Способы фильтрации воды

ТЕМА:

«ФИЛЬТРАЦИЯ ВОДЫ»

Разработал:

Учитель

Сирченко

Ирина Викторовна

Липецк

2024

Оглавление

Введение 3

Основная часть

Из истории изучения вопроса ……………………………………….5

Фильтрация воды в литературе ………………..………………….. 8

Практическая часть

Механическая фильтрация …………………………………………9

Отстаивание ………………………...…………………………..……10

Вымораживание ……………………………………………………10

Дистилляция …………………………………………………………11

Адсорбция …………………………………………………………...12

Заключение …………….…………………………………………………13

Список литературы ………………………………………………………13

Что такое вода? Это струйка из крана,

Это волны и шторм на морях-океанах.

В запотевшей бутылке напиток в руке,

И в ключе, и в колодце, и в ручейке.

Да, бывает вода в состоянии разном.

В жидком, твердом она. Даже в газообразном.

Мы не видим ее или не замечаем.

Но, когда ее нет, тяжело ощущаем.

Введение

Вода - самая распространенная и самая важная в природе жидкость. В воде зародилась жизнь. Без неё невозможно существование животных и растений. Кровь человека по своему составу напоминает теплую и соленую воду первобытного океана. Известно, что человеческий организм почти на 70% состоит из воды.

Жизнь есть только там, где есть вода. Вода на планете Земля есть повсюду. Более 70% поверхности Земли покрыто водой.

Воды на Земле одновременно и много, и мало. Вода на поверхности планеты бывает двух видов: соленая и пресная. Площадь морей и океанов на Земле во много раз больше площади всех рек, озер, болот и водохранилищ вместе взятых. Поэтому соленой воды на нашей планете намного больше, чем пресной. Её объем составляет 97%, а пресной 3%.

Осознав то, насколько велика для здоровья людей роль качественной пресной воды, я решил разработать под руководством своего научного руководителя проект по окружающему миру на тему «Фильтрация воды».

Цель проекта: научиться очищать воду с помощью различных фильтров и без них. 

Задачи:

найти в научных источниках и изучить различные способы фильтрации воды;

изучить другие способы очистки воды;

провести необходимые исследования и измерения.

Гипотеза: правда ли, что можно очистить воду в домашних условиях без применения бытовых фильтров.

Актуальность темы. Питьевая вода – эта вода, которая ежедневно необходима человеку для питья, приготовления пищи, для личной гигиены, она должна быть чистой и безопасной для здоровья. Питьевая вода должна быть прозрачной, без песка и осадка, без запаха.

Тема «Фильтрация воды» является актуальной, так как качество воды постепенно ухудшается. Вода из водопровода содержит хлор и ржавчину изношенных водопроводных труб. Таким образом, воду непременно следует очищать, чтобы не нанести вред своему здоровью.

2. Основная часть

Из истории изучения вопроса

Д
ля того чтобы жить, нам нужна прежде всего пресная вода. С ней тесно связано все наше существование. Вода необходима человеку не только для питья и приготовления пищи. Водой мы моемся. Вода нужна для поддержания чистоты в жилищах, общественных зданиях, на улицах.

По водным путям человек передвигается, перевозит грузы.

Вода приводит в движение машины, вырабатывающие электрический ток.

Вода переносит тепло по трубам и обогревает воздух в домах.

Многие культурные растения нуждаются в дополнительной поливке.

Остаться без воды – это самое страшное, что может случиться с человеком и с человечеством в целом.

Если иссякнут запасы угля, газа или нефти, человечество, приложив усилия, найдет им замену: энергию и тепло могут давать и Солнце, и ветер. А без воды не будет жизни на Земле!

На заре человечества, когда Земля еще не была столь перенаселена, а люди не загрязняли ее отходами своей жизнедеятельности, питьевая вода была практически идеально чистой и не требовала дополнительных систем очистки. Люди лишь пытались придать воде улучшенные вкусовые качества с помощью ягод, цветов и фруктов.

Сейчас не каждая вода может служить для питья. Природные воды могут содержать минеральные примеси, некоторые из которых вредны для организма. Кроме того, в природной воде могут встречаться болезнетворные бактерии. Поэтому прежде чем пить воду из родников, колодцев и тем более из открытых водоемов, ее необходимо очистить.

Обратимся к толковому словарю С.И. Ожегова:

Фильтр – прибор для очищения жидкости процеживанием.

Фильтровать – пропускать через фильтр.

Очистка воды интересовала людей с древних времен. Ведь здоровье зависит от потребляемой воды.

 Изобретатель медицины, древний грек Гиппократ одним из первых рекомендовал кипятить и процеживать дождевую воду через полотняный мешок.

Гиппократ разработал фильтр для “очистки” воды. Позже известный как “Рукав Гиппократа”, этот фильтр представлял собой матерчатый мешок, через который после кипячения можно было наливать воду.

В древних египетских писаниях указаны различные методы очистки воды, в том числе: кипячение и нагревание под солнцем, а также рекомендуется фильтровать воду через песок и крупный гравий.

В 1804 году в Шотландии построена первая в мире водоочистная станция. Еще одна станция построена в Париже в 1806 году. Данные установки очищали воду, применяя сначала процесс отстаивания. Так удаляли крупные осадки. А потом вода проходила через песчаные и угольные фильтры. 

 На Руси для получения воды использовали снег, накапливали дождевую воду в бочки, отстаивали эту воду, а потом пропускали через слой коры для получения визуально чистой питьевой воды. Позже появились колодцы, люди тщательно следили за их чистотой.

Фильтрация воды в литературе

В одном доме жили две девочки: Рукодельница да Ленивица, а при них нянюшка. Рукодельница была умная девочка, рано вставала, сама без нянюшки одевалась, а вставши с постели, за дело принималась: печку топила, хлебы месила, избу мела, петуха кормила, а потом на колодезь за водой ходила…

…воротится, воду процедит, в кувшины нальет; да еще какая затейница: коли вода нечиста, так свернет лист бумаги, наложит в нее угольков да песку крупного насыпет, вставит ту бумагу в кувшин да нальет в нее воды, а вода-то знай проходит сквозь песок да сквозь уголья и каплет в кувшин чистая, словно хрустальная…

(Из сказки В. Одоевского «Мороз Иванович»)

Каждый раз, когда я слушал эту сказку, то думал: «А правда ли можно очистить воду с помощью песка и угля?» И я решил провести эксперимент и изучить способы очистки воды в домашних условиях с помощью подручных средств.

Практическая часть

Механическая фильтрация

Возьмём воронку, песок, древесный уголь и сделаем фильтр из сказки «Мороз Иванович». У Рукодельницы вода была из колодца, чистая, а мы усложним эксперимент и размешаем в стакане с водой грунт и песок. Проведём опыт по фильтрации воды.

В идим, что вода стала чище, она очистилась от загрязнений. Фильтр работает!

Проверив работу этого фильтра, я решил узнать, а есть ли ещё способы очистки воды в домашних условиях.

Отстаивание

Этот способ очистки воды известен еще с древнейших времён.

Порядок проведения:

налил в стакан некоторое количество водопроводной воды и перемешать с грунтом;

по истечение некоторого времени увидел, что на дне образовался осадок;

после отстаивания аккуратно слил чистую воду в другой стакан, отставив 1/3 часть как непригодную к употреблению.

Вывод: процедура отстаивания долговременна. Этим способом можно избавиться только от механических примесей.

Вымораживание

Порядок проведения:

налил загрязнённую воду в ёмкость;

поместил ёмкость с водой на мороз, постоянно контролируя ход образования льда;

при заморозке примерно половины объёма солил оставшуюся воду;

растопил кусок льда, предварительно ополоснув его водой из крана. Это и будет очищенная вода.

Вывод: дополнительных расходов нет (холодильник всегда работает), вода очищена от вредных примесей, но механические частицы могут присутствовать в небольших количествах.

Дистилляция

Дистилляция — это процесс очистки воды, в котором используется источник тепла для испарения воды и отделения её от загрязнений. 

 Порядок проведения:

нашел всё необходимое оборудование для проведения эксперимента (стеклянную банку, емкость для сбора конденсата, чайник, подставку для посуды). Готовил прибор для дистилляции;

заполнил чайник загрязнённой водой;

довёл воду до кипения. Носик чайника направил в емкость для сбора конденсата. Прозрачными каплями с её стенок начал стекать конденсат.

Вывод: процесс занимает много времени, выход воды мал; большие затраты энергии. Но вода идеально чистая!

Адсорбция

Адсорбция – это поглощение вещества на поверхности. Для этого используют активированный уголь, который получают из обычного угля. Это вещество содержит огромное количество пор, поэтому оно обладает большой адсорбционной (поглотительной) способностью.

Порядок проведения:

взял баночку с окрашенной водой (окрасить можно синькой, зеленкой, марганцовкой, йодом или просто акварельной краской или чернилами);

10 таблеток активированного угля растолок в порошок;

насыпал его в баночку с окрашенной водой;

энергично тряс банку, а потом дал воде отстояться, чтобы уголь осел.

Заключение.

Проведя несколько опытов по очистке воды в домашних условиях, можно сделать следующие выводы:

существуют различные способы очистки воды: механическая фильтрация, отстаивание, вымораживание, дистилляция, адсорбция и другие;

гипотеза нашего проекта подтвердилась частично: человек может создать самодельный фильтр из подручных материалов, может очистить воду разными способами, но он очистит её лишь от механических загрязнений. После такой очистки воду необходимо прокипятить;

для фильтрации более эффективны в использовании современные бытовые фильтры. Они способны очистить воду не только от вредных химических примесей и убирать осадок, но и уменьшить содержание минералов, а также снизить содержание хлора.

Список литературы.

Тол­ко­вый сло­варь рус­ско­го язы­ка : 80000 слов и фра­зе­ол. вы­ра­же­ний / С. И. Оже­гов, Н. Ю. Шве­до­ва ; РАН, Ин-т рус. яз. им. В. В. Ви­но­гра­до­ва. – 4-е изд., доп. – Москва : Аз­бу­ков­ник, 2003. – 943 с. 

В.Ф. Одоевский. Сказка «Мороз Иванович». Москва : Мелик-Пашаев, 2023. – 16с.

Информация из открытых источников.