Дослідження складу повітря та води Пустомитівського району та їх вплив на організм людини

  Залізо у природних водах зустрічається в основному у вигляді гідрокарбонатів, які можуть перетворюватися в карбонати, що гідролізуються і при контакті з повітрям утворюють гідроксид заліза (ПІ) з переходом в оксид, який надає воді каламутності і забарвлення. При пранні білизни залізо надає їй жовтувато-коричнуватого відтінку і залишає іржаві плями.

  Солі заліза (понад 0,3 мг/дм3) і марганцю (понад 0,1 мг/дм³), крім забарвлення, надають воді помутніння, запаху сірководню, в'яжучого, а в сукупності з гуміновими сполуками - болотного присмаку. Така вода непридатна і для деяких процесів у харчовій промисловості, змінюючи присмак масла, сиру та інших харчових продуктів.

 У середньому, щоденний об’єм води складає тридцять – сорок грам на кожний кілограм ваги тіла людини. Наприклад, якщо людина важить шістдесят кілограм, то вона повинна випивати близько двох з половиною літрів води на день, сімдесят кілограм – близько трьох літрів води на день, і так далі в залежності від ваги тіла людини. Пити воду доцільно не тільки для вгамування спраги, а й за певною системою. Що дозволяє постачати організму необхідну кількість мінеральних речовин. Орієнтована схема прийому води така: після пробудження вранці випивати близько двох склянок води, вдень – один стакан за півгодини до їжі, і один стакан – через дві з половиною години після їжі. Під час їжі і безпосередньо перед сніданком, обідом або вечерею пити воду не рекомендується, так як вона ускладнює процес перетравлення їжі. Краще вживати в цей час кислі напої. При наявності захворювань, щоденна кількість води коректується у відповідності з лікуванням цих захворювань. Тому її об’єм потрібно визначати після консультації із лікарем.

 Найбільш важливий  газ у складі води –  кисень, який дозволяє живим організмам  існувати під водою. Двоокис  карбону – інший газ. Що  має велике значення. Його наявність  у розчині води(вугільна кислота)  робить воду здатною розмивати  вапнякові породи й утворювати  печери та западини. Під дією  вугільної кислоти у воді розчиняються  вапняк і карбонати магнію, що  робить воду «твердою». Тверда  вода не дає гарної мильної  піни. А якщо її закип’ятити, то всередині чайника залишається вапняковий наліт .

       При нормальних атмосферних умовах температура кипіння вод становить 100ºС, а температура замерзання  - 0 ºС. Вода являється чудовим розчинником; вона безбарвна, немає ні запаху, ні смаку.

  У 1932 році американські фізики Г.Юри та Є.Осборн відкрили, а в наступному році(1933) Г. Льюїс та Г. Макдональд вперше виділили в чистому вигляді суміш, яка описувалась такою ж формулою і була схожа зі звичайною водою, але мала молекулярну масу на дві одиниці більшу (не 16, а 18). Різниця в масі пояснювалася тим,що в склад молекул такої води входили не атоми Гідрогену, а його ізотопи, які на одиницю важчі, ніж атоми звичайного водню. Більш тяжчий ізотоп Гідрогену називають Дейтерієм. З’єднання двох атомів Дейтерію з атомом Оксисену – тяжкою водою.

  Тяжка вода відрізняється від звичайної своїми  властивостями. Вона кипить при температурі 101,42 ºС, замерзає при 3,82 ºС. Солей в ній розчиняється менше на 10 %, міцність її вища на 10 %, в’язкість – на 23 %. На відміну від звичайної води, важка вода пригнічує життєдіяльність вищих організмів. Якщо важкою водою напоїти  тварин. Вони загинуть від спраги. Насіння рослин, политі важкою водою, не проростають. Це – «мертва» вода.

   Після відкриття Дейтерію інтерес до води різко підвищився. У 1934 році в Україні вперше була отримана важка вода, що мало важливе значення для розвитку ядерної фізики та використання атомної енергії в народному господарстві.

  Зараз важку воду отримують в більшій кількості шляхом електролітичної дисоціації води й фракційних перегонів рідкого Гідрогену в промислових умовах. ЇЇ застосовують в якості затримувача швидких нейтронів при підвищеному урані в ядерних реакторах та джерелах термоядерного пального. При термоядерній реакції перетворення 1 г Дейтерію може дати енергію в                  10 млн раз більшу, ніж згорання 1 г вугілля.

  Важка вода – не єдиний компонент, який входить до складу звичайної води. Пізніше виявили ще більш важчий природний ізотоп Гідрогену – радіоактивних Тритій. З’єднання двох атомів тритію з атомом оксисену названо надважкою водою, яка за своїми властивостями ще більше відрізняється від звичайної води. Вона кипить при температурі 104 ºС, лід із неї плавиться при 9ºС. Тритієву воду отримують в основному штучно. ЇЇ застосовують при термоядерних реакціях, а також використовують в хімічних та біологічних дослідженнях. Штучно добута вода ще більш важча радіоактивні ізотопи водню. Складність ізотопного складу води чим не вичерпується. Ізотопи є й в Оксигену, причому три природних. По своїх фізичних властивостях важка киснева вода відрізняється від звичайної менше, ніж важка воднева. Отримують її із природних вод фракційною перегонкою.

  Та  чи проста вода? Отримуючи кружку води із річки, озера чи водопроводу, ми,  напевно не підозрюємо, що п’ємо важку суміш із 135 ізотопних різновидів, які можуть містити 5 ізотопів Гідрогену й 9 Оксигену. Правда, найбільш поширеними і стійкими різновидами ізотопів є тільки 9. 
 Очищуючи воду ми зможемо продовжити собі життя і захистити себе від багатьох захворювань, які поширюються через воду. Технічний прогрес спостерігається не тільки в галузях металургії або важкого машинобудування, у сфері очисних технологій теж є значні поліпшення.  
 Водоочисне обладнання постійно вдосконалюється, підвищується його продуктивність, продовжуються строки використання, і, звичайно, поліпшується якість очищення води. Якщо раніше здоров'ю людини приділялася досить мало уваги, то зараз цей принцип абсолютно змінено. Велика кількість компаній, які вже зарекомендували себе, як надійні і відповідальні виробники водоочисного обладнання, займаються розробкою і впровадженням нових технологій.  
 Питання очищення води - дуже важливе, тому тільки найдосвідченіші компанії були допущені до цих розробок. У багатьох з цих фірм, першорядної і незмінною метою є створення пристрою, який би ідеально очищував воду від різних домішок.

         Методи очищення води

  Вода – це чудовий природний розчинник, вона сама створює сприятливі умови для того, щоб в ній «оселялася» велика кількість різноманітних домішок. На жаль, не всі вони корисні для організму людини. А деякі – взагалі небезпечні. Саме тому перед людством стоїть важливе завдання – знайти найбільш універсальний спосіб очищення води від небажаних домішок. І поки наука і медицина знаходять все більше доказів того, що саме вживання неякісної води стає причиною цілого ряду захворювань, фахівці в області водоочищення шукають, розробляють і впроваджують нові методи очищення води. Найбільш ефективними на сьогоднішній день є знезалізнення, пом'якшення та ультрафіолетова стерилізація.

Очищення  води від заліза

   Видалення з води заліза – без перебільшення одне з найскладніших завдань у водоочистці. Навіть короткий огляд існуючих способів боротьби з залізом дозволяє зробити обґрунтований висновок: на даний момент не існує універсального економічно виправданого методу, що застосовується у всіх випадках життя. Кожен з існуючих методів застосовується тільки в певних умовах, у нього є і переваги, й істотні недоліки. Вибір конкретного методу видалення заліза (або їх комбінації) більшою мірою залежить від досвіду водоочисної компанії.

  Нинішня практика очищення води від надлишків домішок металів застосовує аерування, каталітичне окислення, іонний обмін і фільтрацію за допомогою мембрани.

• Аерування (або, кажучи простіше, окислення киснем) застосовується лише у промислових масштабах. Для того, щоб окислити, відстояти і потім ще профільтрувати воду у такий спосіб, будуть потрібні дуже великі резервуари для води і чимало терпіння, щоб дочекатися закінчення процесу.
• Окислення за допомогою каталізатора, по суті, мало відрізняється від аерування і є його компактною штучною імітацією. Для прискорення процесу окислення використовується марганцевий каталізатор, а вода, яка проходить через його гранули не лише прискорено окислюється, а й залишає на цьому своєрідному гранульованому фільтрі непотрібний окис. Коли увімкнеться авто промивка фільтруючого середовища, під тиском води шкідливий окис буде змитий і потрапить в дренаж.
• Не менш цікавий і метод іонного обміну - очищення води за допомогою природних іонітів. Природні або штучні смоли, які використовуються у цьому методі очищення, «забирають» у металів вільні іони, підміняючи їх натрієм і, утворюють, таким чином, нешкідливу для організму і побутових приладів натрієву сіль. Хоча, на практиці і цей метод виявляється технологічно складним у застосуванні.
• І останній метод, звичайно ж, мембранний. Кожен, хто хоч трохи цікавився принципом роботи мембрани, розуміє, що її основне призначення – аж ніяк, не боротьба з солями важких металів. Тому, приймаючи до уваги її надзвичайно високу якість очищення води від найрізноманітніших забруднювачів, вважати мембрану ще і панацеєю проти заліза, напевно, буде несправедливо. Її поверхня більш схильна до засмічення, а значить і передчасного виходу з ладу, ніж гранульована середа каталізаторного окислювача.

Пом'якшення  води

  Сьогодні нам знайоме не лише поняття «жорстка» вода, а й цілий ряд неприємностей, які вона може принести в наш дім. Від неприємного металевого смаку води та їжі, приготовленої на такій воді, до серйозних пошкоджень домашньої побутової техніки. Більшість з тих, хто стикається в побуті з використанням жорсткої води, відчував її неприємний вплив на шкіру і волосся. Про те, що цей залізний напій робить з нашим організмом зсередини, можна тільки здогадуватися. Саме для боротьби з цією небезпечною зайвою жорсткістю води в процесі водоочищення не нехтують і можливістю пом'якшити її. Для цього використовують автоматичні фільтри-пом'якшувачі. В основі їх роботи лежить іонообмінний процес, при якому розчинені у воді жорсткі солі замінюються м'якими, які не утворюють твердих відкладень.

   Автоматичний пом'якшувач являє собою пластиковий корпус з керуючим блоком (клапаном) і баком для приготування та зберігання регенеруючого розчину. Жорстка вода, надходячи до фільтру, проходить через шар засипки з високоякісної іонообмінної смоли. При цьому відбувається зміна хімічного складу розчинених солей за рахунок заміни іонів кальцію і магнію на іони натрію, які хімічно пов'язані зі смолою. Коли ж поглинаюча здатність смоли знижується до певного рівня, блок керування автоматично починає цикл регенерації - відновлення ресурсів смоли. Потім всі забруднення вимиваються з фільтру в дренаж.

  Залежно від розмірів пом’якшувача цикл регенерації / промивки може тривати до 2-3 годин. Під час регенерації набір води проводити не рекомендується, тому що на вихід буде надходити жорстка вода. Саме з цієї причини більшість одиночних систем (що складаються з одного фільтра з одним блоком управління) запрограмовані таким чином, щоб регенерація проводилася тільки в нічний час (у 2-3 ночі).

  Сучасні синтетичні смоли надзвичайно надійні і довговічні, дозволяють працювати на високих швидкостях потоків, завдяки чому знаходять застосування в системах з високою продуктивністю. Термін служби смоли може досягати 6 - 8 років залежно від якості початкової води.

  В даний час, завдяки великій різноманітності смол, фільтри – пом’якшувачі, крім свого основного призначення, можуть бути використані для видалення з води заліза та марганцю, важких металів, органічних сполук, а також селективного видалення нітратів, нітритів, сульфідів і т.п.

УФ-стерилізація

  Ультрафіолетові стерилізатори води (УФ-лампи) використовують енергію ультрафіолетового випромінювання для знищення мікробіологічних забруднень. Цей метод знаходить застосування в котеджах, будинках, лабораторіях, ресторанах, лікарнях, промислових підприємствах, системах колективного водопостачання.

   Ультрафіолетові стерилізатори нейтралізують всі відомі хвороботворні мікроорганізми, а також характеризуються великим запасом надійності. Кишкова паличка, бацила дизентерії, збудники холери та тифу, віруси гепатиту і грипу, сальмонела, цисти Giardia lamblia і Cryptosporidium гинуть при дозі опромінення менш 10 мДж/см², у той час як стерилізатори забезпечують дозу опромінення не менше 30 мДж/см².

Озонування  води

  

  Являється найбільш надійним, прогресивним та ефективним способом знезараження. Озон, як і хлор, являється сильнішим окиснювачем, а тому сильнішим знезаражувальником. Мікроорганізми, під його дією гинуть. Ця здатність не втрачається при розчиненні газу: достатньо маленької дози озону, щоби всі бактерії у воді були знищені.

Вияснилось, що вірус поліомієліту гине через 2 хв., якщо в 1 л води розчинити 0,5 мг озону.  Озон знебарвлює воду набагато швидше, ніж хлор та його потребується у декілька разів менше. Озон надає воді голубого відтінку, знищує всі запахи та присмак річкової води, а хлор навпаки фарбує воду у не зовсім приємний зеленувато-жовтий колір.

   Срібло викликає загибель вегетативних формених бактерій . Затримує розвиток спор, пригнічує ріст синьо-зелених водоростей, простіших вірусів. Для зберігання чистої питної води достатньо 0,05 мг/л срібла. Таку воду можна вживати все життя без шкоди для здоров'я.При короткочасному вживанні води допускається 0,1…0,2 мг/л. Срібло використовують також при знезаражуванні води у басейнах. А також на заводах безалкогольних напоїв, столових та фруктових вод.

  Будучи добре ознайомленими із  глобальними проблемами людства та фактами, які є болючими не тільки для вчених,а для кожної людини загалом, ми вирішили перевірити, чим ми, мешканці Пустомитівського району, дихаємо і що п’ємо. Адже зараз у ХХІ ст., де панують сучасні новітні технології, стан навколишнього середовища  й здоров’я людини загалом бажає кращого. Тому нам,людям, необхідно прикласти зусиль, щоб покращити цей стан.

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Практична частина

Мета:

1. Дослідити склад та перевірити якість питної води нашого краю та скласти відповідні графіки щодо зараження або якості води. Перевірити чи не завдає шкоди нашому здоров'ю питна вода.
2. У разі зараження запропонувати методи знезараження.
3. Дослідити та перевірити склад атмосферного повітря, у межах Пустомитівського району.
4. Виявити причини забруднення повітря та запропонувати свої методи вирішення проблеми.
5. Показати важливість води та повітря як двох найосновніших компонентів природи, на яких базується життя людини та всього живого.
6. Змусити людей ще раз задуматися над своїм здоров’ям.