Исследовательская работа «Живая вода»

Карсунского района

«ЭКО – 2013»

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

«Живая вода»

Выполнили

учащиеся 7 класса

Аракелян Артём

Ларионов Игорь

Саркисян Анна

Саркисян Татьяна

Сарксян Ренат

Руководитель

учитель биологии

и химии

Шамшетдинова

с. Новое Погорелово

2013 г.

Содержание

стр.
Введение ________________________________________________ 3

1.Теоретическая часть_____________________________________ 4

1.1.Что такое родник?_____________________________________ 4

1.2.Состав и свойства родниковой воды. Определение

качества воды ____________________________________________ 6

2.Практическая часть______________________________________ 10

2.1.Исторические сведения о роднике ________________________ 10

2.2.Общая характеристика источника_________________________ 12

2.3.Исследования свойств воды родника

Тихвинской Божьей Матери ________________________________ 14

2.3.1.Физические свойства воды _____________________________ 14

2.3.2.Химический состав воды _______________________________ 15

3.Результаты учебно-исследовательской работы ________________ 17

Выводы __________________________________________________ 18

Заключение _______________________________________________ 18

Литература _______________________________________________ 19

Приложение 1 _____________________________________________ 20

Приложение 2 _____________________________________________ 21

Приложение 3 _____________________________________________ 22

Родник – ты вечный всем причал,

Ты маг – источник вдохновенья!

В тебе начало всех начал.

Ты дар Земли – на исцеленье.

Течёт за селом нашим родник. Называют его родником Тихвинской Божьей Матери. Много легенд ходит о роднике. Говорят, что вода в нём чудодейственная, живая, способная избавить от множества болезней. И не зарастает тропа народная к источнику.

Нам захотелось узнать о свойствах и составе «живой» воды, а также о происхождении названия родника.

Цель работы – исследовать физические свойства и химический состав воды родника Тихвинской Божьей Матери, происхождение названия родника.

Задачи:

1. 
   изучить литературу о родниках;
   
2. 
   собрать сведения о роднике Тихвинской Божьей Матери;
   
3. 
   составить паспорт источника;
   
4. 
   исследовать физические свойства родниковой воды;
   
5. 
   исследовать химический состав воды;
   
6. 
   на основе полученных результатов сделать выводы.
   

1. 
   изучение литературы о родниках;
   
2. 
   сбор сведений о роднике Тихвинской Божьей Матери;
   
3. 
   составление паспорта источника;
   
4. 
   взятие пробы воды и исследование её физических свойств;
   
5. 
   исследование химического состава родниковой воды;
   
6. 
   подведение итогов работы и формулировка выводов.
   

Родник, источник или ключ – это выход подземных вод на поверхность земли естественным путем. Причины тому разные, но, как правило, это обусловлено рельефом местности.

Подземные воды чаще всего пробиваются на поверхность в горных и предгорных областях, образуя родники на склонах местности. В равнинных областях они находят выход в зонах эрозии — по берегам рек и склонам оврагов.

Схема1. Образование родников различных типов.

1 — водоносные пласты, 2 — водонепроницаемые пласты, з — уровень верховодки, 4 — уровень грунтовых вод, 5 — уровень межпластовых вод, 6 — уровень артезианских вод, 7 — выходы артезианских вод.

В зависимости от глубины долины и количества чередующихся водоносных и водоупорных пластов, родники могут выходить на разной высоте по склону местности. Верховодка, грунтовые и межпластовые воды образуют нисходящие родники, артезианские — восходящие.

По особенностям режима все родники подразделяются на постоянно, сезонно и ритмически действующие. Наибольшим постоянством отличаются восходящие источники, питающиеся артезианскими водами. Резкие колебания дебита (мощности) характерны для источников, питающихся верховодкой. Родники, питающиеся из верховодки, весьма распространены, их можно повсюду наблюдать весной на склонах местности, по берегам рек, при разработке траншей, котлованов и т.д., они быстро иссякают.

Исток – начало родника, источника, а место, где родник впадает в реку, озеро называется устье. Течет вода от истока к устью вследствие разницы их положения над уровнем моря, т.е. под влиянием силы тяжести.


1.2.Состав и свойства родниковой воды. Определение качества воды.

В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, состав и соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород. Из грунта атмосферная вода поглощает углекислоту и растворяет по пути своего движения минеральные соли.

В зависимости от глубины залегания водоносного пласта и места расположения источника, вода может иметь различный химический состав.

Проходя через породы, вода приобретает свойства, характерные для них. Так, при прохождении через известковые породы, вода становится известковой, через доломитовые породы - магниевой. Проходя через каменную соль и гипс, вода насыщается сернокислыми и хлористыми солями. Растворённые соли составляют общую минерализацию воды.

Также в родниковой воде могут содержаться растворенные органические вещества – белки, жиры, углеводы, органические кислоты, эфиры, спирты, фенолы, нефть, продукты жизнедеятельности организмов.

Родниковая вода проходит целую систему естественных фильтров - песок, уголь, гравий. Немаловажную роль играет и тот факт, из какой глубины пробился источник – чем глубже, тем лучше вода профильтрована и тем она чище.

Родниковая вода из проверенного источника не нуждается в очистке и термической обработке. Её непосредственно можно употреблять для питья. Добираясь из недр Земли до поверхности, она подвергается естественной, практически идеальной очистке.

К сожалению, не во всех родниках вода пригодна для питья. В некоторых из них вода может стать причиной многих серьезных заболеваний. Происходит это потому, что водоносный слой некоторых родников залегает на небольшой глубине, а значит, в воду сквозь землю могут попасть вредные вещества с поверхности. Так, если поблизости родника находятся свалки, автострада, промышленные и бытовые стоки, сельскохозяйственные угодья и животноводческие фермы, в воде могут быть обнаружены такие опасные для здоровья человека элементы и соединения, как свинец, никель, хром, ртуть, кадмий, мышьяк, нитраты, фосфаты, пестициды, радионуклиды, цианиды, гербициды. А также в такой воде могут содержаться различные органические вещества – белки, жиры, углеводы, органические кислоты, эфиры, спирты, фенолы, продукты жизнедеятельности организмов, нефтепродукты. Кроме того, в такой среде возможно существование множества болезнетворных бактерий, которые могут привести к самым различным тяжелым заболеваниям.

Как узнать, пригодна вода источника для питья или нет?

Для этого нужно установить качество воды. Надо помнить, что питьевая вода относится к пищевым продуктам и ее показатели должны отвечать согласно Закону РФ, санитарным правилам СаНПиНа и требованиям ГОСТа.

Качество родниковой воды характеризуется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами.

К физическим свойствам относятся такие показатели, как температура, цветность, мутность, привкус и запах. Цветность, мутность, привкус и запах относятся к органолептическим показателям.

Мерой прозрачности служит высота столба воды, при котором можно наблюдать опускаемую в водоем белую пластину определенных размеров или различать на белой бумаге шрифт определенного размера и шрифта.

Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запаха воды при 20° и 60° С.

Предел минерализации питьевой воды (сухого остатка) 1000 мг/л. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый привкус. Допускается содержание их в воде на уровне порога ощущения: 350 мг/л для хлоридов и 500 мг/л для сульфатов. Нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации 200-400 мг/л. При этом минимальное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния -10 мг/л.

Различают патогенные (болезнетворные) и сапрофитные бактерии. Для оценки загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки. Бактериальное загрязнение измеряют коли-титром и коли-индексом. Коли-титр - обьем воды, в котором содержится одна кишечная палочка, должен составлять не менее 300. Коли-индекс - число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды, должен составлять до 3.

Качество воды, её пригодность для питья можно установить только в специализированных лабораториях.


2.Практическая часть. 2.1.Исторические сведения о роднике
9 июля у родника Тихвинской Божьей Матери всегда многолюдно. Люди стекаются к роднику, чтобы помолиться об исцелении, испить поистине живительной воды, искупаться в освещенной воде и просто набраться сил.

Старожилы говорят, что когда-то, очень давно, в начале восемнадцатого века в роднике была явлена Чудотворная икона Божьей Матери, именуемая «Тихвинская».

Рассказывают следующее: на границе между селами Красный Садок и Новое Погорелово бил ручей с ключевой водицей. Всякий путник, который шел на работу или в лес по ягоды-грибы, останавливался возле ручейка, чтобы испить чистой родниковой воды, умыться, освежиться или просто отдохнуть.

Однажды, знойным летним деньком шла женщина с полевых работ. Шла из д.Красный Садок, устала и решила спуститься к ручью, чтобы передохнуть и попить воды. Толи от полуденной жары, толи от непосильной работы, толи от долгого пешего пути, только показалось той женщине, что в воде, на каменьях появляется лик. Придя в себя от увиденного, женщина принялась рассматривать его. Так и не поняв, что это, побежала в село да и рассказала об увиденном сельчанам. Вернувшись к роднику, верующие люди дали ответ – это лик Тихвинской Божьей Матери. По рассказам, лик пропадал и появлялся вновь. Так было несколько раз. У источника отслужили молебен, освятили воду. С тех пор люди стали замечать: стоит умыться «живой водой» и усталость как рукой снимает, и боль любая пропадает, появляется настроение. Даже окропленные такой водой домашние животные хорошо растут и быстро прибавляют в весе.

Одна из старейших жительниц села Мария Евсеева рассказала, что в начале прошлого века священник с иконой Тихвинской Божьей Матери совершил крестный ход к роднику. Народу на престольный праздник иконы (9 июля по новому стилю) было очень много. Столько приезжих давно не бывало. И икона, и вода в роднике обладали чудодейственной силой, исцеляли от серьезных недугов. За каждую такую помощь было принято ставить Крест. Старожилы помнят, что было их «великое множество».

В начале третьего столетия жители села расчистили проходы к роднику, сделали хороший сруб, поставили иконки. И каждый год 9 числа июля у родника проводится богослужение. Проводит его батюшка церкви «Всех скорбящих радость» Бобров Геннадий Петрович.

В 2007 году был построен домик с купелью внутри. Теперь каждый желающий может не только набрать святой водички, но и искупаться в холодной родниковой воде, обладающей поистине целительной силой, да притом еще освещенной батюшкой, набраться сил и здоровья.

Родник Тихвинской Божьей Матери расположен в 3 км к западу от села Новое Погорелово Карсунского района. Территория местности относится к лесной зоне. Рельеф холмистый. Источник находится на лугу у подножия небольшого склона. Родник впадает в речку Букава. Расстояние от истока до устья – 30 метров. Высота источника над уровнем воды в реке Букава – 3,5 метра.

Вода выходит на поверхность земли слегка бурлящим потоком. Выход воды осуществляется из водоносного слоя, состоящего из известняков и песка. Водоупорным слоем служит глина. Глубина залегания грунтовых вод – примерно 5 метров. Мощность источника (дебит) составляет - 0,74 л/сек ; 44,4 л/мин; 2664 л/час; 63936 л/сут.

Так как родник лугового типа, а речка находится лишь в 30 метрах от родника, местность достаточно увлажнена.

Древесная растительность представлена ивняком и ольшаником. Травянистая – мятликом, лапчаткой, мать-и-мачехой, чистяком, одуванчиком, клевером. Ближе к реке по руслу родника растет камыш, крапива.

Кто живёт вблизи родника?

У родника мы встретили ворон, сорок – их гнёзда находятся на деревьях, растущих недалеко от родника. Под крышей домика воробьи сделали гнездо. Весной с ольшанике можно услышать соловья.

Вдоль русла родника всегда много ящериц, видимо, они приходят сюда попить воды или поохотиться на комаров и стрекоз. Иногда встречаются жабы и ужи. Однажды мы видели даже ежа. Он, наверное, прибежал из леса, который находится в километрах 2-х. Здесь же недалеко от родника мы нашли нору. Вероятно, это нора какого-либо грызуна. Самого зверька нам увидеть не удалось.

Антропогенное воздействие на родник

В радиусе 30 километров от родника нет никаких промышленных объектов. Из-за удаленности от села, в воду не могут попасть бытовые стоки. Вблизи родника (в радиусе 3-х км) нет сельскохозяйственных угодий и животноводческих ферм. На этом основании можно утверждать, что вода не должна быть загрязнена посторонними примесями – продуктами деятельности людей.

Родник испытывает незначительное антропогенное воздействие. В месте выхода родника на поверхность земли установлено бетонное кольцо, от кольца отведена труба, по которой течет родниковая вода. Вода стекает в небольшой бассейн, выложенный из камней. Территория родника обустроена беседкой со столом и скамейками, ниже по течению родника построен домик с купелью внутри. На территории посажены разные цветы, за которыми постоянно ухаживают жители. К роднику ведёт проселочная дорога. Люди постоянно посещают родник: берут воду для питья, убирают территорию, иногда просто отдыхают. Но, нужно отметить, что территорию жители содержат в чистоте и порядке, потому что источник считается святым.

Мы тоже внесли свою лепту в облагораживание территории.

Для исследования свойств воды, нам необходимо было взять пробу воды. Перед тем как заполнить ёмкость, мы несколько раз её сполоснули родниковой водой. Заполнили пластиковую бутылку медленно, давая стечь воде по стенке, не допуская бурления, т.к. в этом случае она насыщается газами. Воды набрали по самое горлышко, даже с переливом, чтобы под крышкой не осталось воздушной прослойки. Затем положили бутылку в темный пакет. А дома поставили бутылку в холодильник, чтобы вода сохранила свои свойства. Наутро отнесли её в школу.

Нагрев воду в закрытой пробирке до 20 градусов, затем открыв пробирку, не обнаружили никакого запаха. Далее нагрели воду до 60 градусов, и при данных условиях запаха мы не обнаружили. По «Шкале запахов воды», оценка интенсивности запаха родниковой воды составляет 0 баллов.

Сравнив стаканы на фоне листа белой бумаги при дневном освещении, мы обнаружили, что вода не имеет никакого цвета – она абсолютно прозрачная.

Так как в школе нет ни технометрических, ни аналитических весов, массу растворенных частиц в школьной лаборатории нам установить не удалось.

Сначала с помощью универсальной индикаторной бумаги ученицы 11 класса определили рН среды. Бумага не изменила цвет, значит рН = 7. Сделали вывод: среда нейтральная.

Обнаружение гидрокарбонатов. Гидрокарбонаты в воде растворимы. При кипячении они превращаются в нерастворимые в воде карбонаты. В течении 20 минут мы кипятили воду в пробирке, затем охладили её. На стенках пробирки образовался белый налёт – накипь. Также на дне пробирки мы обнаружили небольшой осадок. В пробирку налили немного раствора соляной кислоты. Увидели образование пузырьков газа. Значит в воде содержатся гидрокарбонаты.

Образец родниковой воды налили в несколько пробирок. В одну пробирку прилили раствор хлорида бария. Вода слегка помутнела. Значит, сообщили старшеклассницы, в воде присутствуют сульфат-ионы. В другую пробирку прилили немного раствора роданида калия для обнаружения ионов железа, но ничего не изменилось. Ионов железа в воде не оказалось. К сожалению, не обнаружили мы и ионов серебра при приливании соляной кислоты, хотя некоторые жители считали, что в воде их много и именно они обладают лечебным эффектом. Зато, каково было наше удивление, когда добавив в воду раствор нитрата серебра, получили белый осадок. Следовательно, присутствуют хлорид-ионы.

Конечно, в условиях школьной лаборатории мы не могли определить количественный состав растворённых веществ, поэтому мы решили сдать исследуемую воду для проведения анализа в лабораторию «Центра гигиены и эпидемиологии в Ульяновской области в Карсунском районе» . За помощью в решении этого вопроса мы обратились к депутату районного Совета депутатов Шамшетдинову Ш.Р. Спасибо, что он взялся нам помочь. И вот результаты лабораторного анализа у нас на руках! См. Приложение 3. Сравнив результаты двух анализов, делаем вывод, что качественный состав нами установлен верно: в воде содержатся гидрокарбонаты, хлориды, сульфаты. Но содержание их в родниковой воде невелико. Кроме того, в исследуемой воде содержится очень незначительное количество нитрат-ионов, ионов железа и марганца. Общая минерализация составляет 305, 5 мг/л против 1000 мг/л по норме. Значит вода в источнике слабоминерализована. Жесткость воды обусловлена содержанием в ней ионов кальция и магния. Общая жесткость воды – 4,6 мг-экв./дм³ против 7 мг-экв./дм³ по норме. Следовательно, вода родника обладает средней жёсткостью.

Мы попросили главного врача «Центра гигиены и эпидемиологии в Ульяновской области в Карсунском районе» Фазуллина Айдара Котдусовича прокомментировать результаты анализа воды. Он сообщил нам, что вода родника очень чистая, обладает прекрасными питьевыми качествами. А проявление запаха и привкуса можно объяснить тем, что вода в течение 3 суток находилась в закрытой пластиковой бутылке и вобрала запах и привкус предшествующей жидкости.

• 
  изучена история родника, происхождение её названия;
  
• 
  изучена литература о родниках, методика исследования физических свойств и химического состава воды;
  
• 
  составлен паспорт источника;
  
• 
  определены физические свойства родниковой воды: вода прозрачная, практически не имеет вкуса и запаха, не содержит взвешенных частиц, температура воды в октябре + 9,5⁰С;
  
• 
  определён химический состав воды: в воде содержатся гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, ионы кальция и магния, незначительное количество нитратов, ионов железа и марганца; ионов серебра не обнаружено; вредных примесей не обнаружено.
  

1. 
   название родника произошло от названия иконы Тихвинской Божьей Матери;
   
2. 
   в результате исследования физических свойств и химического состава воды, установлено:
   

• 
  качество воды соответствует санитарным нормам СанПиНа и требованиям ГОСТа;
  
• 
  вода слабоминерализована;
  
• 
  вода обладает средней жесткостью;
  
• 
  в воде не содержится вредных примесей;
  

3. 
   состав воды родника Тихвинской Божьей матери оптимален для питья и благотворно действует на живые организмы.
   

Мы хотели узнать о свойствах и составе «живой воды». Возможно, чудодейственные свойства воды источника обусловлены её составом и физическими показателями. А, возможно, её структурой, энергетикой или информацией, которую она несёт в себе. Многое о воде нам ещё не известно. Возможно, её свойства зависят от нашего к ней отношения, веры в её жизненную силу, в её святость, веры в неё как в источника самой жизни.

1. 
   Габриелян О.С. Химия. 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа, 2010.
   
2. 
   Дронов В.П., Баринова И. И. и др. География России: Учебник для 8-9 классов общеобразоват. учреждений: в 2-х книгах. Книга 1: Природа, население, хозяйство. 8 класс/ М.: Дрофа 2004.
   
3. 
   Попова Т.А. Экология в школе. Мониторинг природной среды: методическое пособие. –М.: ТЦ Сфера, 2005.
   
4. 
   Химия. Энциклопедия для детей. - Мир энциклопедий Аванта +, 2006.
   
5. 
   Энциклопедический словарь юного географа-краеведа. Сост. Карпов Г.В. – М.: Педагогика, 1981.
   
6. 
   www.ulecocentr.ru
   
7. 
   http://www.watersfilter.ru/index.php/cleanwater
   
8. 
   www.coolreferat.com/
   
9. 
   www.isvod.ru/5.html
   
10. 
    https://project.1september.ru/work.php?id=556297‎
    
11. 
    festival.1september.ru/articles/550085/‎
    
12. 
    novavoda.ru/rodnikovaya-voda-polza-ili-vred.html‎
    
13. 
    vodoobmen.ru/rodnik.html‎
    

• 
  Название источника – родник Тихвинской Божьей Матери;
  
• 
  Область – Ульяновская
  
• 
  Район – Карсунский
  
• 
  Ближайший населенный пункт – с. Новое Погорелово
  
• 
  Элементы рельефа – местность холмистая, чередующаяся понижением рельефа – балками
  
• 
  Геологические условия выхода воды:
  

– глубина залегания грунтовых вод – 5 метров

• 
  Высота источника над уровнем воды в реке – 3,5 метра
  
• 
  Расстояние источника от уреза воды в реке – 30 метров
  
• 
  Растительность вблизи родника – мятлик, мать-и-мачеха, лапчатка, чистяк, одуванчик, будра, камыш, крапива
  
• 
  Животный мир вблизи родника – насекомые: стрекозы, комары, жук-плавунец; земноводные: жабы; пресмыкающиеся: ящерицы, ужи; птицы: воробьи, вороны, сороки, соловьи; млекопитающие: мыши, ежи.
  
• 
  Физические свойства воды источника:
  

- привкус – не ощущается

- запаха – без запаха

- взвешенные частицы, осадок – не обнаружены

- температура воды (в октябре) – + 9,5 ⁰С

• 
  Дебит источника - 0,74 л/сек ; 44,4 л/мин; 2664 л/час; 63936 л/сут.
  
• 
  Куда впадает – река Букава
  
• 
  Влияние родника на окружающую местность – наблюдается незначительное заболачивание местности по руслу родника
  
• 
  Хозяйственное использование родника – для питья
  
• 
  Охрана родника от загрязнения – территория содержится в чистоте местными жителями.