Расход воды в бытовых целях . В бытовых целях вода расходуется для питья, приготовления пищи, стирки, мытья, смыва нечистот в канализацию и поливки садов и улиц. В Европе средний расход воды в бытовых целях на душу населения составляет приблизительно 250 л в день. Это приблизительно столько же, как и во времена Римской империи. На бытовые цели расходуется приблизительно 10% всей воды, потребляемой человечеством .
Расход воды в промышленных целях . Свыше 85% воды, используемой в промышленных целях, расходуется в процессах охлаждения . Остальная часть расходуется в процессах мойки, промывки газов, для гидротранспорта и в качестве растворителя. Приблизительно полмиллиона литров воды расходуется на выпуск каждого легкового автомобиля; это количество включает как безвозвратно расходуемую воду, так и воду повторного использования. В промышленных целях расходуется приблизительно 8% всей используемой в мире воды.
Расход воды в сельском хозяйстве . На сельское хозяйство приходится 82% расхода воды во всем мире. Эта вода используется для ирригации. Для выращивания одной тонны хлопка необходимо 11 000 миллионов литров воды. Для выращивания спелой тыквы требуется 150 л воды.
Расход воды для получения гидроэнергии . Свыше 50% всего притока воды в Великобритании расходуется на электростанциях. Воду используют на гидроэлектростанциях, а также на тепловых электростанциях-для создания пара, вращающего турбины, и в целях охлаждения. Хотя электростанции расходуют огромное количество воды, она используется практически без потерь, в замкнутом цикле. Согласно имеющимся оценкам, в середине двадцать первого столетия уровень потребления воды во всем мире должен превысить ее естественное поступление. Чтобы решить эту проблему, разрабатываются различные способы получения пресной воды, которые описаны ниже.
Увеличение притока пресной воды . Большая часть воды, стекающей с поверхности земли в океаны, пропадает бесполезно для нужд человека. Строительство резервуаров и бурение скважин для извлечения грунтовых вод повышает количество воды, используемой человеком до того, как она попадает в океаны. В жаркую погоду большие количества воды теряются из озер и резервуаров в результате испарения. Этому можно воспрепятствовать, покрывая поверхность воды тонкой пленкой спирта гексадеканола-1.
Использование морской воды и солоноватых вод . Пресную воду можно получать из морской воды обессоливанием в результате вакуумной перегонки в выпарных аппараратах.
Пресную воду можно получать также с помощью электродиализа из солёной воды. Такая вода находится в устьях рек; она имеет промежуточную соленость между пресной речной и соленой морской водой.
В настоящее время во всем мире действует свыше 2000 заводов по опреснению воды. Для обессоливания воды используются не только методы вакуумной перегонки и электродиализа, но также методы вымораживания, ионного обмена и обратного осмоса.
О.В.Мосин
(Ответ Водяши на вопросы журналистов на пресс-конференции )
Вода нужна всем - и человеку, и животным, и растениям. Много воды потребляют промышленные предприятия: фабрики, заводы. В воде нуждается сельское хозяйство. Вода расходуется на орошение полей в засушливых районах и пустынях. Вода – огромная сила. Люди заставили эту силу служить им. На реках они строят плотины. Созданные руками людей искусственные водопады крутят мельницы, турбины электростанций.
Задачи на вычисление расхода воды
За 5 минут из крана вытекает 5 л воды. Сколько литров воды вытечет из крана за 1 ч?
За 1 ч из крана вытекает 300 л воды. Сколько литров воды вытечет из крана за 1 сут?
За 5 мин из крана вытечет 5 л воды. Сколько литров воды вытечет из крана за 1 мин?
На мытьё одинакового количества посуды Миша тратит 5 л воды, а Саша - 2 л воды. Сколько л воды экономит Саша? При каком способе мытья посуды возможна такая экономия?
Для принятия душа одному человеку требуется 50 л воды, а для принятия ванны - 200 л воды. Сколько воды можно сэкономить, если принять душ вместо ванны?
Каждый член семьи из четырех человек ежедневно тратит на приём душа 50 л воды. Сколько литров воды тратит вся семья в день на приём душа?
Семья из четырех человек еженедельно тратит на прием ванны 800 л воды. Сколько литров воды тратит еженедельно каждый член семьи?
Мама стирает два раза в неделю, тратя на стирку 30 л воды. Сколько литров воды мама потратит за одну неделю?
Мама стирает один раз в неделю, тратя на стирку 30 л воды. Сколько литров воды мама потратит за один месяц?
Мама тратит на приготовление супа 3 л воды, а на приготовление второго блюда из картофеля и мяса - 4 л воды. Сколько всего литров воды истратила мама?
Практическая работа
Опыт 1. В два стакана помещаем песок, глину, поваренную соль, добавляем воду и размешиваем стеклянной палочкой. Получили раствор. Один стакан оставляем для отстаивания частиц смеси. Из второго стакана раствор фильтруем. На бумажном фильтре остались глина и песок, а прозрачный раствор - в стакане. Берем из стакана прозрачный раствор (это наша питьевая вода) пипеткой и капаем несколько капель на предметное стекло, подносим стекло к самой горячей части пламени спиртовки и даем воде испариться. На предметном стекле остается белое кристаллическое вещество - соль.
Ученики делают вывод: питьевая вода - это смесь веществ. (Записывают вывод в тетрадь). Водопроводная вода содержит не только полезные человеку растворимые соли, но в некоторых случаях и вредные для его организма вещества. Вот почему сейчас получили распространение бытовые фильтры (демонстрируется бытовой фильтр - рис. 36). Что вы знаете о дистиллированной воде, как ее получают?
Наливаем в пробирку отфильтрованный, нагреваем воду и кипятим на спиртовке до появления пара, предметное стекло аккуратно подносим к отверстию пробирки, на предметном стекле появляются капельки воды. Пар охладился и превратился в воду. Предметное стекло подносим к пламени спиртовки, капельки воды испаряются, но в этом случае кристалликов соли нет. Почему?
Во время опыта дети рассказывают о применении дистиллированной воды, о круговороте воды в природе - естественном процессе очистки воды. Вы уже, ребята, узнали, что вода - универсальный растворитель. Она растворяет многие газообразные (газированная вода), жидкие (раствор уксусной кислоты) и твердые (раствор сахара) вещества. Вы также знаете, что не все водные растворы полезны для человека. Так, дождевая вода, растворяя содержащиеся в воздухе оксиды серы, азота, выпадает на землю кислотными дождями, принося вред всему живому.
Опыт 2. Взрывы и аварии на танкерах, к сожалению, нередкое явление. Катастрофа одного супертанкера загрязняет воду в такой степени, как это мог бы сделать весь морской флот еще какие-нибудь полстолетия тому назад. Сейчас, ребята, вы попробуете провести работу по ликвидации последствий аварии.
1. Ставим таз с водой - это наш «океан».
2. Заселяем «океан» - (опускаем в него игрушки).
3. Спускаем «танкер» с нефтью на воду (от пластиковой бутылки отрезаем дно, заполняем растительным маслом).
4. Имитируем нефтяную аварию (создаем штормовые условия, раскачиваем емкость).
5. Приступаем к ликвидации аварии:
а) пытаемся собрать нефть с помощью ложек, древесных опилок, ватных тампонов;
б) очищаем природные объекты (птиц, рыб) от нефти с помощью стирального порошка, шампуня, питьевой соды (для этого используем тарелки с ватными тампонами).
Для ликвидации последствий разлива нефти лучше всего использовать природный материал, который обладает способностью удерживать на своей поверхности, например, уголь или минерал вермикулит, залежи которого велики на Кольском полуострове. Его наносят на нефтяную пленку в размельченном виде. После адсорбции (впитывания) собирают, обжигают в печах котельной, и в отличие от угля вермикулит можно использовать вновь.
Перспективным считается применение нефтеокисляющих бактерий. Если культуру бактерий поместить на нефтяную пленку, то через несколько дней она исчезнет из-за быстрого размножения бактерий.
Заключение . Задача каждого из нас - сделать так, чтобы вода не загрязнялась.
Тема 6. Уроки Экоши (5 ч)
Цель: узнать способы охраны окружающей среды и уметь применять их в повседневной жизни
В связи с тем, что учащиеся 3-х классов под руководством своего учителя в состоянии вместе планировать, организовывать, осуществлять, анализировать и рефлексировать совместную деятельность, можно «Уроки Экоши» проводить с использованием методики коллективно-творческих дел (КТД). Основоположник этой методики И.П. Иванов предлагает несколько схем-структур построения дела:
- «бой »: несколько команд предлагают друг другу задания, ставят вопросы, этими вопросами «атакуют», а ответами на них «обороняются». Примеры КТД, в основе которых лежит схема «боя» - КВН, разнобой, пресс-бой и др.
- «защита »: каждая из творческих групп, команд показывает программу, защищающую что-либо (страну, профессию, растение, науку и др.). Примеры КТД, в основе которых лежит схема «защиты» - защита фантастических проектов, времён года, знаков зодиака и др.
- «эстафета »: команды в строгой последовательности, заботясь о взаимосвязи каких-либо компонентов, представляют содержание дела. Примеры КТД, в основе которых лежит схема «эстафеты» - устный журнал, турнир, ринг и др.
- «путешествие »: команды (экипажи), творческие группы «путешествуют» от станции к станции (от этапа к этапу), выполняя задания, отвечая на вопросы. Пример КТД, в основе которого лежит схема «путешествия» - игра путешествие.
- «ролевая игра »: воспроизведение творческими группами деятельности и системы отношений в специально создаваемой условной ситуации. Пример КТД, в основе которого лежит схема «ролевой игры» - пресс-конференция.
Современный человек использует пресную воду для самых различных нужд. В первую очередь, конечно, вода требуется человеку для поддержания жизни, для приготовления пищи и питья, а также для личной гигиены.
В хозяйственной деятельности человека расходуется воды многократно больше, чем требуется на его бытовые и физиологические нужды.
В вопросах использования человеком воды накоплена большая статистика, которая с достаточной достоверностью отражает реальную картину.
Считается, что если человек каменного века обходился десятью литрами воды в день, то современному человеку требуется уже 220-230 литров. При этом на его физиологические потребности (питьё, приготовление пиши) из этого количества уйдёт не более 5 процентов.
Человек при дыхании ежесуточно выделяет 0,4 литра воды, через кожу при потении - 0,6 литра, прямым путём с мочой - 1-1,5 литра, т.е. всего до 2,5 литра. Эту потерю воды человек восстанавливает, потребляя почти столько же воды в сутки. Получается, что взрослый человек весом 70 кг в течение взрослой жизни (65-70 лет) потребляет 64 тонны воды, т.е. в 1000 раз больше собственной массы.
Вода в организме человека сменяется полностью в среднем за 17 дней.
Никакая хозяйственная деятельность человека не возможна без воды. Возьмём сельское хозяйство. Чтобы выращивать зерно, овощи, фрукты, поливать огороды, кормить и поить домашних животных, требуется огромное количество пресной воды. Для полей часто не хватает воды, которую приносят дожди, требуется искусственное орошение. Люди уже не одно тысячелетие в разных районах Земли создают ирригационные сооружения и водохранилища, прокладывают каналы. Орошение из рек ежегодно забирает около 3000 км 3 воды, или 68% всего водозабора.
Для промышленности всего мира ежегодно расходуется около 1000 км 3 воды, которая забирается из рек, озёр и морей. Примерно половина этого количества используется на тепловых электростанциях для получения пара, горячей воды и охлаждения генераторов, а остальное - на других предприятиях и транспорте.
Объём забираемой воды был бы ещё больше, если бы в промышленности не было обратного водоснабжения, т.е. многократного использования одной и той же воды.
Все энергетические установки, двигатели внутреннего сгорания, турбины, ядерные реакторы и др. требуют для своей нормальной работы охлаждения. В качестве охлаждающего агента чаще всего используется вода. Рабочий процесс всех перечисленных устройств и механизмов протекает таким образом, что как только тепло получено в их рабочей зоне, часть этого тепла, и довольно значительную, необходимо немедленно отвести. Отводимое тепло не всегда удаётся использовать для других нужд, и оно посредством охлаждающей воды выбрасывается в воздух. Ну, а на двигателях и генераторах, где применена воздушная система охлаждения, отводимое тепло выбрасывается в воздух непосредственно или с помощью вентиляторов.
С этим термодинамическим недостатком энергетических установок приходится мириться, потому что их конструкционные материалы и смазки выдерживают рабочие нагрузки лишь в ограниченных температурных пределах.
По данным статистики, в настоящее время для бытовых, сельскохозяйственных и промышленных нужд во всём мире из рек и озёр уходит около 4400 км 3 воды в год. По сравнению с мировыми запасами пресной воды этот расход воды совсем небольшой: лишь 10% годового стока рек, 5% объёма пресной воды в озёрах и менее 0,5% пресной воды в ледниках. Казалось бы, о чём здесь особенно беспокоиться?
Здесь необходимо отметить, что доля пресной воды в общем объёме воды на Земле незначительна и составляет всего 2 процента (около 32 млн. км 3). Причём 80% этого количества почти недоступны для использования, т.к. это вода ледников, расположенных в Антарктиде, Гренландии, а также вблизи Северного полюса и на вершинах высоких гор.
Пресная вода неравномерно распределена по земному шару. На Земле много засушливых районов, где катастрофически не хватает пресной воды. В этих условиях сейчас живёт не менее одного миллиарда людей из шести миллиардов человек, составляющих всё население Земли. С ростом населения проблема обеспечения водой будет только обостряться.
И дело даже не в численности населения, а в том, что чистой воды становится всё меньше и меньше. Природные воды уже несколько столетий загрязняются в результате хозяйственной деятельности человека. Грязные сточные воды, ядохимикаты, смытые дождём с полей, растворённые в воде газы промышленных предприятий и транспортных средств, сброс в реки и озёра неочищенных промышленных стоков - всё это губит воду.
Уже годового стока рек всего мира не хватает, чтобы разбавить все сточные воды для доведения их хотя бы до минимально приемлемого с точки зрения медицины и санитарии уровня.
В этих условиях такие действия, как использование чистой питьевой воды для поливки улиц и для работы ватерклозетов (WC) и даже мытьё посуды под струёй воды из крана никак не могут быть признаны нормальными.
Комиссия ООН обследовала качество питьевой воды в 122 странах мира. Из отчёта о результатах обследования, опубликованного в 2003 году, следует, что в тот период самая чистая вода была в Финляндии. За ней шли Канада, Новая Зеландия, Великобритания и Япония. Россия была на седьмом месте (и это очень неплохо!). на последнем месте была Бельгия (что очень странно!). более чистая, чем в Бельгии, вода была даже в Индии, Судане и Руанде.
Теперь никого не удивляет, что в магазинах городов и посёлков России и других стран наряду с минеральной водой продаётся обыкновенная питьевая вода. Всё большим спросом пользуются бытовые водяные фильтры. Предприимчивые люди находят возможность извлечь выгоду даже из ухудшающейся ситуации с чистой водой. Например, французская пивоваренная фирма «Фишер» выпускает пиво, бутылочка которого объёмом 0,33 литра стоила в первый год выпуска (2000 г.) 80 франков (почти 12 долларов), а теперь немного дешевле. Почему такая высокая цена? Оказывается, по утверждению фирмы, это пиво варится на воде из гренландского льда, которому 250 тысяч лет. Называется это пиво «63 о N/46 о W», что означает координаты точки, откуда взят древний лёд: 63 градуса северной широты, 46 градусов западной долготы.
Степень загрязнения природных вод и темпы, с которыми это загрязнение происходит, требуют от человечества принятия срочных мер. Экологическая катастрофа уже началась, и мы не имеем права делать вид, будто ничего не происходит. Но чтобы развернуть в мировом масштабе действительно необходимые работы по спасению воды и воздуха, нужно главное: политическая воля руководителей всех без исключения государств и их согласованные действия. В противном случае нашим внукам (не говоря уже о правнуках) не придётся наслаждаться свежим воздухом и хрустально чистой, свежей и вкусной водой в обычных природных условиях. А это уже будет выглядеть как преступление ныне живущих поколений перед последующими поколениями и перед самой Природой.
Инструкция
В первую очередь человек воду употребляет в пищу: утоляет ею жажду, готовит на ней блюда. Учеными выявлено, что для нормального физического состояния всех человеческих органов, необходимо в день выпивать 1,5-2 литра воды, не считая выпитых в течение дня соков и прочих жидкостей.
Личную гигиену не совершить без воды. На умывание требуется на одного человека до 10 литров воды, при использовании туалета в доме с принужденной канализацией – до 45 литров ежедневно, на отводят в среднем до 190 л.
С помощью воды хозяева справляются с уборкой помещений. Подсчитано, в среднем на мытье посуды, полов, окон, стирку, полив комнатных цветов в сутки уходит до 180-200 литров воды.
Воду используют широко на сельских угодьях, в земледелии. Также ежегодно в сезон расходуют воду в больших количествах для полива огородов и садов дачники.
При тушении пожаров без больших объемов воды не обойтись, так как вода в таких случаях используется и как охладительная жидкость, и как изоляционная в пенном составе (не допускает к открытому огню поток воздуха).
Используется вода и как основной теплоноситель. Для этого она применяется в теплосетях, теплотрассах. В качестве льда воду применяют для охлаждения различных систем общепита, в медицинских целях.
Трудно себе представить многие виды спорта без воды, такие как плавание, водное поло, гребля, хоккей, керлинг, и другие. К здоровому отдыху относится и возможность посетить баню, сауну, аквапарк, бассейн, где без воды также не обойтись.
Обратите внимание
Пресная вода от всего объема водных ресурсов в мире занимает всего 3%. Наибольшую часть всей пресной воды на земле содержат в себе ледники в полярных регионах.
В границах земной биосферы вода – самое распространенное вещество. Встречается она как в свободном, так и в связанном состоянии. Эта жидкость – основа жизни на планете. Замечательные свойства воды стали причиной ее широкого применения в быту, производстве и многих других областях человеческой деятельности.
Инструкция
Вода не только источник существования большинства живых организмов, издавна она была одним из тех веществ, без которых не обходятся хозяйственные процессы. Редко какая техническая система обходится без участия этой универсальной жидкости. Вода – одно из тех веществ, которые на планете в естественном состоянии находится во всех трех агрегатных состояниях: жидком, газообразном и твердом.
Специалисты знают, что основная особенность воды – это уникальность ее свойств. Практически все эти характеристики являются с точки зрения науки аномальными. Вода без труда меняет свои состояния, к примеру, переходя из жидкой фазы в твердую или газообразную. Эта жидкость чувствительна к магнитному полю и способна проводить электричество.
Одно из главных свойств воды состоит в том, что она увеличивает свой объем примерно на 9%. Если этот процесс идет в замкнутом пространстве, развиваются колоссальные усилия, которые с успехом используются в технических приспособлениях, например, в ледовых домкратах или аппаратах для холодной сварки. Это свойство позволяет развить значительное давление в малом пространстве.
Самая распространенная на планете жидкость также обладает высокой теплопроводностью, становясь своеобразным аккумулятором тепловой энергии. Существуют оригинальные системы отопления, в которых используется это свойство. Летом вода в таких установках нагревается при взаимодействии с выхлопными газами дизельных двигателей, после чего жидкость закачивают в подземное хранилище. В зимнее время оставшаяся теплой вода подается в систему отопления домов.
Вода очень хорошо поглощает газы. При этом в одной условной единице может раствориться до нескольких десятков и даже сотен объемов различных газов. Если в воде присутствует газ, может проявляться эффект кавитации. В местах, где жидкость с высокой скоростью движется в узком пространстве, происходит вскипание воды, при котором образуются пузырьки газа.
Трудно найти растворитель лучше воды. В водах планеты в растворенном состоянии находятся почти все элементы периодической таблицы. Это качество объясняется высокой диэлектрической постоянной данной жидкости. Абсолютно чистую воду получить необычайно трудно, почти всегда она будет содержать примеси других веществ.
Есть у воды поистине волшебное свойство. Установлено, что под действием магнитного поля вода может изменять свои характеристики. При этом ускоряется скорость химических реакций, быстрее растворяются соли, а из перенасыщенных водных растворов интенсивнее выпадают кристаллы. Инженеры знают: чтобы сделать более интенсивным технологический процесс, в котором участвует вода, нужно ввести в систему магнитное поле.
Видео по теме
Вода – это основа всего живого на планете Земля. Она занимает 2/3 от поверхности всей планеты, участвует во множестве процессов, реакциях. Не зря именно воду называют источником жизни.
Инструкция
Видео по теме
Вода как вещество применяется во многих сферах человеческой жизнедеятельности. Она используется в коммунальном хозяйстве, производстве, промышленности, системах кондиционирования и др.
Инструкция
Вода – ценнейший природный ресурс, имеющий огромное значение в жизнедеятельности человечества. Это единственное вещество в природе, которое может существовать в трех физических состояниях: льда, жидкости и газа. Вода способна абсорбировать большое количество тепловой энергии без значительного увеличения собственной температуры, что в итоге определяет климат планеты. Обычная чистая вода имеет в своем составе водород и кислород. У нее голубоватый оттенок и очень трудная сжимаемость.
Вода применяется во многих областях, каждая из которых оказывает большое влияние на физическое и экономическое благополучие человечества. Наибольшее количество воды использует коммунальное хозяйство. В частности, поддерживается необходимая для нормальной жизнедеятельности человечества влажность воздуха, осуществляется кондиционирование, а для работы такого оборудования требуется вода. Она охлаждает теплообменники кондиционеров воздуха и создает необходимый климат в помещениях в жаркую погоду. Ей отапливают дома и общественные здания. Поддержание жизни растений основано на воде, которая предоставляется им самой природой.
Человек не может жить без воды. Она очищает кровь и выводит из почек продукты распада. Ее используют для приготовления пищи и напитков, в процессе купания, стирки, мытья посуды и продуктов питания. Сантехническое оборудование требует использование воды в качестве носителя отходов канализационных систем. Ее нечем заменить в период орошения газонов, кустов и деревьев в летние месяцы. Воду используют в противопожарной защите. Важно обеспечить бесперебойную подачу, достаточную емкость и соответствующую мощность водопроводных магистралей для ее беспрепятственной доставки ко всем местам поселения человека и защиты от пожара.
Достаточно большое количество видов активного отдыха предполагает использование воды. В качестве примера можно привести греблю, плавание, лов рыбы и другие водные виды спорта. Вода широко применяется в производстве и промышленности, а еще в медицине. Существует целое направление, называемое гидротерапией. Оно подразумевает наружное применение воды различной температуры с лечебной и профилактической целью. Физиология действия водолечебных процедур определяется характером раздражений, которые они оказывают на кожу, а через нее и на весь организм больного.
Ученые доказали, что вода способна переносить информацию. У нее есть память, поэтому вода нередко используется в магических обрядах и заговорах. Считается, что «живая» вода, встречаемая в естественном виде на Тибете, способна улучшать ауру человека. А «мертвая» – отравлять организм, способствовать его раннему старению.
Видео по теме
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.
Цифры и факты:
– 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 |
Использование насосов |
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 |
Флокуляция |
Осаждение примесей с помощью гидроксида алюминия |
Расход химическихпрепаратов |
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 |
Расходуется много энергии |
