Вода глобальная проблема человечества проект по химии

Истощение запасов пресной воды — глобальная проблема человечества

Основным источником поддержания жизни на Земле является вода. Глобальная проблема человечества заключается в том, что питьевые ресурсы на земном шаре распределены неравномерно. Их дефицит наблюдался еще с древних времен, но наиболее остро этот вопрос стал с XX века. Недостаточное водопотребление пресной жидкости приводит к экономическому замедлению развития государств и ухудшению жизни населения.

Общее состояние

Поверхность нашей планеты на две трети покрыта водным пространством. Однако только 3% жидкости пригодно для питья. Причина обострения водной проблемы человечества заключается в том, что основная часть их запасов содержит определенный процент соли. В настоящее время численность проживающих людей на земном шаре постоянно возрастает и это приводит к увеличению использования пресной жидкости. Согласно статистике, после увеличения населения в 3 раза потребление водных ресурсов возросло в 17 раз.

Больше половины запасов пресной воды содержится в замороженном виде. Ледники присутствуют в Антарктиде, Гренландии, на вершинах гор и в других холодных местах. Порядка 24% находятся в грунтовых водах. И только 0,01% составляют водоемы, которые доступны для свободного использования — это реки и озера. Учитывая, какой это небольшой процент, глобальная проблема человечества в сохранение воды выходит на первый план.

Причины загрязнения

Кроме роста численности населения, усилению проблемы способствуют и другие факторы. Загрязнения водоемов вызывается следующими обстоятельствами:

1. Выброс в воду отходов промышленного производства предприятиями. В их составе присутствуют тяжелые металлы, такие как ртуть, свинец или кадмий. Попадая в организм человека, они приводят к возникновениям болезней.
2. Развитие атомной энергетики. Во время работы таких предприятий формируются излучения, которые, попадая в воду вместе с атмосферными осадками, они изменяют ее структуру. После этого употребление жидкости становится недопустимо.
3. Работа гидроэлектростанций. Большие потоки горячей жидкости попадают в водоемы и уничтожают их обитателей.
4. Канализационные стоки. Гниющие отходы, попадая в водные пространства, убивают живущих там представителей.
5. Минеральные удобрения. К ним относятся фосфаты и нитраты, без которых не обходится сельское хозяйство. Эти элементы попадают в реки.

Выпадающая в виде осадков вода, через грунт просачивается в водоемы. При этом происходит ее очищение. Если этот слой загрязнен, то такой фильтр не выполняет своих функций и не обеспечивает устранение грязи из жидкости. В итоге нарушается связь между грунтовыми и поверхностными водами.

Последствия нехватки

В настоящее время с ростом численности населения потребление чистой воды возрастает. Вот почему водная проблема становится все более острой. По сообщениям из прессы уже сегодня более 500 тысяч людей в мире испытывают недостаток потребления водных ресурсов. Исследования показывают, что если такая ситуация сохранится, то уже к 2025 году эта цифра увеличится как минимум в 5 раз.

Последствия дефицита воды отразится на многих сферах жизни. Кратко это будет носить следующий характер:

1. Ухудшатся условия жизни населения. Увеличится возможный риск смертельных исходов в результате обезвоживания организма.
2. Недостаток водоснабжения отразится на сельскохозяйственных культурах, которые погибнут.
3. Начнется использование людьми пресной воды из подозрительных источников, что приведет к массовым заражениям.
4. Человечество начнет хранить воду в домашних условиях, что может создать предпосылки для размножения инфекционных бактерий.
5. Станет проблема с гигиеной, поскольку люди не смогут полноценно поддерживать чистоту одежды и своего тела.

Учитывая то, что в природе постоянно происходит круговорот воды, нужно постараться не препятствовать этому процессу. В таком случае количество водных запасов как минимум не уменьшится. В результате не произойдет их истощения.

Способы очищения

Создание очистительных систем — это главный путь решения водной проблемы человечества. Сюда включаются следующие мероприятия:

1. Очистка механическим способом. Путь крупному мусору перед попаданием его в водоем преграждает сетка. Это наиболее простой способ устранения загрязнения гидросферы, но и наименее эффективный.
2. Химическая очистка. Проводится путем добавления в жидкость растворов, убивающих микроорганизмы. После этого вода может использоваться на промышленных предприятиях или для полива сельскохозяйственных угодий.
3. С использованием коагулянтов. Этот способ применяется при устранении определенных типов загрязнений. Добавление специального раствора приводит к слипанию нежелательных частиц, которые потом оседают на фильтре.
4. Реакция нейтрализации. Ее суть заключается в добавлении веществ, которые нейтрализуют посторонние элементы.

Все эти меры являются актуальными, однако, не следует забывать о необходимости охраны водоемов. Правительство каждой страны должно принимать в этом активное участие.

Решение проблемы некоторыми странами

Существуют государства, которые могут обеспечить себя питьевой водой в полной мере. Поэтому они не задумываются о проблеме ее отсутствия. В основном это волнует страны, где питьевые ресурсы присутствуют в небольшом количестве. Именно здесь разрабатываются проекты, позволяющие решить вопрос экономии воды. Существуют следующие варианты примеров:

1. В Египте ведутся работы по перенаправлению 10% вод Нила на рядом лежащие земли. В итоге западные территории страны станут пригодными для жилья. На площади смогут поселиться до 16 миллионов человек. Это даст толчок Египту в экономическом развитии.
2. Саудовская Аравия и ОАЭ. В связи с повышением цен на нефть здесь появилась возможность строительства дорогостоящих заводов по опреснению воды. В итоге Саудовская Аравия обеспечивает себя на 70% пресной жидкостью.
3. В ряде стран Персидского залива установлены очистительные системы. В результате до 70% воды после очистки используется повторно.

Все эти южные государства имеют на будущее большие планы. Например, Катар, выделяет 900 млн долларов для строительства резервуара, где будет храниться семидневный запас пресной воды.

Неутешительные прогнозы

Если тенденции прироста населения сохранятся, то в будущем нашу Землю ждут неутешительные прогнозы. В 2030 году до 47% жителей будут испытывать недостаток таких ресурсов. К 2050 году в катастрофическом положении окажутся Африка, Ближний Восток, Северный Китай и Южная Азия. Это приведет к стремительной миграции населения из пустынных районов. В таком положении окажется до 700 млн человек.

Пока не произошло катастрофы в мировом масштабе, над этим следует задуматься уже сейчас. Причем такой вопрос должен решаться комплексно с участием ведущих государств.

Проблема затрагивает и школьников. С их стороны готовятся доклады и пишутся рефераты по устранению загрязнений окружающей гидросферы. Учащиеся проникаются этим вопросом, понимая, что без питьевой воды человечество прекратит свое существование.

Источник

чистая вода — глобальная проблема человечества

В настоящее время проблема качества питьевой воды стала основной составляющей безопасности страны. Несмотря на огромное количество организаций, контролирующих качество воды на ведомственном и государственном уровне, фирм и заводов, занимающихся разработкой и продажей фильтров для очистки воды, разливающих воду в емкости, участились техногенные катастрофы, люди массово заражаются через воду инфекционными заболеваниями, страдают от загрязнения источников питьевого водоснабжения то нефтепродуктами, то ядохимикатами. Проблема качества питьевой воды — важная экологическая проблема, она привлекает все большее внимание населения.

Возможно ли решить проблему недостатка питьевой воды с помощью очистки и восстановления родников? Как сегодня люди относятся к родниковой воде и каково её качество?

На наш взгляд, изучение родников, их обследование, паспортизация, практические работы по охране – необходимое условие регулирования накопившихся экологических проблем нашего общества. Подземные воды, хотя и скрыты от глаз, но роль их велика как в природе, так и в жизни человека. Родники являются важными источниками питания рек, участвуют в формировании рельефа, снабжают растения влагой, используются для местного водоснабжения, а нередко, при достаточной их мощности и для питания водопроводов. Подземные воды, по сравнению с поверхностными, содержат меньше болезнетворных бактерий, менее подвержены загрязнению, зачастую не требуют специальной очистки.

Скачать:

Вложение	Размер
zhivaya_voda.docx	44.33 КБ

Предварительный просмотр:

Чистая питьевая вода – глобальная проблема человечества.

В настоящее время проблема качества питьевой воды стала основной составляющей безопасности страны. Несмотря на огромное количество организаций, контролирующих качество воды на ведомственном и государственном уровне, фирм и заводов, занимающихся разработкой и продажей фильтров для очистки воды, разливающих воду в емкости, участились техногенные катастрофы, люди массово заражаются через воду инфекционными заболеваниями, страдают от загрязнения источников питьевого водоснабжения то нефтепродуктами, то ядохимикатами. Проблема качества питьевой воды — важная экологическая проблема, она привлекает все большее внимание населения.

Возможно ли решить проблему недостатка питьевой воды с помощью очистки и восстановления родников? Как сегодня люди относятся к родниковой воде и каково её качество?

На наш взгляд, изучение родников, их обследование, паспортизация, практические работы по охране – необходимое условие регулирования накопившихся экологических проблем нашего общества. Подземные воды, хотя и скрыты от глаз, но роль их велика как в природе, так и в жизни человека. Родники являются важными источниками питания рек, участвуют в формировании рельефа, снабжают растения влагой, используются для местного водоснабжения, а нередко, при достаточной их мощности и для питания водопроводов. Подземные воды, по сравнению с поверхностными, содержат меньше болезнетворных бактерий, менее подвержены загрязнению, зачастую не требуют специальной очистки.

В конце 19 века Савенков Захар Петрович(1868 г.р.) — купец второй гильдии села Гороховка, со своим помощником и родственником Никоновым Павлом Васильевичем выкопали на своем участке луга родник-колодец для нужд своей пекарни. Пользоваться родником могли все желающие, воду использовали также для нужд церкви.

Каждую весну после половодья Захар Петрович нанимал рабочих чистить
родник и следил за его благоустройством. После его смерти односельчане некоторое время поддерживали порядок и благоустраивали родник, а с появлением водопровода он пришел в запустение.

Позднее один из бывших председателей колхоза взял шефство над родником. Устанавливая бетонное кольцо на камень, который сдерживал жилу родника, ее нарушили. После этого место стало труднопроходимым.
А большие половодья его занесли илом. В результате вокруг образовалось топкое место.

Более пятнадцати лет родник был заброшен.

Идея облагородить родник родилась давно. Несколько раз вопрос поднимали на сессии сельского Совета. Но денег на это в местной казне выкроить не удавалось. Кто знает, сколько бы подобное продолжалось, если бы Общественный совет по территориальному общественному самоуправлению Воронежской области не объявил о проведении конкурса проектов ТОС.

Наш ТОС «Вымпел» принял участие, с надеждой на успех.

Вслед за известием о победе в конкурсе из областного бюджета пришли и деньги на осуществление задуманного. На полученные сто тысяч рублей закупили беседку, столы и лавки, дубовые сваи, брус, доски. Участие в строительстве приняли жители ТОС и не остались равнодушными местные предприниматели и фермеры, которые оказывали помощь денежными средствами, техникой и строительными материалами. В благоустройстве родника приняли активное участие ученики нашей школы.

Наш родник важен для людей не только как частичка истории, но и как место, избранное Богом.
История того, как воду в роднике стали считать святой началась почти с самого начала существования родника.

Никонов Павел Васильевич (помощник Захара Петровича) отличался высоким ростом, силой, добротой и трезвостью ума. Оставшись вдовцом с шестью маленькими детьми, часто уходил за водой к роднику и любил сидеть в одиночестве.

Однажды на заре, очередной раз придя к роднику, Павлу Васильевичу было видение: над родником увидел он два ангела, а небо было открыто как двери…
Будучи человеком верующим, он упал на колени и стал молиться.

С того момента люди стали замечать целебную силу родниковой воды.

Цель нашей работы: изучить состояние родника. Определить, качественные показатели воды, а также ее лечебные свойства.

• провести анализ воды родника;
• установить соответствие качества воды санитарным нормам;
• получить опыт определения экологических критериев состояния родника, степени загрязненности;

• подбор и изучение литературы по вопросу исследования;
• проведение экспериментального исследования;

Место проведения исследования: родник и прилегающая к нему территория в центре села Гороховка Верхнемамонского района Воронежской области.

Сроки проведения исследования: сентябрь – октябрь 2016 года.

Анализ воды из колодцев, родников и других поверхностных источников отличается от анализа воды из скважин или водопровода, так как в поверхностных водах особое значение имеют такие загрязнители, как нитраты и нитриты, но практически не встречаются, например, обычные для скважин сульфаты. Также воду поверхностных источников необходимо проверять на наличие в ней болезнетворных микроорганизмов. Специалисты Главного испытательного центра питьевой воды рекомендуют для анализа воды из колодцев и родников схему из 20 основных химических показателей и трех бактериологических: железо общее, мг/дм3; кальций, мг/дм3; магний, мг/дм3; натрий, мг/дм3; калий, мг/дм3; нитраты, мг/дм3,; нитриты, мг/дм3; щелочность, ммоль/дм3; гидрокарбонаты, мг/дм3; жесткость общая, °Ж; водородный показатель (рН), ед.; мутность, ЕМ/дм3; цветность, град.; привкус, баллы; запах, баллы; перманганатная окисляемость, мг/дм3; аммиак (по азоту), мг/дм3; хлориды, мг/дм3; фториды, мг/дм3; общая минерализация, мг/дм3 .

Нами были использованы методы, доступные к реализации в рамках школьной химической лаборатории.

Методы определения показателей, характеризующие свойства воды родника.

1.Физические методы определения показателей, характеризующие органолептические свойства воды.

Органолептические свойства нормируются по интенсивности их восприятия человеком. Это температура, цветность, прозрачность, мутность, осадок, запах, вкус, примеси.

Определение температуры воды.

Оборудование: водный термометр с ценой деления 0,1°С.

Ход работы : опустить водный термометр в воду, только что взятую из родника, на пять минут. Не вынимая термометра, определить температуру воды.

Исследование цветности воды.

Цвет воды зависит от наличия в ней примесей минерального и органического происхождения – гуминовых веществ, перегноя, которые вымываются из почвы и придают окраску воде от жёлтой до коричневой. Окись железа окрашивает воду в жёлто – бурый и бурые цвета, глинистые примеси – в жёлтоватый цвет. Цвет воды может быть связан со сточными водами или органическими веществами .

Оборудование : стеклянная пробирка.

Ход работы : в прозрачную стеклянную пробирку налить 8-10мл. исследуемой воды и сравнить с аналогичным столбиком дистиллированной воды. Рассмотреть её на свету, определить цвет.

Оценка результатов : цветность выражается в градусах, используется таблица. (Приложение).

Определение прозрачности воды.

Прозрачность и мутность воды определяется по её способности пропускать видимый свет. Степень прозрачности воды зависит от наличия в ней взвешенных частиц минерального и органического происхождения. Вода со значительным содержанием органических и минеральных веществ, становится мутной. Мутная вода плохо обеззараживается, в ней создаются благоприятные условия для сохранения и развития различных микроорганизмов, в том числе и патогенных. Мерой прозрачности служит высота водяного столба, сквозь который еще можно различать на белой бумаге шрифт определенного размера и типа. Метод дает лишь ориентировочные результаты.

Оборудование: стеклянный градуированный цилиндр с плоским дном; стандартный шрифт с высотой букв 3,5 мм.

Ход работы: определение проводят в хорошо освещенном помещении, но не на прямом свету, на расстоянии 1 м. от окна. Цилиндр помещают неподвижно над стандартным шрифтом. Цилиндр наполняют хорошо перемешанной пробой исследуемой воды, следя за чёткостью различения шрифта до тех пор, пока буквы, рассматриваемые сверху, станут плохо различаться. Высота водяного столба в сантиметрах, сквозь который текст можно прочитать, считается значением прозрачности воды.

Оценка результатов: измерение повторяют 3 раза и за окончательный результат принимают среднее значение, измеренное с точностью до 0,5 см. Вода по прозрачности бывает прозрачная, малопрозрачная, непрозрачная. Так, прозрачность питьевой воды должна быть не менее 30 см.

Оборудование: стеклянная пробирка.

Ход работы : взболтать воду и налить её в пробирку, чтобы высота воды была равна 10 см., рассмотреть воду на свету, определить уровень мутности.

Оценка результатов : мутность воды может быть слабая, заметная, сильная.

Исследование осадка воды.

Оборудование : стеклянная пробирка.

Ход работы : рассмотреть исследуемую воду на свету.

Оценка результатов : осадок воды характеризуется: количественно – по толщине слоя; по отношению к объёму пробы воды – ничтожный, незначительный, заметный, большой; качественно – по составу: аморфный, кристаллический, хлопьевидный, илистый, песчаный.

Определение запаха воды.

Запах оценивается в баллах. Водой, не имеющей запаха, считается такая, запах которой не превышает 2 баллов. Запах обусловлен в первую очередь серо– и азотсодержащими органическими соединениями, образующимися в результате разложения органических веществ (как правило, отмершими растениями или экскрементами) в бескислородных и малокислородных условиях. Вода с выраженным запахом непригодна для жизни микроорганизмов, так как, либо ядовита, либо не содержит кислорода.

Оборудование: коническая колба ёмкостью 150–200мл.

Ход работы: 100 мл исследуемой воды при комнатной температуре наливают в колбу. Накрывают притертой пробкой, встряхивают вращательным движением, открывают пробку и быстро определяют характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагревают до 60°С на водяной бане и также оценивают запах.

Интенсивность запаха воды определяют при 20 и 60 0 С и оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям таблицы. Запах питьевой воды не должен превышать 2 балла

Оценка результатов : запах определяется в баллах, используется таблица. (Приложение).

Определение вкуса воды

Оценку вкуса воды проводят у питьевой природной воды при отсутствии подозрений на ее загрязненность. Различают 4 вкуса: солёный, кислый, горький, сладкий. Остальные вкусовые ощущения считаются привкусами (солоноватый, горьковатый, металлический, хлорный и т.п.)

Ход работы : при определении вкуса и привкуса анализируемую воду набирают в рот (после определения запаха) и задерживают на 3–5 секунд, не проглатывая. После определения вкуса воду сплевывают.

Оценка результатов : интенсивность вкуса и привкуса оценивают по 5-балльной шкале. Для питьевой воды допускаются значения показателей вкуса и привкуса не более 2 баллов. (Приложение).

Определение взвешенных частиц .

Этот показатель качества воды определяют путем фильтрования определенного объема воды через бумажный фильтр и последующего высушивания осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы.

Оборудование : колба, фильтр, воронка, весы, сушильный шкаф.

Ход работы: для анализа берут 500-1000 мл воды и фильтруют её. Фильтр перед работой взвешивают. После фильтрования осадок с фильтром высушивают до постоянной массы при 105°С и охлаждают.

Оценка результатов : охлаждённый осадок с фильтром взвешивают.

2. Химические методы определения качества воды.

Определение жёсткости воды.

Оборудование: пластиковая бутылка, мыльный раствор.

Ход работы: набрать в бутылку 2/3 воды из родника добавить мыльного раствора и взболтать.

Оценка результатов : если пена обильная – вода мягкая, если пена не растёт “свернулась” – вода жёсткая.

Определение водородного показателя воды (рН).

В природных водах рН колеблется в пределах от 6,5 до 9,5. норма – 6,5–8,5. Если рН воды ниже 6,5 или выше 8,5, то это указывает на её загрязнение сточными водами.

Вода, сильно загрязненная органическими веществами животного происхождения и продуктами гниения, обычно имеет щелочную реакцию (рН>7), а вода, загрязнённая стоками промышленных предприятий, – кислую (рН

Оборудование: пробы воды, универсальная индикаторная бумага; цветная шкала рН.

Ход работы: отобрать пробу воды из родника. Смочить индикаторную бумагу в исследуемой воде и цвет её сравнить со стандартной бумажной цветной индикаторной шкалой. Время выдержки бумаги в воде около 20 секунд.

Оценка результатов: pH определяется с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой.

а) Если концентрация ионов водорода Н+ и гидроксид-ионнов ОН– в воде одинакова, её рН=7, водная среда считается нейтральной;

б) Если ионов Н+ больше, чем гидроксид-ионов, то рН

в) Если же концентрация гидроксид-ионов превышает концентрацию ионов Н+, то рН>7, такая вода обладает основной, или щелочной реакцией.

Определение содержания ионов железа.

Оборудование: пробы воды, концентрированная азотная кислота, 20% раствор роданида аммония.

Ход работы: отобрать пробу воды из родника. В10 мл воды добавить 2 капли концентрированной азотной кислоты и 1 мл 20% раствора роданида аммония. Все перемешать и визуально определить приблизительную концентрацию железа по таблице.

Оценка результатов: визуальное определение приблизительной концентрации железа в исследуемом растворе.

Определение содержания ионов хлора

Много хлоридов попадает в водоемы со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Количество хлоридов зависит от характера пород, слагающих бассейны. Хлорид-ионы можно обнаружить с помощью 10% раствора нитрата серебра.

Оборудование: 10% раствора нитрата серебра , пробирка.

Ход работы: в пробирку налить 5 мл. исследуемой воды и добавить 3 капли 10% раствора нитрата серебра.

Оценка результатов: приблизительное содержание определяется по осадку или помутнению. Помутнение будет тем значительнее, чем больше концентрация хлорид-ионов в воде. ПДК хлоридов в водоемах допускается до 350 мг/л.

Определение содержания сульфат-ионов.

Оборудование: 5%-ный раствор хлорида бария, раствор соляной кислоты, пробирка.

Ход работы: в пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, прибавляют 2–3 капли соляной кислоты и приливают 0,5 мл раствора хлорида бария.

Оценка результатов: по характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфатов: при отсутствии мути – концентрация сульфат-ионов менее 5 мг-л; при слабой мути, появляющейся через несколько минут, – 5–10 мг-л; при слабой мути, появляющейся сразу – 10–100мг-л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфатов (более 100 мг-л). ПДК сульфатов в водоемах – источниках водоснабжения допускается до 500 мг/л [5].

Результаты исследовательской деятельности

В результате проведенных нами исследований качества воды из родника, нами были получены следующие экспериментальные данные (Таблица 1, Таблица 2).

С помощью физических методов были определены показатели, характеризующие органолептические свойства воды.

Органолептические свойства воды родниковой воды

Источник