I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ И СНЕЖНОГО ПОКРОВА ПОСЕЛКА КОДИНО

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Касьянова А.С. 1

---

1

Иванова А.А. 1

---

1

Работа в формате PDF

576.5 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение. 1

1.Обзор литературы . 2

1.1. Понятие "Вода". 2

1.2. Понятие "Снег" 4

2.Методика исследований. 5

2. 1.Органолептические показатели воды.талого снега 5

2.Определение качества воды методами химического анализа. 6

3.Заключение 8

4. Список литературы. 9

Приложение 1. 10

Вода играет уникальную роль как вещество, определяющее возможность существования и саму жизнь всех существ на Земле. Она выполняет роль универсального растворителя, в котором происходят основные биохимические процессы живых организмов. Уникальность воды состоит в том, что она достаточно хорошо растворяет как органические, так и неорганические вещества, обеспечивая высокую скорость протекания химических реакций и в то же время — достаточную сложность образующихся комплексных соединений

Снег играет самую большую роль в защите растений от заморозков, чем он рыхлее тем сильнее защищает почву от промерзания, так как снег-плохой проводник тепла. Снег относительно высокой плотности используется в строительстве Иглу и в утепление домов, на нём чётко видно следы животных, что помогает охотникам. Воду и снег ни в коем случае нельзя заменить ничем другим.

Человечеству необходима чистая вода ,так как человек почти на 70% состоит из воды. Загрязнение водоемов и снежных покров стало большой проблемой поселка Кодино.

Цель нашей работы определить качество воды на территории поселка Кодино Онежского района.

Для достижения цели, необходимо выполнить следующие задачи:

• Изучение литературы

• Отбор проб воды

• Отбор проб снега

• Проведение анализа и сравнение

• Подведение итогов

Вода́ (оксид водорода) — химическое вещество в виде прозрачной жидкости, не имеющей цвета (в малом объёме), запаха и вкуса (при стандартных условиях). Химическая формула: Н2O. Человеческий организм примерно на 75% состоит из воды. Считается, что мозг состоит из воды на 85% и отличается исключительной чувствительностью к обезвоживанию. Мозг постоянно омывается соленой спинномозговой жидкостью [1].

Около 71% поверхности Земли покрыто водой(океаны, моря, озера, реки, льды) – 361,13 млн. кв. Км. На Земле примерно 96,5% воды приходится на океаны, 1,7% мировых запасов составляют грунтовые воды, еще 1,7% на ледники Антарктиды и Гренландии, в реках, озерах и болотах. Большая часть земной воды – соленая, и она непригодна для сельского хозяйства и питья. Доля пресной составляет около 2,5% , причем 98,8% этой воды находится в ледниках и грунтовых водах. Менее 0,3 всей пресной воды содержится в реках, озерах и атмосфере.

1.1.2.Биологические свойства воды.

Вода как растворитель.Вода - превосходный растворитель для полярных веществ. К ним относятся ионные соединения, такие как соли, у которых заряженные частицы (ионы) диссоциируют в воде, когда вещество растворяется, а также некоторые соединения, например сахара и простые спирты, в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные)группы (-OH) [ 4].Вода - транспортПрисущие воде свойства растворителя означают также, что вода служит средой для транспорта различных веществ. Эту роль она выполняет в крови, в лимфатической и экскреторных системах, в пищеварительном тракте и во флоэме и ксилеме растений [ 4].

Теплоемкость водыУдельной теплоёмкостью воды называют количество теплоты в джоулях, которое необходимо, чтобы поднять температуру 1 кг воды на 1° C. Вода обладает большой теплоёмкостью (4,184 Дж/г). Это значит, что существенное увеличение тепловой энергии вызывает лишь сравнительно небольшое повышение её температуры. Объясняется такое явление тем, что значительная часть этой энергии расходуется на разрыв водородных связей, ограничивающих подвижность молекул воды.. Вода служит для многих клеток и организмов средой обитания, для которой характерно довольно значительное постоянство условий [ 4].

Плотность воды:0,9982 г/см³

Вода - единственное вещество, обладающее в жидком состоянии большей плотностью, чем в твёрдом, так как структура льда более рыхлая, чем структура жидкой воды. Это - одно из аномальных свойств воды [ 4].

1.1. 3.Агрегатные состояния воды

Все вещества в природе согласно законам термодинамики могут существовать в трех агрегатных состояниях. В твёрдом состоянии называется льдом, снегом или инеем; в газообразном — водяным паром; в жидком водой (см. таблицу 1в прил).

Процессы перехода воды с одного агрегатногосостояния в другое определяются следующим образом:

Кипение и парообразование — переход воды из жидкого состояния в пар;

Конденсация — процесс перехода пара в жидкое состояние воды;

Кристаллизация — переход жидкости в лед;

Плавление – переход льда в жидкость;

Сублимация – переход льда прямо в парообразное состояние;

Десублимация – переход пара сразу в лед, примером может служить иней [5].

1.1.4.Основные источники загрязнения воды Населенные пункты. Промышленность. Сельское хозяйство.

Суточный расход воды на одного его жителя составляет около 750 литров, в которые входят: вода для питья и приготовления пищи, используемая в целях личной гигиены вода, а также вода для обеспечения комфорта и других нужд — полив лужаек, тушение пожаров, мытье улиц, отопление, обеспечение работы сантехнических и других устройств (стиральная и посудомоечная машина и т. п.). И большая часть этой воды после использования поступает на коммунальные очистные сооружения, где после очистки сбрасывается в естественные водоемы(образует канализационные стоки)и возможность возникновения в уже очищенных стоках болезнетворных бактерий не исключается. В результате, в городах периодически возникают вспышки различных кишечных заболеваний, а также полиомиелита, гепатита, дизентерии, холеры и тифа[7].

Влияние токсичных металлов. Тяжелые металлы очень ядовиты для человека. Очень малые их количества чреваты крайне тяжелыми физиологическими и неврологическими последствиями. Особенно хорошо известны умственная отсталость, вызванная свинцовым отравлением, а также психические аномалии и врожденные уродства при ртутных отравлениях.

1.1. 5.Влияние загрязнения

Вода необходима для жизни, производственных, сельскохозяйственных нужд человека. Каждый из нас нуждается в чистой воде. Она - основа здоровой жизни. К сожалению, мы не можем полагаться на чистоту воды прямо из крана. Даже, если она прозрачна на вид и отсутствует неприятный запах, вода содержит невидимые невооруженным глазом загрязнения, которые являются угрозой для нашего здоровья. Из воды, поступающей к нам в дом через водопровод, в настоящее время выделено свыше двух тысяч различных загрязнений. В мелких водотоках с быстрым течением сокращается срок неблагоприятного воздействия процессов разложения органики [6].

Снег — форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. Относится к обложным осадкам, выпадающим на земную поверхность [3].

1.2.1.Образование

Снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда, не превышающие поначалу 0,1 мм в диаметре, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха [8].

1.2.2.Плотность

Свежевыпавшего ,чистого , не окученного снега равна:100-150кг/м3

1.2.3.Основные источники загрязнения снега.

Загрязняющие вещества выпадают из атмосферы в сухом виде и с осадками и накапливаются в снежном покрове на больших расстояниях от источников — промышленных предприятий, транспортных коммуникаций и т. п. В снежном покрове может находиться во много раз больше загрязняющих веществ, чем в атмосфере. Он загрязняется поэтапно. Отдельные снежинки вбирают в себя загрязняющие вещества из атмосферы, поэтому выпавший снег уже является не чистым, а токсичным. Особенно сильно загрязнен снег, который выпал в промышленных районах, а также рядом с автомобильными трассами, у котельных, у железных дорог [9].

2.1.1.Содержание взвешенных частиц.

1. Водопроводная вода 1. Талый снег с болота

m1=155 мг m2 =170 мг V=350мл m1=155 мг m2 =185мг V=350мл

Δm=m2- m1Δm=m2- m1 Δm=m2- m1Δm=m2- m1

Δm=(170-155) 1000/350=42,8мг/л Δm =(185-155) 1000/350 =86мг/л

2. Колодезная вода 2.С дороги (ул.заводская)

m1=155 мг, m2 =180мг V=350мл Δ m =(182-155) 1000/350= 77,1мг/л Δm=(180-155) 1000/350=71,4 мл 3. С речки Кодина

3. Речная вода Δ m =(170-155) 1000/350=42,8мг/л

m1=155 мг, m2 =165мг V=350мл 4.С крыши

Δm=(165-155) 1000/350=28.6мг/л Δ m = (180-155) 1000/350 =71,25мг/л

2.1.2.Цвет (окраска)

При загрязнении водоема вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20см, для водоемов культурно-бытового назначения – 10см.Для определения цветности воды был взят стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набрали воду и на белом фоне бумаги определили цвет воды.

Цвет зависит от наличия железа(который предаёт ей жёлтый оттенок),от кол-ва Взвешенных частиц, ржавчины, мусора и глины

2.1.3.Прозрачность воды

Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количество взвешенных частиц глины, песка микроорганизмов, содержание химических соединений.Для определения прозрачности воды был использован прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который налили воду. Подложили под цилиндр расстояние 4см от дна шрифт, высота букв которого 2мм, а толщина линии букв 0,5мм и сливали воду до тех пор, пока сверху через слой воды не стал, виден этот шрифт. Измерив высоту столба оставшейся воды линейкой, выразили степени прозрачности в см. Чем больше высота столба, тем выше степень прозрачности (см.прил.диаграмма№3)

1. Водопроводная вода: читается с трудом на расстоянии 24см и 8мм.

2. Колодезная вода (ул.заводская): читается с трудом на расстоянии 28см.

3. Речная вода: читается с трудом на расстоянии 25см.

2.1.4.Запах.Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в неё естественным путем и со сточными водами.

Определение запаха основано на органическом исследовании характера и интенсивности запаха воды при 20^оС

2.2.1.Водородный показатель (pH)

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (pH – около 7). Значение pH

воды водоемов хозяйственного, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6,5-8,5. pH в исследуемой воде и талом снеге мы оценили с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая её окраску со шкалой. (см.прил. диаграмма№2)

1. Водопроводная вода pH – 6 1 .Талый снег с болота pH − 6

2. Колодезная вода pH – 7 2. Талый снег с дороги (ул.заводская) pH − 5

3. Речная вода pH – 7 3.Талый снег с крыши pH − 5

4.Талый снег с речки pH – 5

рН выражает среду в которой находится вещество, зависит от концентрации кислоты и оснований в воде, а также от pH среды.

2.2.2. Определение карбонатной жесткости воды.

Различают общую, временную и постоянную жесткость воды. Общая жесткость обусловлена присутствием растворимых соединений кальция и магния в воде. Временная жесткость иначе называется устранимой, или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная жесткость (некарбонатная) вызвана присутствием других растворимых солей кальция и магния. Для определения карбонатной жесткости нальем в склянку 10 мл анализируемой воды и добавим 5-6 капель фенолфталеина. Возникновение розовой окраски говорит о наличии карбонат-ионов. Если окраска не появляется, то карбонат-ионы в пробе отсутствуют

1. Водопроводная вода – нет карбонат-ионов.

2. Колодезная вода – обнаружено наличие карбонат-ионов – розовая окраска.

3. Речная вода – нет карбонат-ионов.

2.2.3. Обнаружение общего железа.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) общего железа в воде водоемов и питьевой воде составляет 0,3 мг/л, лимитирующий показатель вредности.

Поместим в пробирку 10мл исследуемой воды, прибавим одну каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора перекиси водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида калия. При содержании железа 0.1мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком – красное.

1. Водопроводная вода – более 0,1мг /л.

2. Колодезная вода – железа не обнаружено.

3. Речная вода – примерно 0.01 мг/л

На территории посёлка Кодино Онежского района Архангельской области выяснилось, что все пробы воды являются пригодными для использования в результате проведенного исследования органолептических показателей и химического анализа проб питьевой воды на территории посёлка.

Взвешенные частицы: Можно сделать вывод, что наибольшее количество взвешенных частиц обнаружено в колодезной воде (71,4мг/л), а наименьшее количество – в речной (28,6мг/л). Следует отметить, что фильтр, используемый для водопроводной воды, приобрел желтоватую окраску.

Прозрачность: Таким образом, колодезная вода - самая прозрачная, степень прозрачности – 28см. Самая мутная – водопроводная, степень прозрачности -24,8см

Снег с крыши. - самый прозрачный, степень прозрачности – 24см.

Самый мутный- С дороги (ул.заводская),степень прозрачности-20

Обнаружение общего железа: Опытным путем было выяснено, что во

всех пробах воды и снега содержание общего железа не превысила ПДК (предельно-допустимую концентрацию).

Цвет: Речная и колодезная вода оказались бесцветными, водопроводная имела желтый оттенок.

Снег с дороги (ул.заводская) с крыши и с болота имеет мутный цвет, а с речки Кодина проба талого снега имела прозрачный цвет.

Водородный показатель: рH исследуемой воды находится в пределах нормы реакции.

рН исследуемого снега находится не в пределах нормы ПДК

Карбонатная жесткость воды: У речной воды карбонат-ионы и ионы железа отсутствуют. Водопроводная вода содержит самое большое количество общего железа.

У колодезной воды выявлено небольшое содержание ионов железа.

У всех проб снега карбонат-ионы и ионы железа отсутствуют.

Запах :У речной и водопроводной запах отсутствует ,а колодезная вода имеет запах земли.

Снег запаха не имеет.

Сравнение снега и воды по взвешенным частицам, прозрачности, рН(см.прил.диаграммы№4 №5 №6)

1.https://ru.wikipedia.org/wiki/Вода

2.http://meduniver.com/Medical/Biology/81.html

3.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BD%D0%B5%D0%B3

4. http://www.neuch.ru/referat/80987.html

5.”Вся правда о воде”- О.Е.ЕфремовЭнергия воды. Виктор Шаубергер

6.”Тайная жизнь воды”- МасаруЭмото

7.”Что мы пьем?”- Г.М. Кибардин.

8.http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/264

9.http://rosao.ru/information/articles/205/

(Диаграмма № 1.Содержание взвешенных частиц.)

(Диаграмма №2..Содержание pH в воде.)

7

(Диаграмма №3Прозрачность воды.)

(Табл.№1.Агрегатные состояния веществ.)

(Табл.№2.Показатели воды.)

(Табл.№3.Показатели талого снега.)

(Диаграмма №4.сравнение взвешенных частиц у проб воды и снега)

47

69

(Диаграмма №5.сравнение рН воды и снега)

7

5

(Диаграмма №6.сравнение прозрачности рН воды и снега)

(Диаграмма №7 рН проб снега)

(Диаграмма №8 взвешенные частицы проб снега)

71

(Диаграмма №9 прозрачность проб снега)