I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ РЕКИ В СТАНИЦЕ ЕГОРЛЫКСКОЙ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Колодина МаринаПавловна 1

---

1

Колодина И.Г. 1

---

1[email protected]

Работа в формате PDF

667.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение……………………………………………………………………………3

Основная часть…………………………………………………………………… 5

Глава 1.

Актуализация проблемы загрязнения природных пресных водоёмов.

Глава 2:

Методы исследования физического и химического состава речной воды

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. До 1900-х годов ручей был безымянным, в разговорной речи его называли Воробьячкой, потому что ручей 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, сточные воды с предприятия, занимающегося переработкой плодово-ягодной продукции, тоже сделали своё дело. В течение пяти лет на берегу «красуется» щит «Купаться запрещено!». Да, и нет смельчаков, желающих окунуться в зловонной жиже. Хотя жители по – традиции приходят в выходные дни теперь просто прогуляться по берегу реки. Хотя вид реки и берегов давно уже не радует глаз. Учащиеся нашей школы, волонтеры после экологических рейдов, субботников и акций неоднократно обращались в Администрацию Егорлыкского сельского поселения с просьбой рассмотреть вопрос о необходимости очистки территории берегов реки, но вопрос по-прежнему остаётся открытым. В этом году на отчётном собрании главы Администрации Егорлыкского района Павлова Павла Александровича жители станицы задавали вопрос о плачевном состоянии реки, на что глава ответил, что государственных программ направленных именно на эту проблему в данное время нет и надо проблему решать только своими силами. Нельзя сказать, что Администрацией не предпринимается никаких шагов для решения, сложившейся ситуации. Первым шагом было закрытие кладбища ( но ведь старые захоронения же сохранились!).

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. Они осуществимы при условии сочетания различных типов и видов деятельности, в том числе и 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 (9 «А» класс МБОУ ЕСОШ№1) хочется увидеть реку все- таки чистой, а берега ухоженными.

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 (октябрь 2015 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, сточные воды из предприятия по переработке плодово-ягодной продукции и близкое « соседство» со старым кладбищем сделали воду в реке непригодной ни для купания, ни для ловли рыбы. 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.

В дальнейшем мы планируем продолжить начатое исследования. Хочу проследить сезонное изменение химического состава воды, а также проанализировать состав воды еще нескольких водных объектов, находящихся в черте ст.Егорлыкской: реки Косичка, пруды Петровский 1 и Петровский 2.

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 2.

18