В исследовательской работе и проекте по географии "Особенности химического состава и применения воды родников природного парка «Кумысная поляна» города Саратова" автор оценила внешнее состояние и дебит родниковой воды, а также химические и органические свойства родниковой воды.

В процессе работы над исследовательским проектом по географии на тему «Особенности химического состава и применения воды родников природного парка «Кумысная поляна» г. Саратова» обучающаяся 6 класса определила возможности использования населением минеральной воды из источников Кумисненской долины г.Саратова.

Подробнее о проекте:

В индивидуальном исследовательском проекте по географии на тему «Особенности химического состава и применения воды родников природного парка «Кумысная поляна» г. Саратова» автор сделала выводы о том, что природная минеральная вода может использоваться не только для питья и приготовления пищи. Ее можно использовать также для ванн для рук и ног. Также сбалансированное содержание солей делает ее пригодной для ингаляций и компрессов. Такая минеральная вода подходит и для диетического питания.

Оглавление

Введение
1. Основная часть
1.1. Материалы и методы исследования
1.2. Изучение химического состава родниковой воды Кумысной поляны
1.3. Сравнительные характеристики химического состава родниковой воды Кумысной поляны
1.4. Особенности использования воды родников Кумысной поляны
Заключение. Выводы
Использованная литература

Актуальность исследований: Знание химического и механического состава минеральной воды родников Кумысной поляны позволит выработать рекомендации для ее использования для людей с различными показаниями.

Цель исследования: сбор данных о состоянии некоторых родников Кумысной поляны для оценки их пригодности как источников питьевой воды.

Задачи исследования:

• провести оценку внешнего состояния родника, скорость течения воды;
• оценить химические и органолептические свойства родниковой воды;
• выявить возможность использования людьми минеральных вод родников Кумысной поляны города Саратов.

Объектом исследования явились родники, расположенные на и возле территории парка «Кумысная поляна» в районе Поливановки и 10-й Дачной (Беркутовский, Богатырский, Малиновый, Дарьин и Поющий родники) и Завокзального ущелья (Лечебный и Солдатский родники).
Исследования проводились в мае-июне 2023 года.

Природный парк «Кумысная поляна» расположен на территории Ленинского, Кировского, Октябрьского и Заводского районов города Саратова и занимает площадь 4417 гектар. Парк является излюбленным местом отдыха жителей города Саратова. В разных частях парка расположены детские лагеря, пансионаты, спортивные базы, санатории, сады и дачные участки. Благодаря богатой зеленой растительности парк представляет собой огромный воздушный фильтр, который каждый день пропускает через себя миллионы кубометров воздуха, очищая их от угарного газа, вредных примесей и насыщая кислородом. Кумысная поляна ежедневно снабжает город чистым свежим воздухом.

Необходимо отметить, что и богатство зеленой растительности, и наличие чистого воздуха были бы невозможны без другого ценного ресурса – пресной воды, которая находится в прудах, ручьях и многочисленных родниках. Жителями города активно используются около 25 источников , за водой приходят как и отдыхающие в лесу, так и проживающие в окрестностях «Кумысной поляны».

Многие люди специально приезжают за водой к лесным родникам, у некоторых из них, например, у «Беркутовского» и «Богатырского» выстраиваются огромные очереди автомобилей. В связи с большой популярностью родниковой воды у жителей города, актуальным является регулярное наблюдение за состоянием родников, включающее анализ качества воды, оценку их обустройства, чистоты территории вокруг них. Подобную оценку обычно проводят химики, гигиенисты и другие эксперты с применением специальных приборов.

В ходе исследований проекта по географии "Особенности химического состава и применения воды родников природного парка «Кумысная поляна» города Саратова" проводилась оценка внешнего вида источников и воды, расход воды, химические параметры, запах и вкус воды.

Расход воды (дебит) определяли по времени заполнения водой емкости известного объема (бутылка объемом 2 л) с помощью секундомера (бутылка объемом 2 л), а затем пересчитывали в л/ч по формуле:
Q = (V * 3600)/t;
Q – расход воды, л/ч; V – объем емкости, л; 3600 – коэффициент для пересчета в часы.

Оценку запаха и вкуса воды осуществляли из чистой посуды, изготовленной из нейтрального прозрачного пластика, предназначенного для холодных пищевых продуктов.

Химический анализ воды определяли с помощью индикаторных тест-полосок фирмы Tetra (Германия), предназначенных для определения качества воды в аквариумах. На каждой полоске можно определить одновременно содержание ионов водорода (рН), общую жесткость (GH), карбонатную жесткость (KH), содержание нитрит-(NO2-) и нитрат-ионов (NO3-), а также свободного хлора. Определение проводили визуально в сравнении с цветом шкалы, расположенной на упаковке с тест-полосками.

Результаты определения дебита родника, а также органолептических показателей показаны в таблице 1. В этой же таблице приведено краткое описание внешнего вида для каждого родника, а также результаты оценки дебета родников, вкуса и запаха воды.

№ п/п	Название родника	Внешний вид	Дебит, л/ч	Вкус	Запах
1.	Беркутовский	Родник оборудован, вода льется из трубы в специальную металлическую чашу и стекает в ручей	652	Нейтральный, металлический привкус без послевкусия	Отсутствует
2.	Богатырский	Родник оборудован, вода истекает из трех труб, что позволяет одновременно набирать воду в три емкости. Стекает в ручей	720	Горьковатый привкус и послевкусие	Отсутствует
3.	Малиновый	Родник оборудован, струя стекает в специальную каменную чашу, обитую изнутри металлическим листом	300	Посторонние привкусы отсутствуют	Отсутствует
4.	Дарьин	Находится посреди большого ручья, труба большого диаметра, вода стекает непосредственно в ручей	1446	Небольшой горьковатый привкус	Отсутствует
5.	Поющий	Родник оборудован, вода стекает из металлической трубы в металлическую емкость, из которой уходит по трубе в канализацию. В воде обнаружены посторонние частицы	866	Не исследовали	Небольшой болотный запах
6.	Лечебный	Родник оборудован, вода уходит по специальному желобу, изготовленному из керамики	240	Посторонние привкусы отсутствуют	Отсутствует
7.	Солдатский	На момент исследования родник находился на стадии реконструкции. Вода текла из металлической трубы с насадкой из пластика в землю	68,4	Сильный привкус мела	Небольшой запах мела

Все исследуемые родники являются в той или иной степени благоустроенными. Большинство родников имеют накопительную часть, вода стекает по трубе в специальную чашу, а из нее по специальной трубе или желобу в ручей или под землю.

Самым удобным, на наш взгляд, для использования является Богатырский родник, который позволяет набирать воду одновременно в три емкости. Такая возможность определяется большим значением расхода воды, около 720 л/ч. Тем не менее, самый быстротекущий Дарьин родник, на наш взгляд, не очень удобен для использования: труба расположена низко к ручью, подход к роднику не обустроен.

Поющий родник, расположенный в поселке Поливановка, неоднократно приходил в запустение. Восстановление родника произошло в 2001 году, а в 2022 г. он был заново благоустроен по поручению губернатора Романа Викторовича Бусаргина . Тем не менее, при обследовании родника в 2023 году в воде обнаружены посторонние частицы, а запах воды на наш взгляд был неудовлетворительным. В связи с этим оценку вкуса воды из этого родника не проводили.

• Максимальный дебит воды приходится на «Дарьин» родник (1446 л/час);
• Минимальный дебит воды приходится на родник «Солдатский» (68,4 л/час).

Солдатский родник на момент исследования не был реконструирован, забор воды осуществляли из торчащей из-под земли трубы. Вода Солдатского родника, напротив, имела сильный привкус мела, а течение очень медленное. Можно предполагать, что последующая реконструкция, которая завершилась через 2 месяца после проведения исследования, положительно повлияла на состояние родника.
Вода Лечебного родника, расположенного недалеко от Солдатского, напротив, отличалась мягкостью и отсутствием специфических привкусов. Аналогичной мягкостью обладала и вода из Малинового родника.

На следующем этапе проводили исследования химического состава с помощью индикаторных полосок, предназначенных для определения качества воды аквариуме. На каждой полоске можно определить одновременно содержание ионов водорода (рН), общую жесткость (GH), карбонатную жесткость (KH), содержание нитрит-(NO2-) и нитрат-ионов (NO3-), а также свободного хлора. Определение осуществляли визуально в сравнении с цветом шкалы, расположенной на упаковке с тест-полосками.

Подобный метод имеет не очень высокую точность, но является простым и удобным в использовании и способен дать результат сразу на месте.
В таблице 2 показаны результаты оценки химических свойств родниковых вод Кумысной поляны.

№ п/п	Название родника	рН	GH, общая жесткость, °	KH, карбонатная жесткость,°	NO2-, мг/мл	NO3-, мг/мл	Cl2, мг/мл
1.	Беркутовский	6,8	5	3	0	5	0
2.	Богатырский	6,8	6	3	1	10	0
3.	Малиновый	6,8	4	4	0	5	0
4.	Дарьин	6,8	6	3	1	5	0
5.	Поющий	7,2	11	7	5	100	0
6.	Лечебный	7,0	0	0	0	0	0
7.	Солдатский	7,8	8	10	0	2	1
8.	Водопроводная вода	7,8	8	18	1	0	1

►1° жесткости = примерно 50,05 мг/л (по кальцию)

Химические показатели воды из всех семи родников сравнивали с таковыми показателями для водопроводной воды.
Из таблицы №2 видно, что все показатели химического состава минеральной воды родников Кумысной поляны отличаются от химического состава водопроводной воды, прошедшей механическую и химическую очистку по стандартам «Санбюллетеня по качеству питьевой воды, отпускаемой потребителям гарантирующим поставщиком г.Саратова» от 26.10.2023 г. (СанПин 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания»).

Единственный показатель КН (карбонатная жесткость) водопроводной воды значительно превышает аналогичный показатель всех исследуемых родников Кумысной поляны (18° - водопроводная вода против - от 10° до 3° - вода родников). Несколько выше (от 3° до 8°) общая жесткость водопроводной воды, чем вода родников «Беркутовский», «Богатырский», «Малиновый», «Дарьин» и «Лечебный». Несколько ниже (от 3° до 0°) общая жесткость водопроводной воды, чем вода родников « Поющий» и «Солдатский».

Показатели рН родниковой воды находились в пределах от 6,8 до 7,2 за исключением лишь воды из Солдатского родника. Хлор и нитрит-ионы практически отсутствовали или содержались в следовых количествах.

№ п/п	Наименование показателя	Норматив СанПин 1.2.3685-21	Питьевая вода
1.	Мутность, мг/дм³	1,5	0,63
2.	Цветность, градусы	20	12
3.	Железо общее, мг/дм³	0,3	<0,05
4.	Жесткость, 0Ж	7,0	3,7
5.	Хлориды, мг/дм³	350	36
6.	Перманганатная окисляемость, мг/дм³	5,0	4,6
7.	Аммиак и ионы аммония (суммарно), мг/дм³	2,0	<0,10
8.	Нитриты, мг/дм³	3,0	0,005
9.	Свободный остаточный хлор, мг/дм³	0,3-0,5	0,32
10.	Водородный показатель, ед. рН	6-9	7,2
11.	Обобщенные колиформные бактерии, КОЕ ОКБ в 100 мл	отсутствие	нет
12.	Общее микробное число, КОЕ ОМЧ в 1 мл	50	0
13.	Энтерококки, КОЕ/100 см3	отсутствие	нет
14.	Escherichia coli, КОЕ/100 см3	отсутствие	нет

Следует обратить внимание, что несколько завышенный показатель рН по сравнению с другими образцами имеет и водопроводная вода. Более того, у образцов водопроводный воды и воды, взятой из Солдатского родника, так же наиболее высокие показатели карбонатной жесткости и одни из высоких показателей общей жесткости. По-видимому, с высокими значениями карбонатной и общей жесткости связан и сильный привкус мела у воды из Солдатского родника.

Вода из Поющего родника имеет не только самый высокий показатель общей жесткости из исследуемых образцов, но и самое высокое содержание нитрат-ионов. Напомню, что эта же вода имела неприятный болотистый запах.
Что касается воды из остальных родников, то их общая жесткость не превышала значения 6 градусов, а карбонатная – 4 градусов жесткости. По видимому, подобные значения определяют мягкий вкус воды из этих родников.

Субъективно, наилучшая родниковая вода была в Лечебном и Малиновом родниках. Самыми худшими свойствами обладала вода из Поющего и Солдатского родников.
Самый высокий показатель общей жесткости, так же как и содержания нитрат-ионов, относится к воде Поющего родника. Учитывая, что на момент исследования.

• Высокий показатель рН родника «Солдатский» (рН=7,8) свидетельствует о повышенном уровне щелочности воды;
• При рН<7 у воды соответственно увеличивается кислотность («Беркутовский», «Богатырский», «Малиновый», «Дарьин»).

В этой части исследования проекта "Особенности химического состава и применения воды родников природного парка «Кумысная поляна» города Саратова" приведено описание особенностей использования родников в качестве источника питьевой воды. Для первого исследуемого родника, Беркутовского, особенностью является близкое расположение от остановок общественного транспорта, в частности трамвайной линии.

Рядом с родником находятся жилые частные дома и детский лагерь отдыха «Романтик». Подобные обстоятельства делают его популярным для использования жителями города разных возрастов. Также следует отметить, что вода родника питает расположенные рядом садовые участки, в одном из которых располагался участок саратовского селекционера Ольги Ивановны Беркут, по имени которой назван родник.

Под её руководством были выведены многие сорта яблонь и груш, самым известным и популярным из которых до сих пор остается Беркутовское яблоко, в обиходе – Беркутовка. В напоминание об исследованиях О.Д. Беркут в оформлении родника изображена яблоня.

При движении вдоль автомобильной дороги, проходящей по территории парка, можно выйти к следующему роднику – «Богатырскому», расположенному возле детского лагеря «Родничок» недалеко от съезда с автомобильной дороги. Название родника и его устройство (выведены три трубы) напоминают о картине Виктора Васнецова «Три богатыря». Большой расход родника 720 л/ч, близость его к автомобильной дороге, а также возможность набирать воду одновременно в три емкости делают его очень популярным для многих жителей города.

Малиновый родник расположен по другую сторону автодороги, в глубине леса. Название родника, вероятно, связано с зарослями малины, которые находились в этом месте ранее. По другой версии, название роднику дала вода, вкус которой очень «мягкий», «малиновый». Родник впервые благоустроили в 1914 году, когда хозяином окрестных деревень стал Крестьянский Поземельный банк.

На деньги банка благоустраивался лес, строились дороги, пруды, оформлялись родники, строились дачи, которые снимали жители Саратова для летнего отдыха. Возле родника водится много виноградных улиток. Благодаря вкусу воды родник очень популярен среди отдыхающих жителей города, но неудобное расположение от автотрассы не создают большого количества людей возле него.

Дарьин родник находится в 10 минутах ходьбы от Малинового родника возле площадки, используемой для тренировки альпинистов. Этот быстротекущий родник благоустроен недавно, в 2015 году. Благоустройством родника занимались участники секции спортивного туризма, а название ему дали по имени альпинистки Дарьи Раньжиной, трагически погибшей при прохождении туристического маршрута. Удаленность и труднодоступность родника, а также неудобство его использования, не создают ему большой популярности среди жителей города, однако он активно используется отдыхающими и занимающимися спортом.

Поющий родник расположен в поселке Поливановка и имеет большое значение для местных жителей как источник воды для питья и бытовых нужд. Тем не менее родник неоднократно приходил в запустение. А выполненные исследования показали, что этому роднику, пожалуй, необходимо уделять регулярное внимание. При выполнении данной работы необходимо упомянуть о роднике, расположенным в районе Денежного ручья. Этот родник мы не стали включать в исследование, поскольку его благоустройство оставляет желать лучшего.

Его особенностью является то, что вода находится в специальном колодце, а не течет струей. В воде присутствовали органические примеси. Тем не менее, этот родник также используется местными жителями, которые берут воду ведрами из этого колодца.

Родники Лечебный и Солдатский расположены в другой части Кумысной поляны – в районе Лысой горы и Завокзального ущелья. Согласно легенде, Солдатский родник получил свое название потому, что во время Великой Отечественной войны женщины приходили к Солдатскому роднику и молились о том, чтобы солдаты вернулись домой живыми. Проехать на автомобиле к родникам нельзя, а чтобы добраться до них, нужно пройти пешком в гору. Несмотря на их удаленность, родники активно используются жителями рядом расположенных домов, а Лечебный родник стал популярным задолго до своего благоустройства благодаря мягкости и вкусу воды, что также подтверждается собственными исследованиями. По отзывам местных жителей, употребление воды из этого родника улучшает общее самочувствие.

Любая минеральная вода является раствором микроэлементов разной концентрации и ее использование возможно только после проведения общего анализа всех сред организма человека. Различный состав минеральных вод может оказывать профилактическое действие в самых многообразных случаях. Обычно состав воды не монокомпонентный, это следует учитывать. При выборе лечебно-столовых и лечебных вод необходимо проконсультироваться у специалиста. В прежние годы минеральную воду продавали в аптеках на основе назначений врача.

По итогам исследований характеристик внешнего вида родников Кумысной поляны в рамках проекта по географии "Особенности химического состава и применения воды родников природного парка «Кумысная поляна» города Саратова", результатов оценки вкуса и запаха воды, химического состава воды можно сделать следующие выводы:

• Вода большинства родников Кумысной поляны имеют горьковатый привкус и небольшое послевкусие. Лишь два родника из семи не имеют посторонних привкусов («Малиновый», «Лечебный»). С точки зрения особенностей применения вода этих родников более предпочтительна для применения при условии наличия других показателей химического состава. допускающих их использование;
• Найтральную рН имеет вода родников «Лечебный» - (рН=7) и «Поющий» - (рН=7,2). Вода этих родников может быть использована без ограничений и медицинских показаний;
• вода родника «Солдатский» имеет рН=7,4, что свидетельствует о ее небольшой щелочности.

Кроме того, химический анализ указывает на то, что в воде преобладают такие вещества, натрий и ионы гидрокарбонатов, включают в себя хлоридно–натриевое, хлоридно–кальциевое, гидрокарбонатно–хлоридное содержание. Данная вода рекомендована для профилактики и снижения риска инфекций, для восстановления нормального рН крови. Данную минеральную воду можно пить при гастрите. Помимо гастритов такая вода также рекомендована при лечении и профилактике таких заболевания и недугов, как:

• дискинезией желчевыводящих путей;
• подагра;
• язва;
• панкреатит;
• колит;
• сахарный диабет.

Также такая вода хорошо подходит при борьбе с ожирением, помогает при лечении инфекционных недугов. Из щелочной минеральной воды рекомендуется готовить растворы для ингаляций. При профилактике всех перечисленных заболеваний необходимо принимать по стакану воды примерно за 30 минут до еды. Химический состав воды этих родников соответствует минеральной воде известных брендов: «Боржоми», «Джермук», «Нарзан».

Вода четырех родников имеет более низкий показатель рН<7 («Беркутовский», «Богатырский», «Малиновый», «Дарьин»). Все они имеет рН=6,8, что свидетельствует небольшой о кислотности воды. Практически все живые клетки очень чувствительны к изменениям pH, и даже небольшое окисление для них опасно. Вода такой кислотности очищает организм от токсинов, что повышает физическую активность.

Исходя из вышесказанного, следует отметить, что:

• Гидрокарбонатная (щелочная) вода родника «Солдатский» рекомендуется людям, ведущим активный образ жизни, грудным детям и больным циститом. Хороша при диабете, инфекционных заболеваниях, применяется при лечении мочекаменной болезни и подагры. Вредна при гастритах.
• Кальциевая вода родников «Поющий» и «Солдатский»рекомендуется при непереносимости молока, беременным, детям и подросткам. Может снижать давление. Строгих противопоказаний не имеет.
• Хлоридная вода родника «Солдатский регулирует работу кишечника, желчных путей и печени. Вода вредна при повышенном давлении.

Таким образом, в настоящем исследовании проекта по географии приведено описание семи родников, расположенных на территории парка «Кумысная поляна» г. Саратова, определены качественные свойства родниковой воды, включающие органолептические и химические показатели. Сопоставлены показатели общей и карбонатной жесткости воды с органолептическими свойствами.

Показаны значение родников как источника питьевой воды, необходимость их охраны. Природную минеральную воду можно не только пить и готовить на ней пищу. Из неё можно делать размягчающие ванночки для рук и ног. Благодаря своему солевому сбалансированному наполнению, она подходит для ингаляций и компрессов. Подобная вода хорошо подойдёт и при разгрузочных диетах - она компенсирует недостаток микроэлементов, которые человек в это время не дополучает.

Природной минеральной водой полезно разбавлять соки, особенно с высокой концентрацией фруктовых наполнителей. Как правило, подобные соки имеют кислотную основу, что вредно для организма. Полезные качества минеральной воды достаточно высоки и могут эффективно поддержать организм во время физиологических расстройств. Но не стоит думать, что она может заменить необходимое медикаментозное лечение. Чем полезны для организма минералы, растворённые в природной минеральной воде?

• Питьевая вода имеет свой уникальный баланс минеральных солей. Каждая из этих солей оказывает влияние на гомеостаз человека, т. е. на способность организма к саморегуляции, к воспроизведению себя, к восстановлению утраченного равновесия;
• Самые значимые наполнители минеральных вод: кальций, натрий и калий, гидрокарбонаты, сульфаты, хлоридные соединения.

Самое важное свойство воды - способность растворять практически любое вещество. Но, превращая себя в раствор, не всякая вода может создать уникальный баланс растворённых в ней веществ. Именно этот, уникальный, природный баланс минерализации, и становится для человека целебным. Такой феномен доступен только подземным водам, которые проходят под землёй десятки тысяч километров, собирая необходимые минералы и преобразуя их в животворящие химические соединения.

Охранные мероприятия со стороны учащихся школ могут быть связаны с участием в помощи взрослым в благоустройстве родников и прилежащей к ним территории, наблюдением за растительностью и животным миром, оформлением наглядного материала о бережном отношении к природным ресурсам питьевой воды.

1. Атлас Рима: руководство саратовскому водохлёбу: альбом-путеводитель. Саратов, 2013 г., 419 с.
2. Архив собственных фотографий.