Какие свойства воды позволили ей стать колыбелью жизни

15

Школьная учебно-исследовательская Ломоносовская конференция

направление Естественные науки

Вода – колыбель жизни

Исследовательская работа

Выполнена учеником 6В класса

МБОУ «Ильинская средняя

общеобразовательная школа»

Пахтусовым Матвеем Андреевичем

Руководитель исследования – учитель

МБОУ «Ильинская средняя

общеобразовательная школа»

Байбородина Наталья Викторовна

с. Ильинско-Подомское

2018

Содержание

Введение………………………………………………………………………..……. 3

1. Вода – это дар природы………………………………………………………….. 4

2. Происхождение воды…………………………………………………………….. 5

3.Действие воды на живые существа и их организмы…………………………….. 6

3.1. Роль воды в клеточных процессах.

3.2. Роль воды в терморегуляции.

3.3. Вода как абиотический фактор.

4. Чистая и питьевая вода……………………………………………………………. 8

5. Загрязнение воды…………………………………………………………………… 9

5.1. Природные загрязнения.

5.2. Техногенные загрязнения.

6. Определение доли участия человека в охране воды………………………….… 10

Заключение…………………………………………………………………………… 11

Список использованных источников и литературы……………………………… 12

Приложение №1……………………………………………………………………… 13

Приложение №2……………………………………………………………………… 14

Введение

Вдумайтесь в слова Антуана де Сент-Экзюпери : «Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты – сама жизнь!». Жизнь зародилась и вышла из воды и мы более, чем на 70%, состоим из воды.

Изучая тему: «Гидросфера» на уроках географии, мне стало интересно узнать, что скрывается под этим словом – ВОДА. Да, вода – это моря, океаны, ручьи, ледники, снег, дождь. А для чего она на Земле? А как она появилась на Земле? Как мы относимся к воде?

Проблема исследования – условия необходимости чистой воды на Земле для всего живого.

Объект исследования: основной компонент гидросферы – вода.

Предмет исследования: загрязнение воды.

Цель исследования: узнать, что является источником загрязнения воды и как защитить её от вредного воздействия окружающей среды.

Задачи исследования: 1) Изучить литературные источники о происхождении воды.

2) Рассмотреть каково действие воды на живые существа и их организмы.

3) Изучить источники загрязнения воды.

4) Провести сравнительный анализ анкетирования, проведённого среди всех учащихся шестых классов нашей школы, определяющий долю участия каждого в охране воды.

Гипотеза: Предположим, что без воды нет жизни на Земле, как это принято предполагать.

Методы исследования: 1) Анализ литературы на данную тему.

2) Проведение анкетирования и обобщение полученных результатов.

1. Вода – это дар природы.

Взгляните на карту мира. Больше всего на ней голубой краски. А голубым цветом на картах изображают воду, без которой не обойтись никому и никогда, и заменить ее нечем.

В природе постоянно происходит круговорот воды. С поверхности морей, океанов, рек и озер она испаряется, образуются облака. Они проливаются дождем, сыплются снегом и вновь возвращают воду суше и океанам.

Именно в воде возникли первые живые существа. Это были маленькие одноклеточные белковые комочки, плавающие по воле волн в океане. Постепенно, на протяжении миллионов лет они видоизменялись, совершенствовались. Сперва они дали начало растительным организмам, затем возникли формы, стоящие на грани между растениями и животными. И наконец, появились простейшие животные. Прошло еще много миллионов лет, прежде чем, борясь за существование, часть растений и животных «вышла» на сушу и продолжила там свое развитие. [6]

Вода — одно из самых важных для человека веществ. Организм его, кровь, мозг, ткани тела больше чем наполовину состоят из воды. А в некоторых растениях ее еще больше.

Интересно то, что вода обладает исключительными физическими свойствами. Обычно при охлаждении тела сжимаются, в тепле – расширяются. Вода же, наоборот, при охлаждении расширяется.

Удивительным является и то, что вода может находиться в трех разных состояниях – жидком (вода),твердом (лед) и газообразном (пар). Трудно назвать ещё какое-либо такое же универсальное вещество.

Есть у воды еще важное свойство: она может легко растворять в себе многие вещества. Мы видели, как растворяется поваренная соль в супе. Так же вода растворяет различные соли, находящиеся в земных слоях, и многие другие твердые тела и даже газы.

2. Происхождение воды.

Маленькая капля воды, что в ней особенного? Рассматривая её химический состав, она состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Всё просто. Но как её так много на Земле и почему её не становится ещё больше? Просматривая источники литературы, мы столкнулись с тем, что гипотез происхождения воды на земле очень много. Кто-то считает, что она пришла из космоса, а кто-то из недр самой Земли. Нас больше убедило земное происхождение воды. Рассмотрим две такие гипотезы.

Первая гипотеза исходит из «горячего» происхождения Земли. Считается, что некогда Земля была расплавленным огненным шаром, который, излучая тепло в пространство, постепенно остывал. Появилась первородная кора, возникли химические соединения элементов и среди них вода.
Пространство вокруг Земли все более заполнялось газами, которые непрерывно извергались из трещин остывающей коры. По мере охлаждения пары образовывали облачный покров, плотно окутавший нашу планету. Когда температура в газовой оболочке упала настолько, что влага, содержащаяся в облаках, превратилась в воду, пролились первые дожди. Тысячелетие за тысячелетием шли дожди. Они-то и стали тем источником воды, которая постепенно заполнила океанические впадины и образовала Мировой океан.

Вторая гипотеза исходит из «холодного» происхождения Земли с ее последующим разогревом. Разогрев стал причиной вулканической деятельности. Извергаемая вулканами лава выносила на поверхность планеты пары воды. Часть паров, конденсируясь, заполняла океанические впадины, а часть образовала атмосферу. Согласно этой гипотезе вода содержалась уже в той первичной материи, из которой сложилась наша Земля. Подтверждением такой возможности является наличие воды в падающих на Землю метеоритах.[7]

3. Действие воды на живые существа и их организмы.

Возможность существования жизни на Земле возникла благодаря уникальной роли воды как универсального растворителя.

3.1. Роль воды в клеточных процессах.

Вода участвует в реакции фотосинтеза – главного процесса, создавшего на Земле органическое вещество. В ходе фотосинтеза водород из состава воды образует глюкозу – органическое вещество, а свободный кислород выделяется в атмосферу. Вода участвует в разрушении органических веществ с присоединением воды. Например, расщепление жиров, белков и углеводов происходит при переваривании пищи.

В жидком состоянии воду сжать невозможно, поэтому она образует скелет клетки. У растений благодаря капиллярному эффекту, характерному для воды, осуществляется подъём по сосудам от корня к другим частям растворённых в воде минеральных солей. Выведение, перемещение продуктов обмена веществ в растворённом виде у животных также происходит благодаря свойствам воды. 

3.2. Роль воды в терморегуляции.

Вода, благодаря своим свойствам способна поддерживать постоянную температуру внутри клеток. Она может переносить большое количество теплоты, отдавая её там, где температура тканей ниже, и забирая там, где температура более высокая. Также при испарении воды происходит значительное охлаждение, например, летом когда нам жарко, мы потеем. Это защитная реакция нашего организма от перегрева.

3.3. Вода как абиотический фактор.

Абиотические факторы – это все свойства неживой природы, например, воздух или вода, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.

Наземные животные окружены воздухом, содержание воды в котором ниже, чем в их собственном теле; поэтому все они обычно теряют воду путём испарения, а также при выведении с водой конечных продуктов метаболизма. Дефицит влаги – одна из существенных особенностей наземно-воздушной среды. Вся эволюция наземных организмов происходила в условиях приспособления к добыванию и сохранению влаги.

По отношению к воде выделяют ряд экологических групп растений: 1) водные растения, целиком или почти целиком погруженные в воду; 2) наземно-водные растения, частично погруженные в воду; 3) наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха; 4) растения, живущие в условиях среднего увлажнения и растения, произрастающие в местах с недостаточным увлажнением. [5]

Животные получают воду при потреблении жидкости и сочной пищи и в результате химических реакций внутри организма. Удаление воды происходит путём испарения также через покровы или со слизистых оболочек дыхательных путей, а также путем выведения с продуктами обмена. Величина испарения воды зависит от влажности воздуха.

По отношению к влаге также выделяют несколько экологических групп животных: 1) влаголюбивые виды; 2) сухолюбивые виды; 3) виды, занимающие промежуточное положение. [3]

Вода занимает второе место по значимости после кислорода. Она приминает участи в преобразовании пищи в энергию, выводит шлаки, токсины из организма. Доказано что человек может прожить без пищи 28 дней, а без воды всего лишь 7 дней. Нехватка воды сопровождается жаждой и понижением работоспособности и ухудшением общего состояния организма. При недостаточном потреблении воды, организм сам старается восполнить эту нишу и забирает ее из клеток.

При избыточно потреблении организмом воды он старается избавиться от лишней воды при помощи процесса потоотделения. Так что стоит подчеркнуть главное, что вода нужна для правильной работы организма, но в разумных дозах. Установлена средняя норма потребления и выделения организмом воды, и эта цифра 2-2.5 л. [8]

4. Чистая и питьевая вода.

Совсем чистой воды в природе нет. Ее можно получить только в лаборатории. Такая вода невкусная, в ней нет солей, нужных живому организму. А в морской воде слишком много разных солей, поэтому она тоже для питья не годится. Вода многих источников пресной воды непригодна для питья людьми, так как может служить источником распространения болезней или вызывать долгосрочные проблемы со здоровьем, если она не отвечает определённым стандартам качества воды. Вода, которая не вредит здоровью человека и отвечает требованиям действующих «Стандартов Качества» называется питьевой водой. [2] В случае необходимости, чтобы вода соответствовала санитарно-эпидемиологическим нормам, её очищают или «подготавливают» с помощью установок водоподготовки.

Примерно до конца XIX века вода считалась бесплатным неиссякаемым даром природы. В XX веке взгляд на воду резко изменился. В результате быстрого роста населения земного шара и бурного развития промышленности проблема снабжения человечества чистой питьевой водой стала чуть ли не мировой проблемой. В настоящее время люди используют ежегодно около 3000 миллиардов кубических метров воды, и эта цифра непрерывно растёт. [4]

Назначение питьевой воды в условиях сложившейся экологической обстановки уже не просто как средство для утоления жажды, а прежде всего как оздоравливающее средство, вода должна повышать работоспособность, служить профилактическим средством от заболеваний, улучшать качество жизни. К сожалению, распределение запасов воды на Земле, не очень удобно для человека. Пресная вода доступна нам далеко не вся: значительная её часть «законсервирована» в виде льда или таится глубоко под землёй. Лишь доли процента земных ресурсов пресных вод имеются в нашем распоряжении. Положение осложняется тем, что всё больше растёт потребность в воде и всё больше её расходуется.

5. Загрязнение воды.

Общее количество воды на Земле не меняется. С поверхности морей и океанов, рек и озер вода испаряется, а затем возвращается на Землю в виде дождя или снега. Но чистой воды на Земле становится все меньше. Недостаток ее уже сейчас ощущается во многих странах. Однако это не потому, что запасы воды истощаются. Над водой нависла угроза загрязнения. Заводы и фабрики, электростанции потребляют большое количество воды и одновременно загрязняют ее различными продуктами отходов. [1]

Таким образом, можно выделить два источника загрязнения воды: природные и деятельность человека (техногенные).

5.1. Природные загрязнения.

Обусловлены круговоротом воды в природе, который не отделим от круговорота вещества. Это непрерывный процесс, происходящий в атмосфере, гидросфере, верхней части твердой литосферы и в биосфере Земли. Переходя из одного агрегатного состояния в другое, вода постоянно растворяет, накапливает и переносит огромное количество химических соединений, продукты выветривания горных пород, вулканическую пыль, споры, бактерии и т.д. [10]

5.2. Техногенные загрязнения.

Техногенными источниками загрязнений являются населенные пункты, промышленные и сельскохозяйственные предприятия. Все вместе они “поставляют” в биосферу как вполне обычные виды загрязнений, так и ядовитые, трудно разрушаемые химические соединения и радиоактивные вещества.[9] Выпадая с осадками, по пути “обогащаясь” всей таблицей Менделеева, часть воды собирается в ручьях, реках, болотах, озёрах, морях. Другая пополняет подземные воды. (Приложение №1.)

6. Определение доли участия человека в охране воды.

Среди учащихся 6-х классов нашей школы мы провели анкетирование по определению доли каждого в охране воды. (Приложение №2)

Цель нашего анкетирования: доказать, что люди должны оберегать и защищать воду прежде всего от самих себя. Только подумайте, сколько загрязнённых водоёмов каждый человек видит за свою жизнь, сколько воды он тратит на пустяки! Человек обязан осознать всю важность воды, донести это до других людей …

Результаты анкетирования получились следующие:

Анкетирование показало, что шестиклассники стараются не загрязнять окружающую среду и экономить воду. А так же они знают о назначении питьевой воды и способах очистки её.

Заключение

Вода – одно из величайших чудес природы. Воду называют кровью Земли, так как её удивительные свойства обеспечивают важнейшие жизненные процессы, протекающие в растительных и животных организмах. Эта животворящая сила воды ярко выражена в мудрой восточной пословице: «Там, где кончается вода, там кончается и Земля».

Со сточными водами предприятий в реки и озера попадают различные ядовитые вещества. В воде гибнет жизнь. Рыба, раки, растения — все живое погибает в такой воде. Загнивающие воды отравляют воздух, становятся источниками тяжелых заболеваний. Река болеет, ее воды не могут быть использованы человеком. Воду надо беречь! Это надо понять и запомнить каждому. Беречь воду — это значит беречь жизнь, здоровье, красоту окружающей природы. В нашей стране принят ряд законов, направленных на защиту вод. За их исполнением следят органы государственной власти. Это позволило на многих реках уменьшить опасность загрязнения, улучшить санитарное состояние городов и поселков. Но проблема охраны вод по-прежнему остра.

Мы предлагаем ряд мероприятий, которые можно провести в нашей школе с целью донесения до учеников и их родителей проблемы загрязнения воды.

1) Проведение тематических классных часов о пользе и необходимости воды.

2) Нужно самим приложить силы и очистить маленький клочок планеты. Ежегодно проводить акции: «Очистим планету от мусора!».

3) Проводить открытые уроки, посвящённые очистке и охране воды.

Давайте будем хранить ВОДУ, это наше голубое золото!

Список использованных источников и литературы:

1) Детская энциклопедия «Многоликая вода» – М.: №3 2015г.

2) Детская энциклопедия «Море без берегов»

3) Детска энциклопедия «Я познаю мир» География.-Изд. АСТ-ЛТД 2005г. -448с.

4) Степанова Т.В. Детская Энциклопедия РОСМЭН. – Москва, 2016.

5)https://nnm2.com/blogs/zavodskoy/znachenie-vody-dlya-zhivogo-organizma/(значение (значение воды для живого организма)

6) https://вододел.рф/tehnologii-i-poleznaya-informaciya/voda-i-zdorove/vliyanie-nekachestvennoy-vody-na-organizm/ (вода и человек)

7) https://originof.ru/water (происхождение воды)

8) https://water-rf.ru (вода – и живые организмы)

9) https://www.wasser.ru/istochniki-zagryazneniya-vodyi.html (загрязнения воды)

10)https://bib.social/ekologicheskoe-pravo_965/zagryaznenie-vod-istoschenie-vodnyih-48768.html (загрязнение и истощение водных ресурсов)

Приложение №1

Техногенное загрязнение воды.

Приложение №2

Анкета для учащихся 6-х классов.