Исследовательский проект по экологии Тема: «ПРОБЛЕМА БЫТОВЫХ ОТХОДОВ»

Заочный этап Всероссийского конкурса юных исследователей окружающей среды Качество питьевой воды в с. Старомарьевка                                                                                                       Работу выполнила:                                                                                                   Колядова Наталья Алексеевна,                                                                        ученица 10 класса                                                                                                    МКОУ СОШ № 7 с. Старомарьевка                                                                  Руководитель:                                                                           учитель географии Колядова Светлана Владимировна, 1 Содержание Введение Глава 1. История изучения водных ресурсов……………………………………………………5 1.1. Состав  воды……………………………………………………………………………………5 Характеристика источников водоснабжения и качества питьевой воды.­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ 1.2. 5 1.3. Влияние качества воды на здоровье  человека­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­5 Какую воду пьют жители  1.4. с.Старомарьевка­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­6 Глава 2. Экспериментальная часть. 2.1.  Природно ­ климатические условия села.­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­6 2.2. Методы мониторинга водных объектов.­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­6 2.3. Органолептические показатели воды.­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­7 2.4. Определение качества воды методом химического анализа.­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­8 2.5. Основные меры по охране водных ресурсов.­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­9 Заключение.­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­10­11 Литература.­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­12 2 Введение                              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 и есть сама жизнь! Ты ­ самое большое богатство на свете! Вода – живая кровь, без которой нет жизни, Антуан де Сент – Экзюпери Биосфера   ­   часть   оболочки   земли   населенная   живыми   организмами.   Учение   о   биосфере разработал   русский   академик     В.И.   Вернадский   (1863­1945).   Биосфера   занимает   все   три оболочки   Земли:   литосферу,   атмосферу   и   гидросферу.   Водная   оболочка,   гидросфера, содержит 1.4 млрд. км3 воды. Вода ­ самое удивительное, самое распространенное  и самое необходимое вещество на Земле. Известный советский ученый академик И. В. Петрянов свою научно­популярную книгу о воде назвал «Самое необыкновенное вещество в мире». А «Занимательная физиология», написана доктором   биологических   наук   Б.Ф.   Сергеевым,   начинается   с   главы   о   воде   ­   «Вещество, которое создало нашу планету». Почти ¾ поверхности земного шара покрыты водой, образующей океаны, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере; в виде огромных масс снега и льда лежит она круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. В недрах   земли   также   находится   вода,   пропитывающая   почву   и   горные   породы.   Ученые абсолютно правы: нет на Земле вещества, более важного для нас. Чем обыкновенная вода, и в тоже время не существует другого такого веществ, в свойствах. От   воды   зависит   климат   планеты.   Геофизики   утверждают,   что   земля   давно   бы   остыла   и превратилась   в   безжизненный   кусок   камня,   если   бы   не   вода.   У   нее   очень   большая теплоемкость.   Нагреваясь,   она   поглощает   тепло;   остывает,   отдает   его.   Земная   вода   и поглощает,   и   возвращает     очень   много   тепла   и   тем   самым   «выравнивает»   климат.   А   от космического холода предохраняет Землю те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере – в облаках и виде паров… без воды  обойтись нельзя – это самое важное вещество на Земле. Вода   составляет   до   80%   массы   клетки   и   выполнят   в   ней   чрезвычайно   важные   функции: определяет   объем   и   упругость   клеток,   транспортирует   в   клетку   и   из   нее   растворенные 3 вещества,   предохраняет   клетку   от   резких   колебаний   температур.   Тело   человека   на   2/3 состоит из воды. Почти все реакций протекают в водных растворах. Большинство реакций, используемых в технологических процессах на предприятиях  химической, фармацевтической и пищевой промышленности, происходит также в водных растворах. Без воды невозможно представить жизнь человека, который потребляет ее для самых разных бытовых   нужд.   Очень   много  пресной   воды   мы   расходуем   бездумно  и   напрасно.   Поэтому необходимо беречь воду! Объектом изучения является территория с. Старомарьевка. Цель данной работы – изучение экологического состояния качества питьевой воды в селе Старомарьевка. Задачи: 1) анализ изученности проблемы,               2) освоить методику определения качества питьевой воды,               3) определить качество питьевой воды в лабораторных условиях,               4) дать рекомендации местному населению. 4 Глава 1. История изучения воды. 1.1. Состав воды. Вода, самое распространенное соединение в природе, не бывает абсолютно чистой. Химическая формула воды – Н2О. Это означает, что каждая молекула воды содержит два атома   водорода   и   один   атом   кислорода.   Природная   вода   содержит   многочисленные растворенные вещества. Свойства и качества воды зависят  от состава и концентрации содержащихся  в  ней  веществ.  Наиболее  чистая  природная  вода  –  дождевая,  но и  она содержит примеси и растворенные вещества.   1.2. Характеристика источников водоснабжения и качества питьевой воды. При получении питьевой воды различают  две основные группы по ее происхождению: подземные   воды   и   поверхностные   воды.   Группа   подземных   вод   подразделяется   на   : артезианские воды, инфильтрационные вода, родниковая вода. Согласно Всеобщей декларации прав на чистую воду, ее охрану и информацию о качестве воды – основные права человека, защищающие не только его здоровье, но и жизнь. Россия занимает   1место   в   мире   по   запасам   пресных   вод   –   здесь   сосредоточено   более   20% мировых ресурсов. Тем не менее, проблема загрязнения водоемов и нехватки питьевой воды в России одна из самых актуальных проблем. Мировые запасы пресной воды не увеличиваются,   а   ее   потребление   постоянно   растет.   Эксперты   считают,   что   водные ресурсы   наравне   с   углеводородами   могут   стать   причиной   вооруженных   столкновений между государствами и народами,­ сказал  Борис Грызлов, выступая на « круглом столе» «   Чистая   вода   –   источник   жизни:   глобальные   вызовы   и   угрозы».   Количество   воды, необходимое  для   одного  жителя  в   сутки,  зависит   от  климата   местности,  культурного уровня населения, степени благоустройства города и жилого фонда. Считается, что норма водопотребления 500л/сутки. Является максимальной. 1.3. Влияние качества воды на здоровье человека. По   данным   Всемирной   организации   здравоохранения,   около   80%   всех   инфекционных болезней   в   мире   связано   с   неудовлетворительным   качеством   питьевой   воды   и нарушениями санитарно – гигиенических норм водоснабжения. По оценке экспертов ООН, до   80%   химических   соединений,   поступающих   во   внешнюю   среду,   рано   или   поздно попадают в водоисточники. Ежегодно в мире сбрасывается более 420 км3  сточных вод, которые делают непригодными около 7 тыс.км3 воды. В   таблице   приведены   наиболее   часто   проявляемые   болезни,   связанные   с   загрязнением питьевой воды. 5 Болезнь Анемия Бронхиальная астма Заболевание пищеварительного тракта Болезни сердца Дерматозы и экземы Злокачественные опухали Возбуждающий фактор Мышьяк, бор, фтор, цианид Фтор Мышьяк, ртуть, бор, бериллий, цинк Бор, цинк, фтор, медь, свинец, бензол Хлор, хром, бензол, ртуть, фтор, никель Мышьяк, хлор, ртуть      1.4.Какую воду пьют жители с.Старомарьевка. Село Старомарьевка расположено в 15 км от города Ставрополя, где осуществляется водоснабжение забором воды из Сенгелеевского водохранилища. С введением в 1948г в эксплуатацию Невинномысского канала Сенгелеевское водохранилище вошло в Кубань­ Егорлыкскую водную систему и является проточным регулируемым водоемом. Круглые сутки каждый час берутся пробы воды. Подавляющее большинство селян 82% используют водопроводную воду в качестве питьевой. Из них водопроводную кипяченную воду пьют 35% опрошенных, обычную воду из­ под крана 32%, воду очищенную бытовым фильтром 15%.     Глава 2. Экспериментальная часть. Методика работы. Наши исследования по изучению качества водопроводной воды проводились осенью 2012 года   на   базе   села   Старомарьевка   в   лабораторных   условиях   физико   –   химическими методами.   Для   определения   органолитических   свойств   воды   проводили   определение прозрачности,  цветности,  запаха.  Из  химических  показателей  ­  водородный  показатель (рН), масса растворимых в воде примесей, карбонатной жесткости, определение нитратов и нитритов, определение хлоридов, меди, железа и органических веществ. 2.1. Природно­ климатические условия села.   Климат местности умеренно­ континентальный. Средняя температура зимнего периода ­4­5С.   Снежный   покров   не   устойчив,   часто   бывают   оттепели.   Средняя   температура летнего  периода  25С. Осадки  выпадают  в  виде  ливней  с  грозами,  иногда  и  с  градом. Погода летнего периода изменчива в разные годы может быть жаркой и   сухой или же прохладной   и   влажной.   Осадков   выпадает   450­   530   мм   в   год.   На   территорию   края проникают все типы воздушных масс, кроме экваториальных. 2.2. Методы мониторинга водных объектов. Пробоотбор и подготовка воды к анализу. Для   проведения   физико­   химического   анализа   воды   необходимо   правильно   провести пробоотбор. При отборе проб воды пользовались стеклянной бутылью. Посуду тщательно 6 вымыли,   многократно   ополоснули   дистиллированной   водой,   а   перед   забором   воды несколько   раз   ополоснули   исследуемой   водой.   Пробки   использовали   полиэтиленовые корковые. Для   получения   точных   результатов   анализ   проводили   как   можно   быстрее.   В   воде происходят процессы окисления­ восстановления, физико­ химические, биохимические. 2.3. Органолептические показатели воды. а) Цвет. Для   определения   цветности   воды   исследуемую   воду   налили   в   стеклянный   цилиндр   и рассмотрели ее на фоне белого листа бумаги при дневном свете сверху и сбоку. Уровень прозрачности воды очень высокий. б) Запах. Для определения запаха воды налили ее в колбу на 2/3 объема и сильно встряхнули в закрытом состоянии. Открыли быстро колбу и сразу отметили отсутствие интенсивности запаха, используя таблицу:  Балл Интенсивность запаха 0 1 2 3 4 5 ­­­­­­­­­­ Очень слабое Слабое Заметная Отчетливая Очень сильная       ощутимого   не   привлекающий но Качественная характеристика Отсутствие   запаха неподдающийся Запах, обнаружению   потребителя, но   обнаруживаемый   в лаборатории. Запах, внимания, обнаруживаемый легко Запах, обнаруживаемый   и   дающий повод   относиться   к   воде   с неодобрением Запах, обращающий на себя внимание   и   делающий   воду не пригодной для питья Вода не пригодна для питья Интенсивность запаха равна­ 0 баллов. в) Прозрачность. Для определения прозрачности воды использовали прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который налили воду, а под него подкладывали стандартный шрифт. По нахождению максимальной высоты столбцы  столбца, при которой  можно прочитать шрифт, оценивали прозрачность.   Если   прозрачность   воды   меньше   31   см,   то   она   непригодна   для   питья. Прозрачность воды составила больше 35 см., значит, вода пригодна для питья. Результаты исследования  сведены в таблицу: 7 Цвет Бесцветная      Запах Отсутствует Прозрачность Больше 30 см Вывод: физические качества воды хорошие и соответствуют ГОСТу.  2.4. Определение качества воды методами химического анализа. а) Водородный показатель (рН) Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию ( рН около 7). В пробирку налили 5 мл исследуемой воды, 0,1 мл метилоранжа, перемешали и по окраске раствора оценили величину рН:  Розово – оранжевая –рН около 5, Светло – желтая – 6, оранжевая – 7 желтая – 8. В   пробирке   вода   окрасилась   в   светло­   желтый   цвет,   что   свидетельствует   о   нейтральной реакции ( рН 6,8)  б) Определение массы растворенных в воде примесей Отмерили цилиндром 100 мл исследуемой воды. Установили на плитку фарфоровую чашку, предварительно   взвешенную,   и   постепенно   вливали   воду.   Довели   выпаривание   до   конца. Взвесили чашку после выпаривания. Разница в весе показала массу растворенных веществ. Умножили ее на 10 и получили содержание растворенных веществ в г/л. Вес фарфорофой чашки: 1. До выпаривания­ 40г 2. После выпаривания­ 0,670г 3.  0,670х10=6,7 г Полученные данные занесены в таблицу: Некоторые химические качества воды Категория воды водопроводная рН 6,8 Вода слабощелочная, средней жесткости. в) Определение нитратов и нитритов. Общая минерализация 6,7мг Предельно допустимая концентрация (ПКД) нитритов в питьевой воде составляет 1­2 мг/л у нас­0,016, нитратов­45мг/л у нас ­19,8. 8 На   предметное   стекло   положили   3   капли   раствора   дифениламина,   приготовленного   на концентрированной серной кислоте и 2 капли исследуемой воды. В присутствии нитрат­ и нитрит­ионов   появляется   синее   окрашивание,   интенсивность   которого   зависит   от   их концентрации. Вывод: так как окрашивание не произошло, значит вода не содержит нитрат­и нитрит­ионов. г) Определение хлоридов. Концентрация хлоридов в источниках водоснабжения допускается до 350 мг/л. Качественное   определение   хлоридов   с   приближенной   количественной   оценкой   проводили следующим образом. В пробирку отобрали 5 мл исследуемой воды и добавили 3 капли 10%­ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяли по осадку или помутнению в таблице: Определение содержания хлоридов. Осадок или помутнение Концентрация хлоридов Слабая муть Сильная муть Образуются хлопья Белый объемистый осадок     1­10 10­50 50­100 Более 100 Вывод:   наш   эксперимент   показал,   что   в   исследуемой   воде   содержится   32   единицы,   что является хорошим результатом. Меньше нормы ПДК. д) Обнаружение меди. ПДК меди составляет 0,1мг/л. В фарфоровую чашку поместили 3­5 мл исследуемой воды, осторожно выпарили досуха и нанесли   на   периферийную   часть   пятна   каплю   концентрированного   раствора   аммиака. Появление интенсивно синей или фиолетовой окраски свидетельствует о присутствии меди.  Вывод:   в   нашем   эксперименте   появления   окраски   не   произошло,   значит,   ионы   меди отсутствуют. е) Обнаружение железа. Предельно допустимая концентрация (ПДК) общего железа в питьевой воде 0,3 мг/л Обнаружение общего железа  В   пробирку   поместили   10   мл   исследуемой   воды,   прибавили   1   каплю   концентрированной азотной  кислоты, 0,5 мл раствора пероксида водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия. 9 Вывод: появилось розовое окрашивание, что свидетельствует о содержании железа равным 0,1 мг/л, т.е. меньше ПДК. В воде отсутствуют органические вещества и поэтому она пригодна для питья. 2.5. Основные меры по охране водных ресурсов. В   нашей   стране,   не   смотря   на   богатства   недр,   также   есть   проблемы   связанные   с   чистой питьевой водой.  Важнейшая мера по охране водных ресурсов – бережное их расходование. Наибольшее   распространение   получили   современные   методы   очистки,   которые   позволяют удалить различные примеси из сточных вод на 95­96%. Часто этого бывает недостаточно, но для дальнейшей очистки воды необходимо строить более дорогие очистные сооружения, что экономически   невыгодно.   Так   как   сточные   воды   многих   предприятий   сложно,   дорого,   а иногда невозможно очистить до такой степени, чтобы они стали безвредными для растений, животных и человека, их очищают частично и используют в замкнутых оборонных  системах. Выводы На основе полученных результатов сделала вывод о состояние качества питьевой воды в селе Старомарьевка. 1. Воду, которую используют жители нашего села пригодна для питья и приготовления пищи и обладает отличными качествами. 2. Химические качества воды соответствуют ГОСТу 3. Физические качества соответствуют ГОСТу 4. Необходимо серьезно задуматься об ее экономном расходовании 5. Дали рекомендации о качестве питьевой воды местному населению. Заключение Вода­это великая ценность для человечества, и в век информационных технологий, развитой промышленности и постоянного роста численности населения не пора ли   задуматься о том, что все природные блага мы не получаем в наследство от своих предков, а берем взаймы у своих потомков. И от качества той питьевой воды, которая течет из под крана напрямую зависит здоровье нас и наших детей. Вода  же исключительно важна для человеческой, а равно и для всей животной и растительной жизни.   Способов   для   воспроизводства   воды   не   существует,   не   существует   также   и заменителей воды, поэтому необходимо обращаться с самым ценным природным ресурсом с величайшей осторожностью. В то же время запасы воды на Земле неисчерпаемы для всех практических нужд, и ни одна капля воды не исчезает в круговороте природы. Тем не менее, проблема   снабжения   питьевой   водой   в   нужных   количествах   и   необходимого   качества постоянно   усложняется.   В   то   время   как   свежая   природная   вода   подвергается   все возрастающему   загрязнению,   потребности   в   водопроводной   воде   постоянно   возрастают, требуя приложения все больших усилий для превращения сырой воды в питьевую.         10 В результате проведенных исследований основная цель и задачи выполнены: При выполнении данной работы цель достигнута: изучили экологическое состояние качества питьевой воды в селе Старомарьевка. ­Изучили специальную литературу по теме исследований; ­Освоили методику определения качества питьевой воды; ­Определили качество питьевой воды в лабораторных условиях; ­Дали рекомендации местному населению; Рекомендации местному населению 1. Для того чтобы избавиться от хлора, воду перед употреблением надо либо отстаивать в открытом сосуде не менее 1 часа, либо кипятить. 2. Улучшить   качество   питьевой   воды   можно   с   помощью   фильтров.   Не   следует приобретать очень дорогие иностранные фильтры, которые убирают из нее не только органические примеси, ржавчину, бактерии, хлор и тяжелые металлы, но и также и минеральные соли. 3. С   осторожностью   следует   относиться   к   фильтрам,   где   в   качестве   одного   из очищающих элементов применяется серебро. Далеко не всем этот благородный металл показан. 4. Если в доме нет очистителей воды, то рекомендуется взять на заметку следующие рецепты И.П.Неумывакина.  На литр воды­1­2 чайные ложки яблочного уксуса и меда, 3­5 капель 5%­ного йода ( в такой среде микробы погибают за несколько минут) . 10­ 15 листьев рябины делают воду чистой через 2 часа ( даже болотную охотники знают).  5. Если   рядом   нет  проверенного   родника   и  возникают   сомнения  в   хорошем   качестве водопроводной или ключевой воды, то надо ее вскипятить, остудить и залить кислые ягоды­ клюкву, бруснику, облепиху, или сердцевину яблок и т.д. После того как вода немного настоится, ее можно пить. Очень полезны также настои малины, шиповника, черной   смородины.   Простая   кипяченая   вода­   мертвая,   в   ней   нет   энзимов,   а минеральные микроэлементы видоизменены. 11 Литература 1. Савельева В.В. Физическая география Ставропольского края­С.: 2003г. 2. Большая   иллюстрированная   энциклопедия   интеллекта.   Хочу   все   знать!   М.: Эксмо,2007. 3. Питьевая   вода.   Гигиенические   требования   к   качеству   воды   централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1074­01, М.: Минздрав России,2002г. 4. Речкалова Н. И., Сысоева Л. И.: Какую воду мы пьем.­ Журнал. Химия в школе, 2004г. 5. Шустов   С.Б.,   Шустова   Л.В.:   Химические   основы   экологии­   М:   Просвещение, 1994г. 6. Чернова М.Н. Основы экологии­М.: Дрофа, 2006г. 7. Воронцова Н.И. Вода питьевая, 1996г. 8. Сидоров П. АиФ Здоровье, выпуск 47 (328) от 22 ноября 2000г. 9. Интернет ресурсы: www.regnum.ru/news/946368.html   12 13