
– мощность источника (хватит ли воды для обеспечения города);
– удобство забора воды;
– доставка воды потребителям.

Главный вывод: оптимальным решением проблем водоснабжения является улучшение экологического состояния ныне действующих источников воды.

Задание 8. Очистка водопроводной воды в домашних условиях.

В домашних условиях можно очень просто организовать очистку воды способом вымораживания (перекристаллизации). Подберите эмалированную кастрюлю с крышкой, которая помещается в морозильную камеру холодильника. Наполните кастрюлю кипяченой водой комнатной температуры так, чтобы между крышкой и водой оставался зазор в 3 см (в этом случае вода будет замерзать снизу и с боков, а под самой крышкой за сутки замерзнуть не успеет). Вода должна замерзнуть наполовину или на две трети. В центре кастрюли останется незамерзшая вода бурого цвета, содержащая загрязнения. Эту воду нужно слить, оставшийся лед промыть и растопить. Следует помнить, что полученная вода по составу близка к дистиллированной, и в ней отсутствуют соли кальция, магния и др., так что перед употреблением этой воды для питья необходимо восполнить их недостаток.

Раздаточный материал к занятию

Станция водозабора – подъем воды на очистительные установки

Расходуется много энергии

Удаление крупного мусора и частиц, содержащихся в воде

Пропускание воды через специальные решетки

Резервуар для отстаивания воды

Удаляются мелкие примеси

Обеззараживание воды (хлорирование)

Добавление хлора из баллонов, хлорамина или гипохлорита натрия

Расход химических препаратов

Осаждение примесей с помощью гидроксида алюминия

Пропускание через песчаные фильтры

Удаление остаточных взвешенных частиц и примесей

Резервуар очищенной воды

Вода подготавливается к отправке в водопроводную сеть

Водопроводная сеть – отправка воды потребителю

Насосы накачивают очищенную воду в водопроводную сеть

Источник

Вода для большого города

В крупных городах немалую роль играет проблема чистоты воды. Откуда мы можем знать, пьем ли мы чистую воду или нет.
Можно ли говорить вообще о чистоте воды в условиях большого города. Вообще, да, можно. Даже на территории крупных городов можно встретить природные источники чистой воды. Обычно те горожане, которые знают об этом, активно пользуются родниками. Ключевая вода действительна очень полезна. Она богата минералами, микроэлементами, в ней нет вредных примесей.

Но брать воду из родника могу не все, поэтому многим приходится очищать водопроводную воду, которая доступна каждому.
Конечно, пить водопроводную воду каждый день не стоит. В некоторых промышленных городах водопроводная вода вообще считается непригодной для питья, она имеет неприятный привкус и запах.

Водопроводная вода очищается в муниципальных учреждениях, она проходит химическую обработку, отстаивается, пропускается через фильтры. В результате всех этих процедур она становится пригодной для питья. Но пока вода дойдет до конечных потребителей по городским трубам, качество ее уже успевает снизиться.

Для горожан можно предложить два способа получения воды. Первый — покупать воду в бутылках, хотя проверить качество такой воды тоже трудно. Второй способ — поставить фильтр.

Но вот только кипячением воду очистить нельзя. Кипячение избавляет от части загрязненных примесей, но также лишает ее полезных свойств. То есть делает «мертвой». Считается, что кипячение как бы разбивает молекулу воды, а ведь вода — носитель информации.

В природе не встречается одинаковой воды. В двух разных родниках вода будет иметь разный вкус и состав. В ней растворены разные вещества. Ведь организм человека на 70% состоит из воды, и человеческий организм как бы считывает химический состав поступающей в него воды. Получив воду от информации, организм корректирует свою работу, вместе с нашим организмом вода участвует в информационном обмене. А когда мы воду кипятим, сводим на нет все ее информационные качества.

О том, что вода — носитель информации, знали еще в древности. Так, например, в Древнем Китае, рекомендовали для заваривания чая использовать воду, которая еще не достигла кипения.
Таким образом, мы получаем, что вода из крана — не такая чистая, а кипяченая — не такая полезная.

Самый простой способ дома — это отстаивание воды. Наливайте в любую емкость воды, бросайте туда серебряную монету или любое другое серебро и оставляйте емкость на сутки. Такая вода будет гораздо чище. Также можно использовать современные фильтры.

На сегодняшний день существует много разных систем очистки воды. Самый простой способ — очистка воды с помощью активированного угля. Он отлично поглощает вредные вещества, причем это дешевый способ. Но фильтры, работающие на основе активированного угля, хватают максимум на полгода, если использовать их больше, то там могут начать размножаться бактерии.
Фильтры, которые работают на основании окисленного алюминия, чистят воду выборочно, то есть только от части вредных веществ. Универсальными их назвать нельзя.

Такой же недостаток у фильтров, которые работают по принципу ионного обмена. Они работают на смолах, которые избавляют воду от ионов кальция, делают воду мягче.
Есть фильтры, которые очищают воду комплексно, и включают в себя все вышеперечисленные элементы. Они работают последовательно, очищают воду от вредных примесей.

Еще есть такой способ очистки воды, называемый аэрацией. В данном случае происходит насыщение воды кислородом, вредные примеси окисляются и выпадают в осадок, который потом отфильтровывается. Также, для того, чтобы уничтожить бактерии, используют ультрафиолетовое облучение.
Также есть фильтры не только очищающие, но и обогащающие воду серебром, магнием, такие фильтры сохраняют полезные свойства воды.

Сколько же воды надо выпивать человеку в день. Здесь все индивидуально, зависит от образа жизни, питания, комплекции человека. В среднем необходимо выпивать около литра воды. К своему организму надо прислушиваться, не стоит поить его насильно, но и терпеть обезвоживание не стоит. Пить нужно столько, сколько хочется.

Не забывайте о том, что в жаркую погоду воды организму требуется больше. Поэтому, советуют, в жаркую погоду, выходя на улицу брать с собой больше воды. Лучше отказаться от различных энергетических напитков, пейте простую чистую воду.

Также больше воды стоит пить во время болезни. Она поможет вывести из организма вредные вещества, токсины, нормализуют температуру тела.
Для тех, кто худеет. Им тоже надо пить больше воды, она выведет токсины, заполнить желудок, поможет унять аппетит.

Сейчас мы очень часто слышим слово «обезвоживание». Это очень неприятное состояние для организма. Конечно, оно опасно, если человек не пил больше суток, но допускать обезвоживание в легкой форме допускать не стоит.

В первую очередь от недостатка воды страдает наш мозг, который на три четверти состоит из воды. Это снижает работоспособность, появляется головная боль, человек быстро устает.

Если обезвоживание не устранить, может подняться температура, начнутся судороги. Обезвоживание можно оставить, просто выпив стакан воды.
Употребление чистой воды помогает нам оставаться здоровыми, стройными, красивыми и активными. Просто надо следить за ее качеством, вовремя утолять жажду.

— Вернуться в оглавление раздела «Биология»

Источник