Исследовательская работа по экологии "Экология-Безопасность-Жизнь"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Егорлыкская средняя общеобразовательная школа №1

Научно-исследовательская работа

«Экология. Безопасность. Жизнь»

 Выполнила:

Колодина МаринаПавловна

учащаяся 10 «б» класса

                МБОУ Егорлыкской СОШ №1

                               ст. Егорлыкской

 Ростовской области

                                               Руководитель:

Колодина Инна Геннадиевна

  учитель химии и биологии 

                МБОУ Егорлыкской СОШ №1

                               ст. Егорлыкской

 Ростовской области

2016-2017

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………3

Основная часть………………………………………………………………… 4

Глава 1.

Актуализация проблемы загрязнения природных пресных водоёмов………4

Глава 2: 

Методы исследования физического и химического состава речной воды…5

2.1. Исследование физических свойств воды.

2.2.Химический состав воды.

Заключение…………………………………………………………………….11

Список использованной литературы………………………………………..12

Приложение…………………………………………………………………...13

Введение

           Станица Егорлыкская красивейшая казачья станица с более 200- летней историей. Живописные места, богатейшие плодородные земли, выгодное географическое и экономическое положение не могли не сказаться на экологическом состоянии станицы. Расположена  станица в Сальских степях. Есть в станице и река.До 1900-х годов  это был безымянный ручей, в разговорной речи его называли Воробьячкой, потому что его вброд переходили  даже  воробьи. Это название до сих пор сохранилось за самым большим прудом в черте станицы Егорлыкской. Название реки было дано в соответствии с царским указом, по названию станицы Егорлыкской — река Егорлычёк. Хотя обычно населённым пунктам присваивают название по реке, здесь реке присвоили название по наименованию наиболее крупного населённого пункта.

               Всё в станице хорошо: добрые, гостеприимные жители, готовые поделиться своей богатой и героической историей, обилие плодородных земель и пашен, урожай, ежегодно собираемый поражает своим богатством; огромное количество промышленных предприятий, направленных на переработку сельскохозяйственной продукции; школ, детских садов, библиотек, радуют глаз золотые купола заново отстроенной церкви. Только одно плохо – река, которая издавна славилась обилием рыбы, красивейшими берегами, испокон века была местом отдыха станичников, мужское население от мала до велика ловили рыбу, превратилась в огромную свалку. Хозяйственная деятельность жителей не могла не нанести вред водоёму. Обилие бытового мусора в воде и на берегу приводит в ужас, неподалеку расположилось кладбище, грунтовые воды постоянно подмывают его, что естественно сказывается на биологическом и химическом составе воды. Жители перестали купаться в реке, потому что нет смельчаков, желающих окунуться в зловонной жиже. Учащиеся нашей школы, волонтеры регулярно проводят экологические рейды, субботники и акции «Чистые берега», «Живи Рыбка», «Жизнь нашим рекам». Но проблема по-прежнему существует.

             Мы - будущее население станицы с горестью взираем на плоды хозяйственной и бесхозяйственной деятельности наших бабушек и дедушек и, сознавая важность изучения данной темы, мы поставили перед собой цель изучить химический состав речной воды на предмет нахождения в ней содержания вредных веществ и предложить меры по устранению данной ситуации. В соответствии с целью работы были поставлены  следующие задачи:

·        Посетить левый и правый берег реки;

·        Изучить экологическую обстановку на месте;

·        Взять пробы воды;

·        Провести сравнительный качественный анализ воды;

·        Сформулировать выводы и дать рекомендации по решению проблемы.

Эти задачи нельзя полноценно реализовать только в рамках данного проекта и ежеминутно. Здесь нужна планомерная, широкомасштабная работа. Она осуществима  при условии сочетания различных типов и видов деятельности, в том числе эколого  -  просветительской и информационной.

Работа включает в себя: введение,  основную часть (две главы), заключение, список  использованной литературы, приложения.

Основная часть

Глава 1. Актуализация проблемы загрязнения природных пресных водоёмов.

Восточная поговорка гласит: « Вода бывает не ценна, когда у наших ног она». И ведь, правда, мы редко бережно относимся к тому, чего у нас в избытке. Школьные справочники, энциклопедии и статьи в Интернете говорят о неиссякаемости водных запасов. И цифры, что Мировой океан занимает 71% , а это 96,5% воды, знает даже пятиклассник. А что пишут эти же  учебники о сложившейся экологической ситуации в Мировом океане? Пишут! Но эта информация скудная и обтекаемая из разряда: «70% населения  страдают от нехватки  качественной воды, воды Мирового океана страдают от массового загрязнения, водные ресурсы не безграничны, темпы истощения навевают на грустные мысли.  Берегите воду!» Но так ли надо писать и говорить?! Надо кричать и бить в колокола, надо обращаться к общественности,  привлекать волонтеров и спонсоров и эта проблема должна рассматриваться на уровне государства. Потому что   скорость, с которой человек загрязняет территорию, на которой проживает, практически равна скорости света. И мне, моим одноклассникам (10 «б» класс МБОУ ЕСОШ№1) хочется увидеть реку все- таки чистой, а берега ухоженными. Ведь вода-это жизнь!

            Проблема загрязнения водоёмов последние 20-30лет  стала не меньшей, чем истощение запасов пресной воды. Виды и формы загрязнения очень разнообразны и масштабны. Это и промышленные, канализационные  и сельскохозяйственные стоки, загрязнение нефтью и нефтепродуктами, но как ни странно третья часть загрязнения  приходится на долю населения (во время отдыха, мойки транспортных средств, сброса бытового мусора).

         Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого культурно-бытового водопользования устанавливают качество воды для водоемов по двум видам водопользования: к первому виду относятся участки водоемов, используемые в качестве источника для централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности; ко второму виду-участки водоемов, используемые для купания, спорта и отдыха населения, а также находящиеся в черте населенных пунктов.  Наша река относится ко второму типу: использовалась для купания, ловли рыбы и отдыха и находится в черте населенного пункта.

Глава 2:  Методы исследования физического и химического состава речной воды

2.1. Исследование физических свойств воды.

Программа исследования воды определяется задачей, стоящей перед нами, и может быть осуществлена по схеме полного или краткого санитарного исследования. Мы проводили исследования по схеме краткого химического анализа, т.к. в нём определяются самые основные показатели воды и он более оптимальный для нас  в отличие от  полного.

При оценке качества грунтовых вод, которая проводится по схеме краткого химического анализа, осуществляется:

А) органолептические исследования – запах, вкус, цветность, прозрачность, мутность, осадок,  плёнка,  различимые невооружённым глазом водные организмы;

Б) химические исследования – окисляемость, содержания аммонийного, нитритного и нитратного азота (т.е. азот, содержащий аммиак, нитриты и нитраты), общая и карбонатная жёсткость,  щёлочность, наличие хлор-иона (или хлориды), общего железа;

В) бактериологические исследования

Для исследования мы взяли воду из реки в станице Егорлыкской (сентябрь 2016 года).

Органолептический метод определения запаха (ГОСТ 3351):

Характер запаха мы определяем ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлорный, нефтепродуктов и т.д.).

В колбу мы отмеривали 100 см³ пробы воды. Горлышко колбы закрыли часовым стеклом и подогрели  на водяной бане до 50-60°С. Содержимое колбы несколько раз перемешиваем вращательными движениями. Сдвигая стекло в сторону, быстро определяем характер интенсивность запаха по пятибалльной системе ( см .приложение 1. Таблиц1).

Вывод: Сравнивая полученные нами результаты с  данными, приведёнными в таблице, можно сказать, что запах легко замечается: землистый, затхлый, неприятный, вызывает неодобрительные отзывы о воде, поэтому мы поставили по запаху 3 балла.

Определение мутности

Для проведения визуальной оценки мутности заполните пробирку водой до высоты 10-12 см. Определите мутность воды, рассматривая пробирку сверху на темном фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном). Опишите пробу качественно следующим образом: мутность не заметна (отсутствует), слабо опалесцирующая, опалесцирующая, слабо мутная, мутная, очень мутная( см. приложение 2).

 Вывод: Проведя визуальную оценку мутности можно сказать, наша исследуемая вода мутная, в луче света  хорошо видны взвешенные частицы, которые со временем оседают.

Определение цветности воды.

Цветность природной воды зависит от присутствия в ней солей железа и гуминовых кислот. Качественную оценку цветности можно провести путём сравнения её с дистиллированной водой. Для этого возьмите два одинаковых стакана из бесцветного стекла, заполните их водой: один дистиллированной, другой – исследуемой. На фоне листа белой бумаги сравните наблюдаемый цвет (бесцветная, светло-бурая, желтоватая вода)(см. приложение 2).

Вывод: Анализ исследуемого образца воды показал – вода светло-бурая с жёлтым оттенком, при пропускании луча света хорошо различимы взвешенные частицы, которые со временем оседают.

2.2.Химический состав воды.

Определение реакции среды.

 Пресная природная вода, как и питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (pH около 7). Значение pH воды водоёмов хозяйственного, питьевого, культурно – бытового назначения регламентируется в пределах 6,5 – 8,5.

Определение pH исследуемой воды с помощью универсальной индикаторной бумаги и водного раствора метилового оранжевого. Сравним её окраску со шкалой.( см. приложение 2)

Вывод: Образец исследуемой воды имеет рН =8, что соответствует норме.

Обнаружение хлорид - ионов.

Качественное определение хлоридов с приближённой количественной оценкой проводят следующим образом. В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды и добавляют 3 капли 10%-ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяется по осадку или помутнению.( см. приложение 1. Таблица 2)(см. приложение 2)

Вывод: В ходе эксперимента наблюдали образование обильной мути белого цвета , следовательно, содержание хлоридов в исследуемой воде составляет  10 -50 мл/л.

Обнаружение сульфат – ионов.

В пробирку внести 5 мл исследуемой воды, 0,5мл соляной кислоты и 2 мл 5%-ного раствора хлорида бария, перемешивают. По характеру выпавшего осадка определяем ориентировочное содержание сульфатов.(см. приложение 1.таблица 3)(см. приложение 2)

Вывод:  В ходе эксперимента,наблюдали образование сильной сразу оседающей мути, следовательно, содержание сульфатов в исследуемой воде составляет более 100мг/л.(см. приложение 1. Таблица 3)

Обнаружение карбонат – ионов.

В пробирку внести 5 мл исследуемой воды и осторожно добавить  0,5мл соляной кислоты. Наблюдаем обильное выделение газа, что говорит о достаточном количестве карбонат-ионов.( см. приложение 1)

Вывод: Исследовав нашу воду можно сказать, что по содержанию хлоридов, сульфатов и карбонатов она соответствует табличным данным. (см.приложение 2)

Обнаружение солей железа.

В пробирку поместить 5 мл исследуемой воды, прибавить 1 каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора пероксида водорода и примерно 0,5 мл роданида калия. При содержании железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, при более высоком – красное. Предельно допустимая концентрация общего железа в водоёме и питьевой воде составляет 0,3 мг/л.( см. приложение 2)

Вывод: наблюдали светло-розовое окрашивание воды, что говорит о незначительном содержании солей железа в образце приблизительно 0.1мг/л

Обнаружение органических веществ.

По происхождению органические вещества природных вод могут быть разделены на поступающие извне и образующиеся в самом водном объекте: гумусовые вещества из торфяников, перегноя и других видов природных образований, включающих остатки растений, и органические вещества, поступающие с промышленными и хозяйственно  -бытовыми сточными водами. Наибольшее содержание органических веществ  в болотных водах ( поэтому окрашена в желтый и коричневый цвет ), высокая концентрация органического вещества иногда встречается в подземных водах, связанных с нефтеносными месторождениями. Еще большая концентрация может быть в природных водах, загрязненных промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами. Незагрязненные природные воды обычно содержат мало органических веществ. Например, по Б.А. Скопинцеву, в воде океанов концентрация органического вещества составляет только 2,0-5,4 мг/л (в среднем 3,0 мг/л, а в воде рек в среднем 20 мг/л).

         Возьмите две пробирки, в одну из них налейте 5 мл дистиллированной воды, в другую – такой же объём исследуемой воды. В каждую пробирку прибавьте по капле 5%-ного раствора перманганата калия. В пробирке с дистиллированной водой окраска сохранится. Исчезновение окраски в исследуемой воде указывает на присутствие в ней органических веществ( см. приложение 2).

Вывод: наблюдали исчезновение окраски перманганата калия, что говорит о наличие органических веществ.

Определение содержания кислорода.

В течение 2-х месяцев образец исследуемой воды несколько раз проверялся на содержание кислорода, находился в достаточно благоприятных условиях: на свету в тёплой комнате. Но с течением времени мы не обнаружили  позеленения воды ( позеленение свидетельствует о наличие водорослей, которые в ходе фотосинтеза выделяют кислород). При помощи датчиков было произведено вычисление содержания кислорода в исследуемой воде.  Кислород, являясь мощным окислителем, играет особую роль в формировании химического состава природных вод. Кислород поступает в воду в результате происходящих в природе процессов фотосинтеза и из атмосферы. Расходуется кислород на окисление органических веществ, а также в процессе дыхания организмов. Концентрация растворенного кислорода в природных водах колеблется в ограниченных пределах (от 0 до 14 мг/л, при интенсивном фотосинтезе, в полдень, возможна и более высокая концентрация). Вследствие зависимости концентрации кислорода в поверхностных водах от целого ряда факторов его концентрация значительно меняется в течение суток, сезона и года. Как сильный окислитель кислород играет важную санитарно-гигиеническую роль, способствуя быстрой минерализации органических остатков. Количество кислорода с течением времени не изменилось, что говорит об отсутствии всех выше перечисленных процессов. Нужно отметить, что через два месяца из твердого осадка вывелся червь по внешним данным и по характеру поведения похож на паразитического, но на следующий день умер, что опять же свидетельствует средств для его питания и жизнедеятельности. Отсутствие водорослей может свидетельствовать о значительной жесткости воды(т.е. наличие ионов магния и кальция).( см. приложение 2)

Обнаружение ионов кальция и магния.

Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая действия на органы пищеварения. Величина общей жесткости питьевой воды не должна превышать 10,0 мг-экв/л. Содержание гидрокарбонатных и карбонатных ионов в речных водах изменяется от 30 до 400 мг/л, в озерах – до 500 мг/л, в атмосферных осадках – от 30 до 100 мг/л, в грунтовых водах – от 150 до 300 мг/л, в подземных – от 150 до 900 мг/л.К исследуемому образцу воды прилили разбавленный раствор NaOH. Наблюдали появление белой мути, которая не оседала с течением времени.(см.приложение 1 таблица 4, см. приложение 2)

Заключение

Анализируя результаты, можно сделать следующие выводы:

Река в ст. Егорлыкской постоянно испытывает на себе сильное антропогенное воздействие, большое количество бытового мусора,  близкое «соседство» со старым кладбищем сделали воду в реке непригодной ни для купания, ни для ловли рыбы-это подтверждает органолептический и химический анализ воды. Быстро решить данную проблему не возможно. Необходимо вести эколого-просветительскую работу, нужно привлекать общественность и учебные заведения, волонтеров и, естественно, данный вопрос должен решаться на уровне Администрации Егорлыкского района.

С данной проблемой я выступала на межрайонной  конференции социальных проектов «Устойчивое развитие сельских территорий», в школе в рамках НОУ «Академия», в апреле этого года учащиеся 7 «Г» класса совместно с волонерами участвовали в акции «Жизнь нашим река», в ходе которой выпустили мальков в реку( приложение 3).

И я,являясь  волонтёром, членом Молодежной команды губернатора Ростовской области,Заместителем главы Молодежного правительства Егорлыкского района по делам Волонтерства буду активно продолжать начатую  работу.

Список использованной литературы

1. Алексеев С.В., Беккер А.М. Изучаем экологию – экспериментально. Практикум по экологической оценке состояния окружающей среды: Учеб.пособие. СПб.: Санкт-Петербургский городской университет педагогического мастерства, 1993. 64 с.

2. Муравьев А.Г. Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами. СПб.: «Крисмас+», 1988. 224 с.

3. Ревич Б.А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения. Введение в экологическую эпидемиологию. Учеб.пособие. М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. 264 с.

4. Унифицированные методы анализа вод / Под ред. Ю.Ю. Лурье. М.: Химия, 1973. 397 с.

5. Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды: Учеб.пособие для студ. высш. учеб. заведений. М.: Гуманит. изд. Центр ВЛАДОС, 2001. 288 с.

6. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие / Под ред. Т.Я. Ашихминой. М.: АГАР, 2000. .385 с.

7. Шляхова А.И. Анализ природных вод и почв. Калинин: Кал.гос. ун-т, 1988. 29 с.

8. Руководство по гигиене водоснабжения под ред. С.Н.Черкинского. М: Медицина, 1975. – 175 с.

9. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки H₂O – часть I. Под ред. А.Т.Пилипенко. Киев: Наукова Думка, 1980

10 .В.Н. Алексеев Количественный анализ. – М.: Химия, 1972.

11 .Большая детская энциклопедия. – М.: Химия,  2000.

12 .Н.Л.Глинка Общая химия. – Л.: Химия,1986.

13. В.В.Добровольский Химия Земли. -  М.: Просвещение,1988.

 14 В.В.Иванов  Основные критерии оценки химического состава минеральных вод. – М.: 1982.

 15. В.А.Крицман Книга для чтения по неорганической химии: часть1. -  М.: Просвещение, 1974.

 16. Ю.Н.Кукушкин Химия вокруг нас. -  М.: Высшая школа, 1992.

 17 .Ю.Ю.Лурье Унифицированные методы анализа вод. – М.: Химия, 1973.

 18. Д.И.Менделеев Основы химии: том1. -  М.-Л.: Госхимтехиздат,1934.

 19. В.В.Иванов «Основные критерии оценки химического состава минеральных вод»,М, 1982.

Приложение 1.

Таблица 1. Оценка интенсивности запаха.

Таблица 2.Концентрация хлорид-ионов, мл/л

Таблица 3.Концентрация сульфатов, мл/л

Таблица 4. Содержание ионов кальция и магния в исследуемой реке

Приложение 2

Приложение 3

Скачано с www.znanio.ru