XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Химическая экология в математических расчетах

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Сейткалиева Ж.А. 1

---

1Назарбаев Интеллектуальная школа физико-математического направления г. Уральска

Сисенбаева Ш.Ж. 1Мукатаева А.К. 1

---

1Назарбаев Интеллектуальная школа физико-математического направления г. Уральска

Работа в формате PDF

0.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Часто говорят, что цифры управляют миром; по крайней мере, нет

сомнения в том, что цифры показывают, как он управляется.

И. Гете

Введение

В основу данного проекта легла проблема химического загрязнения окружающей среды. Тема проекта является очень актуальной в настоящее время. Данная работа предполагает изучение широкого круга вопросов по химии, математике и экологии.

Математика, химия и экология тесно связаны. Не зря математику называют царицей наук, ведь она применятся во многих дисциплинах, даже там, где, казалось, сложно представить ее применение. Каждый человек любящий свое дело, не требует дополнительных стимулов, чтобы восхищаться оригинальностью решения и его изяществом. Интересна не только математика как предмет сам по себе, а исследования окружающего мира посредством этого предмета. Вот таким исследованием взаимоотношений живых организмов между собой и средой их обитания занимается наука химическая экология. Математика в экологии изучает модели экологических объектов и процессов. С помощью математики можно предсказать, какие изменения произойдут в природе после изменения экологической обстановки.

Без решения всех этих задач невозможно произвести расчеты, а, следовательно, и получить правильные результаты, которые позволят сделать вывод о нашем отношении к природе, к нашему будущему, к будущему наших детей.

Цель проекта: определить основные проблемы экологии окружающей среды и показать практическое применение математики и химии в их вопросах и решении.

Для достижения поставленной цели предусматриваю решение следующих задач:

1. Провести обзор литературных и законодательных источников по проблеме исследования.

2. Дать оценку состояния отдельных природных объектов и явлений, положительных и отрицательных последствий деятельности человека. Выполнить практические исследования и вычисления.

3. Составить экологический портрет учащихся на основе их анкетирования. Разработать План мероприятий по защите окружающей среды (для образовательных учреждений) и Экологическую памятку.

4. Предложить инновационные бизнес модели решения экологических проблем (онлайн-платформы совместного пользования транспортом и переработки птичьего помета в биогаз).

Основные научные методы и приемы исследования: опрос, поисковый, аналитический и сравнительный, описательный, химические методы анализа воды, почвы.

Химический анализ воды и почвы был проведен в химической и физико-химической лабораториях аккредитованного испытательного центра Западно-Казахстанского аграрно-технического университета имени Жангир хана.

Участие в анкетировании было добровольным. В опросе приняли участие 24 учащихся 9 «Е» класса школы. Анкета для опроса приведена в приложении 1.

Практическое использование результатов. Практическая значимость проводимого исследования заключается в том, что экологические проблемы приобрели первостепенное значение в мире, и возникла необходимость вовлечения нас, подрастающего поколения, для их решения. Нельзя забывать, что экология страны – это здоровье населения. Загрязнение воздуха ухудшает функцию кровеносных сосудов легких, происходит нарушение иммунной системы организма человек. А это является особенно серьезной проблемой в настоящее время, в период пандемии и развития вирусного заболевания. А самым первым и необходимым шагом в формировании здоровой экологии, чистого воздуха и, соответственно, здоровой нации является информированность населения. Пока жители Казахстана не начнут интересоваться вопросом и требовать улучшения ситуации, изменения будут происходить медленно.

Практическая значимость данного научного проекта заключается также в выявлении интереса школьников к экологическим проблемам и исследовании реального уровня экологической культуры подрастающего поколения и отношения к природе и ее охране, а также и разработке буклета (памятки) для пропаганды и распространения идеи сохранения и защиты окружающей среды.

В перспективе будет создано сообщество «Экология Казахстана и экологическая грамотность» в социальных сетях (vk.com) в целях продвижения экологических знаний и экологического воспитания детей (экогруппа для тех, кого интересует то, где и как мы живем, что происходит с природой вокруг нас, какие безопасные технологии существуют, как можно изменить свой образ жизни, чтобы меньше причинять вреда нашей планете и т.п.). Это будет способствовать формированию активной гуманной позиции подрастающего поколения по отношению к окружающей среде, развитию познавательного интереса детей и молодежи к природе, как важнейшей экосистеме на Земле.

Основная часть

1. Аналитический обзор известных результатов

Основной причиной загрязнения окружающей среды является антропологический фактор – активная, но не всегда целесообразная деятельность человека. В настоящее время в процесс производства вовлечена практически вся биосфера. Продуктами химических производств и другой антропогенной деятельности загрязняются разные компоненты биосферы (атмосфера, литосфера и гидросфера). Большое влияние на их химическое загрязнение оказывает и природные явления, в том числе и круговорот веществ в природе [1-3]. Главными загрязнителями окружающей среды являются теплоэлектростанции, цветная металлургия, транспорт. Например, ежегодно в атмосферу выбрасывается 100 млн. тонн серы (IV) оксида SO2.

Более половины этого количества приходится на долю теплоэлектростанций, четверть — на долю цветной металлургии и лишь несколько процентов — на долю черной металлургии и основной химической промышленности. То же можно сказать о выбросах оксидов азота и углекислого газа, о твердых пылевых выбросах и канцерогенных микроэлементах.

В целях защиты атмосферы от поллютантов на предприятиях, загрязняющих окружающую среду целесообразно вводить новые безотходные технологии, устанавливать очистители выбросов. Большие требования необходимо предъявлять к состоянию автомобильного транспорта и его эксплуатации, а также к чистоте бензина и смазочных материалов. Во многих странах переходят на экологичные виды транспорта, например, электромобили и гелиомобили и др.

Таким образом, в Казахстане остро стоит вопрос перехода к зеленой экономике. Принятая Стратегия «Казахстан-2050»: новый политический курс состоявшегося государства» (далее – Стратегия - 2050) ставит четкие ориентиры на построение устойчивой и эффективной модели экономики, основанной на переходе страны на «зеленый» путь развития. «Зеленая экономика» определяется как экономика с высоким уровнем качества жизни населения, бережным и рациональным использованием природных ресурсов в интересах нынешнего и будущих поколений и в соответствии с принятыми страной международными экологическими обязательствами, в том числе с Рио-де-Жанейрскими принципами, Повесткой дня на XXI век, Йоханнесбургским планом и Декларацией Тысячелетия. «Зеленая экономика» является одним из важных инструментов обеспечения устойчивого развития страны. Переход к «зеленой экономике» позволит Казахстану обеспечить достижение поставленной цели по вхождению в число 30-ти наиболее развитых стран мира. По расчетам, к 2050 году преобразования в рамках «зеленой экономики» позволят дополнительно увеличить ВВП на 3%, создать более 500 тысяч новых рабочих мест, сформировать новые отрасли промышленности и сферы услуг, обеспечить повсеместно высокие стандарты качества жизни для населения. В целом объем инвестиций, необходимый для перехода на «зеленую экономику», составит порядка 1% ВВП ежегодно, что эквивалентно 3-4 млрд. долларов США в год [4].

В числе предпосылок к переходу к «зеленой экономике» можно выделить следующие: 1. Во всех основных секторах наблюдается неэффективное использование ресурсов. По оценке экспертов, это приводит к упущенной выгоде в 4-8 млрд. долларов США в год для экономики, а к 2030 году может составить до 14 млрд. долларов США. При этом потенциал экономии энергопотребления составляет 3-4 млрд. долларов США в год, а к 2030 году эта цифра может вырасти до 6-10 млрд. долларов США в год. Экономические потери, понесенные в результате низкой продуктивности земель, составляют 1,5- 4 млрд. долларов США в год, а к 2030 году могут стать еще больше, что может иметь социальные последствия для аграрного сектора, где занято 30-45% населения в таких областях, как Северо-Казахстанская, Алматинская, Южно-Казахстанская.

Несовершенство системы тарифо- и ценообразования на энергоресурсы не создает стимула для технологического совершенствования промышленности.

В настоящее время Казахстан столкнулся с проблемой серьезного ухудшения состояния природных ресурсов и окружающей среды по всем наиболее важным экологическим показателям. Почти треть сельскохозяйственных земель сейчас деградирована или находится под серьезной угрозой, а более 10 млн. гектаров потенциально пахотной земли в прошлом заброшено. В настоящий момент прогнозируется дефицит в размере 13-14 млрд.м3 устойчивых водных ресурсов для удовлетворения потребностей экономики к 2030 году.

Загрязнение окружающей среды оказывает серьезное негативное влияние на здоровье людей. Согласно международным исследованиям, около 40 тысяч детей до 10 лет имеют неврологические расстройства в результате чрезмерного воздействия свинца. Казахстан находится на втором месте по общему объему загрязнения окружающей среды органическими веществами среди стран Центральной и Восточной Европы и Центральной Азии. В городах наблюдается высокий уровень загрязнения воздуха, уровень концентрации твердых частиц в десятки раз превышает подобные показатели в Европейском Союзе. Согласно оценкам, загрязнение воздуха является причиной до 6 тысяч преждевременных смертей в год.

Отсутствует интегрированная система управления отходами. 97% твѐрдых коммунально-бытовых отходов оказывается на неконтролируемых свалках и в местах захоронения отходов, не отвечающих требованиям санитарных стандартов. Также серьезной проблемой являются исторические токсичные и радиоактивные отходы промышленности. Упущенная выгода от неэффективного управления природными ресурсами может к 2030 году составить до 7 млрд. долларов США [5].

В феврале 2020 г. министр экологии, геологии и природных ресурсов Казахстана сообщил, что в 2019 г. объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу составил 2,4 миллиона тонн. Таким образом, в настоящее время наблюдается тенденция роста количества выбросов и, если не принять никаких мер, к 2030 году эмиссии составят 3,6 миллиона тонн.

2. Результаты работы и их обсуждение

В целях выявление интереса к экологическим проблемам и определения уровня экологической культуры и отношения к природе и ее охране мною было проведено анкетирование учеников 9 классов НИШ г. Уральска. В анкетировании приняло участие 24 учащихся.

Анализ результатов опроса позволил сделать следующие выводы и рекомендации:

На вопросы «Убеждены ли Вы в необходимости сохранения природы?» и «Проявляете ли Вы интерес к экологическим проблемам?» ответили утвердительно – все 24 респондентов (или 100%).

В числе ведущих экологических проблемКазахстана были названы такие как: загрязнение воздуха и воды в Казахстане из-за добычи нефти и других полезных ископаемых (38 %), загрязнение атмосферы из-за увеличения выбросов от автотранспорта (23 %); исчезновение Аральского моря (14%); экологические проблемы Каспийского моря (17%).; радиоактивное заражение земли на Семипалатинском ядерном полигоне (5%) и другие (3%).

На вопросы «Знаете ли Вы правила поведения человека на природе?» и «Проводятся ли экологические, природоохранные мероприятия в Вашем городе и (или) школе?» ответили утвердительно, соответственно, 53 и 28 %.

На вопрос о том, как респонденты оценивают уровень своей экологической культуры, ответили:

- низкий уровень (11 %);

- имею средний уровень (68%);

- затрудняюсь определить (21 %).

Из числа опрошенных бережно относятся к природе –57 %, ответственно – 24 %, безразлично – 0%, с любовью - 11; неопределенно – 8 %.

Главными факторами загрязнения окружающей среды были названы транспорт (21%), промышленность (36 %), сельское хозяйство (27 %) и другие (9%).

По мнению опрошенных решением экологических проблем, в первую очередь должны заниматься правительство (38 %), каждый человек (16 %), специалисты в области охраны окружающей среды (27 %), партия «зеленых» (11 %), наука (8 %).

В основе экологической культуры, по мнению респондентов, лежат страх за свое собственное будущее, за все живое на земле (33 %), стремление сохранить все многообразие природы (21 %);здоровье будущих поколений (28 %); осознание ответственности за дальнейшую эволюцию биосферы (11 %) и желание сохранить красоту окружающей нас природы (7%).

В итоге 31 % респондентов, как выяснилось, хотят, что бы их будущая профессия была связана с природой, охраной природы.

Из результатов анкетирования видно, что большинство из опрошенных респондентов осознают вред и последствия, наносимые человеком природе. И считают эту проблему важной для всего человечества.

Анализ результатов исследования позволил составить среднестатистический экологический портрет девятиклассников НИШ г. Уральск (таблица 1).

Таблица 1 – Среднестатистический экологический портрет девятиклассников НИШ г. Уральск

Основные выводы и рекомендации:

Все эти положительные факторы способствуют формированию необходимых нравственных качеств и экологической культуры школьников, так как повышают ответственность и уровень мотивации, развивают стремление к экологическим знаниям на любом уровне в течение всей жизни, воспитывают в них бережное и ответственное отношение к природе.

На мой взгляд, в школах и университетах необходимо больше вовлекать учащихся в различные экологические мероприятия (субботники, дебаты, конкурсы научных работ, рисунков, чтецов и конференции).

В целях повышения экологической культуры мною предлагаются следующий план мероприятий и экологическая памятка (приложения 2 и 3).

Последствия, к которым ведёт расточительное, небрежное отношение человечества к ней, ужасающи. Загрязнения способны вызвать весьма существенные изменения жизненно важных характеристик для режима климата и погоды на всей планете. Как бы там ни было, охрана природы является одной из глобальных проблем человечества.

Определим основные экологические проблемы современности.

Интересно, что настоящее время общая площадь лесов на планете составляет 42 млн.кв.м.. Примерно 10 тыс. лет назад на земном шаре шумели дремучие леса. Их площадь составляла более 60 млн.кв.м. В последние годы площади вырубленных и сгоревших лесов в 7 раз превышают площади территорий, где посадили новые деревья.

Каждый год срубаются примерно 400 тыс. кв.м. леса. 125 млн. деревьев вырубается только для производства бумаги.

А что же происходит с фауной и флорой?

С каждым годом на нашей планете становится все меньше и меньше диких животных. С начала 20 века учеными было открыто около 50 видов ранее неизвестных зверей и птиц. Но за это же время полностью исчезли с лица Земли не менее 100 других видов. Кроме того млекопитающих пропало 25 видов.

Люди, не задумываясь о завтрашнем дне, о своем будущем, будущем фауны и всей живой природы, хищнически уничтожали животных.

Приведем факты:

- за один солнечный день 1 гектар леса поглощает из воздуха 120-280 кг углекислого газа и выделяет 180-200 кг кислорода;

- одно дерево средней величины производит столько кислорода, сколько необходимо для дыхания 3-х человек (2.5 кг в день). Среднему человеку необходимо 0, 83 кг кислорода в день;

- один гектар хвойных деревьев задерживает за год 40 тонн пыли, а лиственных – 100 тонн.

Все вышесказанное дает нам возможность сделать следующие выводы: Лес – уникальная экологическая система. Не зря леса называют легкими планеты. Очевидный факт: без лесов на планете не сможет выжить даже сегодняшнее 7-миллиардное население Земли, а что будет завтра, когда население в очередной раз удвоится, а лесов станет в два раза меньше? Сто лет назад леса покрывали три четверти суши. К настоящему времени осталась четверть. Большой ущерб лесам наносят пожары, участившиеся в последнее время: ежегодно во многих странах мира выгорают миллионы км 2 леса. Поэтому мы должны беречь наши леса и сажать деревья.

Воздух.

Чистый воздух — залог здоровья и не только на улице, но и в помещении, например, в классе. В помещении количество кислорода уменьшается, а углекислого газа увеличивается. По мнению специалистов, в результате деятельности человека в атмосферу Земли ежегодно поступает 25,5 млрд тонн оксидов углерода, 190 млн тонн оксидов серы, 65 млн тонн оксидов азота, 1,4 млн тонн хлорфторуглеродов. В последние годы наибольшее количество вредных веществ в атмосферу выбрасывается с выхлопными газами автомобилей, причем их доля постоянно возрастает.

Основным источником загрязнения воздуха в Уральске по данным РГП "Казгидромет" являются выхлопы автотранспорта.

Во-первых, это обусловлено географическим расположением. Город располагается на северной окраине прикаспийской низменности. Ну, и ко всему этому, Уральск находится в европейской части евразийского континента. За счет того, что местность равнинная и преобладают юго-восточные ветра, город весь продувается, таким образом загрязняющие вещества в атмосферном воздухе не скапливаются. Во-вторых, климатическими условиями, в области все сбалансировано, времена года практически идут календарно, меняются очень плавно. Не каждый город имеет такой климат, как Уральск. В-третьих, немаловажную роль играют и природные условия. В Уральске протекают три реки Урал, Чаган и Деркул, что благоприятно сказывается на лесистой местности. Город окутан зелеными растениями, благодаря этому, на основании данных автоматических станций контроля атмосферного воздуха, отраженных в информационных бюллетенях РГП «Казгидромет» по показателям ИЗА (индекса загрязнения атмосферы), характеризуется как низкий [6].

Вместе с тем, одним из важнейших положительных факторов, влияющих на качество воздуха является полная газификация Уральска, что позволяет избежать выбросов загрязняющих веществ от продуктов сжигания твердого топлива.

Превышений предельно-допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферу со стороны крупных заводов, фабрик и промышленных объектов, влияющих на качество атмосферного воздуха практически не ощутимо. Наибольшая повторяемость превышения загрязняющих веществ по данным того же РГП "Казгидромет" составляет - 0%.

Одним из основных загрязнителей атмосферного воздуха в городе Уральск остаются выхлопы автотранспорта. В 2019 году всего в Западно-Казахстанской области было зарегистрировано 196 650 единиц автотранспорта. И этот показатель растет ежегодно. А по возрасту использования наибольшее количество составляет автотранспорт возрастом более 25 лет. Вместе с этим, нельзя не отметить и человеческий фактор.

И так, автомобиль – главный источник экологических проблем в Уральске. Легковому автомобилю для сгорания 1 кг бензина требуется 2,5 кг кислорода. В среднем автомобилист проезжает за год 10 тыс. км. И сжигает 10 т бензина, расходуя 35 т кислорода и, выбрасывая в атмосферу 160 т выхлопных газов.

Каждый автомобиль, стирая шины, ежегодно поставляет в атмосферу 5-8 кг резиновой пыли.

Также я провела расчеты о том, сколько угарного газа выделяют машины на моей улице и не превышает ли это норму. Для исследования я выбрала улицу Дауылбаева нашего города. Протяженность улицы 1,1 км.

Сначала был осуществлен подсчет количества единиц автотранспорта 2-х видов (легковые автомобили, грузовые автомобили ), проезжающих по улице в разное время, а затем произвели все необходимые расчеты.

К примеру, длина улицы Дауылбаева составляет 1,1 км.

Среднее число машин, проезжающих по улице Дауылбаева за 1 день 110 - легковых машин (нужно признать тот факт, что это усредненные расчеты, но это необходимо для выявления общей картины).

9 - грузовых машин

Выброс угарного газа составляет:

Для легкового автомобиля – 2 г/км. Для грузового автомобиля – 10 г/км

Сколько угарного газа выделяет один автомобиль, проезжая по улице Дауылбаева?

Легковой автомобиль:

2 г/км * 1,1 км = 2,2 г/км

Грузовой автомобиль:

10 г/км * 1,1 км =11 г/км

Сколько СО выделяют автомобили, проезжающие по ул. Дауылбаева:

2,2 * 110 = 242 г СО выделяют легковые автомобили;

11 * 9 =99 г СО выделяют грузовые автомобили.

Всего 341 г угарного газа выделяют автомобили за один день. Выделение угарного газа

За неделю: 341 * 7 =2 387 г =2,39 кг

За месяц: 341 * 30 = 10 230 г =10,23 кг

За год: 10,23 * 12 =122,76 кг.

Предельно допустимая концентрация СО в воздухе: 0,02 мг/л.

Отработанные газы (ОГ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) содержат сложную смесь, насчитывающую более 280 соединений. В основном это газообразные вещества и не большое количество твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии.

По химическим свойствам и характеру воздействия на организм человека вещества, составляющие ОГ, разделяются на нетоксичные (N2, О2, Н2О, Н2) и токсичные (СО, СО2СХНУ, NOX , SO2, H2S, альдегиды и др.)

Особую опасность представляет применение этилированного бензина. Использование антидетонационных добавок, содержащих свинец, привело к тому, что автотранспорт является основным источником выбросов свинца в виде аэрозоля, неорганических солей и оксидов свинца в атмосферу. Это приводит к значительному загрязнению свинцом атмосферного воздуха, а также почвы и растительности на территориях, прилегающих к автострадам.

Установлено, что вблизи оживленных магистралей концентрация свинца в воздухе днем достигает 3,9мкг/м3, ночью 1,7 мкг/м3 (при ПДК равной 1,0 мкг/м3).

Считается, что каждый автомобиль ежегодно выбрасывает в воздух 1 кг свинца [7].

Установлено, что заболеваемость населения, проживающего на территории крупных индустриальных узлов и в зонах влияния промышленных предприятий, в 1,5-2 раза выше, чем в наиболее отдаленных от промышленных объектов районах. Причем считается, что на человека, проживающего в промышленном районе, потенциально может воздействовать несколько сотен химических веществ.

В результате проведенного исследования мною сделаны следующие выводы:

1. Угарный газ отрицательно влияет на здоровье человека. Основу выхлопных газов, являющихся вредными для здоровья человека и окружающей среды, составляют – угарный газ, оксиды азота (IV), углеводороды, свинец.

2. Для снижения вредности топлива, необходимо применять водородные двигатели. У них отработанные газы представляют собой пары воды и они полностью экологичны.

Вода.

Каждому ясно, как велика роль воды в жизни нашей планеты и в особенности в существовании биосферы.

Морями и океанами покрыто около 70% земной поверхности, а на пресную воду приходится лишь 2 % всего объема водных запасов планеты.

В среднем в мире каждый городской житель расходует 100 литров воды ежедневно.

Представьте, если каждый человек в день сэкономит хотя бы 1 л. Воды, а в мире проживает примерно 7,3 млрд. человек, значит экономия в день составит 7 300 000 000 литров воды.

Биологическая потребность человека и животных в воде за год в 10 раз превышает их собственную массу. Еще более внушительны бытовые, промышленные и сельскохозяйственные нужды человека. Так, «для производства тонны мыла требуется 2 тонны воды, сахара — 9, изделий из хлопка — 200, стали 250, азотных удобрений или синтетического волокна — 600, зерна — около 1000, бумаги — 1000, синтетического каучука — 2500 тонн воды».

Использованная человеком вода в конечном счете возвращается в природную среду. Но, кроме испарившейся, это уже не чистая вода, а бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды, обычно не очищенные или очищенные недостаточно. Таким образом, происходит загрязнение пресноводных водоемов — рек, озер, суши и прибрежных участков морей.

Все мы используем воду, поэтому на нас лежит и ответственность за ее охрану от загрязнения и экономию. Морями и океанами покрыто около 70 % земной поверхности, а на пресную воду приходится всего лишь 2 % от всего объема водных запасов планеты.

Нормы качества питьевой воды содержатся в специальном документе – Государственном стандарте “Вода питьевая”. Этот стандарт качества устанавливает предельно допустимые уровни содержания химических веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки. Так, содержание алюминия не должно превышать 0,5 мг на 1 л воды, бериллия – 0,0002 мг на 1 л, молибдена – 0,25 мг на 1 л, мышьяка – 0,05 мг на 1 л, свинца – 0,03 мг на 1 л, фтора – 0,07 мг на 1 л, полиакриламида – 2 мг на 1 л. Также к группе показателей качества питьевой воды отнесены железо (не более 0,3 мг/л), марганец (не более 0,1 мг/л), медь (не более 0,1 мг/л), полифосфаты (не более 3,5 мг/л), цинк (не более 5 мг/л). Сухой остаток, образующийся после выпаривания воды, не должен превышать 1000 мг/л.

Основным нормативным документом для оценки качества воды водных объектов Республики Казахстан является «Единая система классификации качества воды в водных объектах» (далее – Единая Классификация). Качество воды рек нашей области (Шаган и Жайык) относится, соответственно, к классам 3 и 5.

В целях более детальной оценки экологического состояния и качества воды мною был произведен химический анализ воды в реках Чаган, Урал, а также водопроводной воды в г. Уральск. Анализ воды производился химическими и физико-химическими методами, согласно принятым методико-нормативным документам.

Химический состав воды формируется под влиянием многих природных и антропогенных факторов и в различных географических зонах имеет свои региональные особенности. Он редко сбалансирован в благоприятном для потребления соотношении и, обычно, характеризуется избыточным или недостаточным содержанием тех или иных макро- и микроэлементов.

Оценка адекватности качества питьевой воды с точки зрения химического заражения определяется на основе сравнения результатов анализа качества воды с нормативными величинами.

Конечные результаты определения качества воды методами химического анализа.

Отборы проб для определения содержания биогенных элементов в природных поверхностных водах рек Урала и Чагана проведены в весенний и летний периоды. Анализируемые воды рек имеют значения рН от 6,14 до 7,12 в глубине по шкале рН, среда – нормальная, что соответствует нормам предъявляемым к водоемам рыбохозяйственного значения. Анализ проб воды проводился в химической и физико-химической лабораториях аккредитованного испытательного центра ЗКАТУ им. Жангир хана. Измерение рН проводили на приборе иономер универсальный ЭВ-74, согласно ГОСТ 26449.1-85, содержание сухого остатка определяли по ГОСТ 18164-72 «Метод определения содержания сухого остатка», настоящий стандарт устанавливает весовой метод определения содержания сухого остатка, перманганатную окисляемость определяли по ГОСТ 23268.12-78 «Метод определения перманганатной окисляемости», содержание тяжелых металлов определяли по ГОСТ 26423-85, методом инверсионной вольтамперметрии на вольтамперметрическом анализаторе «Экотест- ВА».

Взяты пробы воды из реки Урал и Чаган за два сезона в году и надо отметить, что есть небольшие изменения (таблицы 2 и 3).

Таблица 2 – Результаты анализа воды (27.05.20.)

Таблица 3 – Результаты анализа воды ( 25.08.20.)

Определение газов – углекислый и растворенный кислород определяли по методу Винклера. Определения азота аммонийного, нитритов, нитратов, фосфатов проводились на приборе «КФК-2». Иллюстративный материал (фотографии) проведения анализа (качества воды, почвы и т.д.) приведен в приложении 4.

В течение года из действия различных факторов, например питания и под воздействием климатических факторов химические свойства речных вод могут сильно меняться. В периоды поверхностного питания минерализация снижается, в межень при переходе на питание подземными водами, наоборот, возрастает. При сезонных изменениях минерализации речных вод меняются и соотношения между ионами. В результате некоторые реки в различные сезоны могут переходить по химическому составу из одного класса в другой. Примером могут быть воды наших рек Урала и Чагана. При чем pH вод Урала значительно ниже Чагана, возможно это связано с наличием пойменных лесов и характером местности. В летний период из-за испарения и низкого атмосферного давления меняется состав вод, увеличивается жесткость из-за содержания солей кальция и магния и калия. Показатели сухого остатка тоже меняются из-за увеличения содержания вышеперечисленных солей и остатков живых организмов. Основная часть растворенных веществ приходится на период весеннего половодья.

По результатам исследования можно решить, что даже самая чистая на вид вода может содержать различные примеси, в зависимости от климатических факторов и подземного питания. Природная вода, которой мы пользуемся ежедневно, – не простое химическое соединение. Она различна в разных регионах, а ее химический состав зависит от совокупного действия множества факторов.

Ученые утверждают, что при использовании современных технологий расходы воды в быту могут быть сокращены на ⅓, в сельском хозяйстве — вдвое, а в промышленности — почти в 10 раз.

Почва

Почва обладает плодородием — является наиболее благоприятной средой обитания для подавляющего большинства живых существ. Показательно также, что по их биомассе почва (суша Земли) почти в 700 раз превосходит океан, хотя на долю суши приходится менее 1/3 земной поверхности. Почву часто называют главным богатством любого государства в мире, поскольку на ней и в ней производится около 90% продуктов питания человечества. Деградация почв сопровождается неурожаями и голодом, приводит к бедности государств, а гибель почв может вызвать гибель всего человечества. В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. Но нередко в нарушении равновесного состояния почвы повинен человек. В результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение. К примеру, известно, что для разложения полиэтиленовых пакетов требуется 200 лет. Если мы безрассудно будем выбрасывать сейчас пакеты, то в течение десятков лет почва будет содержать вредные вещества.

Накопление мусора, отравление почвы - экологическая проблема. В среднем ежегодно человек выбрасывает 10 кг мусора.

В 2019 году по Западно-Казахстанской области образовано 108,9 тыс. тонн твердых бытовых отходов. Исходя из численности населения, получается 173,9 кг/чел/год. Согласно статистическим данным, только 1,6 % отходов было отсортировано и переработано. Остальной объем ТБО размещается на 318 полигонах и свалках, из которых лишь 2,5 % соответствуют экологическим требованиям и санитарным правилам.

По расчетам специалистов, если мусор не уничтожать, то через 10-15 лет он покроет нашу Планету слоем толщиной 5 метров.

Большую часть мусора составляют предметы из пластмассы (70%), на втором месте стеклянные и жестяные предметы (25%), и на третьем месте деревянные и бумажные отходы (5%).

Почва — важнейший природный ресурс, который при длительном использовании не убавляется, а сохраняется и даже улучшается.

Как показали результаты проведенного нами анализа статистических данных в г. Уральск автомобиль является одним из главных источников загрязнения окружающей среды. Отработанные газы двигателей внутреннего сгорания содержат более 200 вредных веществ и соединений, в том числе и канцерогенных. Среди них опасны оксиды азота, серы, угарный газ, углеводороды, тяжелые металлы, сажа.

Отбор проб и подготовка их к исследованию. Для отбора проб мы выбрали 3 точки.

Определение содержания свинца в опавших листьях. Исследования на содержание свинца в листьях проводились в сентябре 2021 года. Было собрано по 100 г растительных проб одного вида с контрольных участков. Собранные пробы пронумеровывались, измельчались и растирались в ступке. Затем было добавлено по 50 мл 40%-ного этилового спирта. После фильтрования раствора экстракт кипятился на водяной бане, чтобы соединения свинца (а это главным образом бромид свинца) перешли в раствор. Экстракт упаривался до 10 мл. Далее на фильтровальную бумагу мы нанесли каплю исследуемого раствора. Затем подсушили ее на воздухе. В то же самое место капнули раствор реагента – йодистого калия (KI).

Анализ показал, что ионы свинца содержатся в листьях, собранных в сентябре.

Определение содержания свинца и хлоридов в почвенной вытяжке

Вдоль дорог и вокруг мест свалок промышленных отходов образуются зоны загрязнения почвы свинцом, мышьяком, висмутом, медью, кадмием и т. д. Поэтому качественный химический анализ почвенного раствора является одним из простых и доступных методов обнаружения «нежелательных элементов».

Для качественного анализа почв было исследовано три образца, взятые из разных мест: с придорожной полосы проспекта Н. Назарбаева (проба №4), ул. Жангир хана (проба №5), и с домашнего участка (проба №6). Пробоотбор проводился 7 сентября 2021 г.

Анализ показал отсутствие ионов свинца и хлорид - ионов во всех образцах, следовательно, в почвах не содержатся вредные примеси.

Опыт: Обнаружение катионов железа.

Реагенты: тиоцианат аммония (20 г NH4CNS растворить в дистиллированной воде и довести до 100 мл); азотная кислота (конц.); перекись водорода 5%.

Условия проведения реакции

1. рН меньше 3

2. Температура комнатная.

3. Действием пероксида водорода ионы железы(II) окисляются до ионов железа (III).

Выполнение анализа:

К 10 мл пробы воды прибавили 1 каплю азотной кислоты. Затем 2 – 3 капли пероксида водорода и ввели 0, 5 мл тиацианата аммония.

При концентрации ионов железа более 2,0 мг\л появляется розовое окрашивание. При концентрации более 10 мг\л окрашивание становится красным:

Fe3+ + 3CSN- = Fe(CSN)3

Красный

Опыт № 2. Обнаружение хлорид – ионов

Реагенты: нитрат серебра ( 5 г AgNO3 растворить в 95 г воды); азотная кислота ( 1:4).

Условия проведения реакции

1. рН меньше 7.

2. Температура комнатная.

Выполнение анализа:

К 10 мл пробы воды прибавляют 3 – 4 капли азотной кислоты и приливают 0,5 мл раствора нитрата серебра.

Белый осадок выпадает при концентрации хлорид – ионов более 100 мг\л:

Cl- + Ag+ = AgCl (Белый осадок)

Опыт: Обнаружение сульфат – ионов

Реагенты: хлорид бария (10 г BaCl2 * 2H2O растворить в 95 г воды); соляная кислота (16 мл соляной кислоты растворить в воде и довести до 100 мл0.

Условия проведения реакции:

1. рН меньше 7

2. Температура комнатная.

3. Осадок растворим в азотной и соляной кислотах.

Выполнение анализа:

К 10 мл пробы прибавляют 2 – 3 мл соляной кислоты и приливают 0,5 мл раствора хлорида бария. При концентрации сульфат – ионов более 10 мг\л выпадает осадок:

SO²- + Ba²⁺ = BaSO4

Белый

Если наблюдается опалесценция, то концентрация сульфат – ионов более 1 мг\л.

Опыт: Обнаружение катионов свинца

Реагент: хромат калия (10 г K2CrO4 растворить в 90 мл воды).

Условия проведения реакций

1. рН = 7,0.

2. Температура комнатная.

3. Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и аммиаке.

Выполнение анализа

В пробирку помещают 10 мл пробы воды, прибавляют 1 мл раствора реагента. Если выпадает желтый осадок, то содержание катионов свинца более 100 мг\л:

Pb2+ + CrO42- = PbCrO4

Желтый

Если наблюдают помутнение раствора, то концентрация катионов свинца более 20 мл\л, а при опалесценции- 0,1 мг\ л.

Выводы:

- анализ физических свойств талого снега показал, что наиболее близки дистиллированной воде по прозрачности и запаху проба № 3 (домашний участок); механический осадок присутствует во всех пробах;

- исследование химического состава проб талого снега показали наличие в пробах, взятых с ул. Жангир хана и пр-та Н.Назарбаева органических веществ, сульфат и хлорид-ионов, а также ионов железа, меди, свинца; но лишь небольшое количество хлорид-ионов и органических веществ было обнаружено в пробах талого снега с контрольных участков (домашнего участка) в 2019 году.

Заключение:

- Увеличение интенсивности транспортного потока по проспекту Н. Назарбаева привело к появлению органических веществ и хлорид-ионов в снеговом покрове, отобранном на этой улице.

- Анализ физических свойств талого снега показал, что они находятся в прямой зависимости от изменения интенсивности транспортного потока.

- Качественный анализ состава проб талого снега показали наличие во всех пробах сульфат-ионов, а так же ионов железа, меди, свинца.

- О превышении количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу работающими автомобильными двигателями свидетельствует присутствие соединений свинца во всех исследуемых образцах опавших листьев.

- Химический анализ почв с контрольных участков показал отсутствие ионов свинца и хлора. Поэтому, чтобы в почву не перешли из листьев ионы свинца, следует весной убирать листья и увозить с данной территории в специальные места для захоронения.

Таким образом, качественный состав талого снега и почвы дает основание считать состояние окружающей среды микрорайона Жаксы ауыл (домашнего участка) отвечающей экологическим нормам.

Для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха владельцам автотранспорта рекомендуется:

- использование топлива высокого качества;

- качественная регулировка двигателя;

- использование нейтрализаторов отработанных газов;

- выбор рационального режима работы двигателя;

- минимизация количества поездок на автомобиле, по возможности объединение для совместных поездок с соседями или коллегами (в перспективе мною предлагается создание стартап компании по инновационной бизнес-модели циркулярной экономики «Онлайн платформа совместного пользования транспорта «Нам по пути»).

- для передвижения на небольшие расстояния - использование велосипеда или пешеходные прогулки.

Данные рекомендации планируем довести до населения через распространение буклетов (Экологической памятки).

Почву необходимо беречь от разрушения и охранять от загрязнения. Нужно всегда убирать мусор после себя и складывать в специально отведенные для этого места. Большую часть из того, что мы выбрасываем (пластмасса, металл, стекло, бумага) может быть использована повторно.

Огромный вред экологии наносит складирование отходов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных. Для решения данной актуальной проблемы нами предлагается следующая инновационная бизнес-модель переработки отходов.

Одним из источников получения биогаза в условиях Казахстана, и Западно-Казахстанской области в частности, является птицеводство. Для крупных птицеводческих предприятий перспективно получение биогаза с применением анаэробного сбраживания органических отходов в метантанках. Как показывают расчеты, с 1 т куриного помета можно получить моторное топливо, эквивалентное 800 литрам бензина. В нашей области при имеющемся уже сегодня поголовье птиц (1367,9 тыс. гол.) выход биогаза от сбраживания всего помета может составить до 274 тыс. куб. м в сутки, что вполне достаточно для питания газовой электростанции мощностью свыше 13 МВт или получения моторного топлива, эквивалентного 190 тыс. л бензина.

Также не менее значимым источником получения биогаза является животноводство. Из 1 тонны сухого вещества навоза в результате анаэробного сбраживания при оптимальных условиях можно получить 350 куб. м биогаза, или в пересчете на одну голову крупного рогатого скота в сутки 2,5 куб. м, а в течение года - примерно 900 куб. м. Рассчитав эквивалент получаемого по данной технологии биогаза к традиционному моторному топливу, можно констатировать достаточно парадоксальный на первый взгляд факт, что одна корова в год, кроме молока, дает еще около 600-700 л бензина. Как свидетельствуют расчеты, в сельских местах производство биогаза может считаться рентабельным при наличии 20 коров, 200 свиней или 3500 кур.

Агропромышленный комплекс области сегодня сталкивается с проблемой утилизации огромного количества БИОотходов - чаще всего они просто вывозятся с территорий ферм и загрязняют окружающую среду (прилегающие земли, водоемы и т.п.). Таким образом, развитие биогазовой энергетики это не только возможное решение проблемы отходов, но и еще решение энергетических проблем сельского хозяйства. Кроме вышеуказанного, биогазовая энергетика – это еще и источник дешевых комплексных органических удобрений, которые образуются как субпродукт при производстве биогаза.

В целях определения потенциала выработки биоэнергии в конкретных хозяйствах Западно-Казахстанской области мною были произведены расчеты на примере ТОО «Уральская птицефабрика» и ОПХ «Атамекен» ЗКАТУ им. Жангир хана.

1) В ТОО «Уральская птицефабрика» в настоящее время содержится около 250 000 кур несушек, получают 70 млн яиц и 200 тонн мяса в год. Сегодня предприятие является основным производителем продукции птицеводства в Западно-Казахстанской области, а также поставляет яйца в Россию, Узбекистан и ряд регионов Казахстана. В планах Уральской птицефабрики – дальнейшее расширение и увеличение производства. Являясь поставщиком товара в другие города Казахстана и соседние страны, предприятие планирует провести модернизацию и в три раза увеличить производительность. Уже в этом году будет построен новый корпус птицефабрики. Благодаря этому, увеличится мощность предприятия на 20%.

В настоящее время основной проблемой является утилизация отходов. Руководство птицефабрики обратилось в городской акимат для предоставления полигона для помётохранилища, чтобы это было подальше от жилых домов. На сегодняшний день на существующем помётохранилище работы не ведутся. Городской акимат предоставил земельный участок для нового помётохранилища в километре от жилого сектора. Сегодня на предприятии необходимо начать применять современные технологии обработки птичьего помета.

Так, если ежегодно от 1 курицы накапливается 50-60 кг помета, то от 250 000 голов – 15 000 тонн. Учитывая выход биогаза и содержание в нем метана при использовании птичьего помета, можно рассчитать потенциальную годовую мощность (объем выработки газа) данной птицефабрики.

Подсчитать какое количество свежего навоза с определенной влажностью будет соответствовать 1 кг сухого вещества можно следующим образом:

от 100 отнимаем значение влажности навоза в процентах (для птичьего помета в среднем 70 %), а затем делим 100 на это значение: 100: (100% - 70 %) = 3,3 килограмм свежего навоза.

Значит, с 3,3 килограммов свежего помета мы получаем 0,310-0,620 мᵌ биогаза, а с 1 килограмма свежего помета птиц можно получить в 3,3 раз меньше: 0,094 - 0,188 м3 биогаза.

При расчете приняты во внимание выход биогаза и содержание в нем метана (таблица 4).

Таблица 4 - Выход биогаза и содержание в нем метана при использовании разных типов сырья

Значит 15 000 тонн свежего птичьего помета выделяет до 2 820 000 м3 биогаза в год. А при условии планируемой на птицефабрике модернизации и расширения производства выработка биогаза может увеличиться в 3 раза и достигнуть 8 460 000 м3. На производство одного киловатта уходит порядка 100 килограммов куриного помета. Учитывая, что предприятие перерабатывает в год около 15 000 тонн птичьих отходов, будет получено 150 000 киловатт"зеленой" электроэнергии из возобновляемых источников - куриного помета. Электричество можно продавать по «зеленому» тарифу – 32 тенге за кВт/ч, при этом доход от реализации составит – 4 800 000 в год.

Предлагаемое мною устройство биогазовой установки (на основе 3 d визуализация и видеоролик) приведены в разделе 4.

Как показывает практика, подобные биогазовые системы, начинают себя окупать уже через 2 года после установки. Учитывая, что средний срок службы установки – 25 лет, то не сложно подсчитать прибыль, которую принесет подобное оборудование.

Заключение

Все вышесказанное дает нам возможность сделать следующие выводы:

- Мое предположение о том, что математика и химия связаны с экологией, подтвердилось. При изучении экологии возникает много вопросов, ответы на которые можно получить при помощи математики и химии. Математика позволяет проводить точные измерения, делать расчеты и подтверждать наблюдения. Химия позволяет давать оценку состояния природных объектов и явлений, положительных и отрицательных последствий деятельности человека в природе и социальном окружении.

Использованная мню методика анализа воды может быть использована для базового мониторинга состояния воды в городах, а следовательно и составления более полноценной экологической картины местности. Таким образом, мы можем определять степень загрязненности воды и микрорайонов в целом.

В разных районах возможно наблюдать ручьи и другие водные объекты с разной степенью чистоты. Данная работа может достаточно точно практическим путем определить свойства воды с разных участков. Использование этой методики возможно в разные промежутки времени и времена года, что позволит получить еще более конкретные значения и даже провести мониторинг по разным сезонам. А также в перспективе возможно проведение анализа воды и почвы, а также разработка карт их загрязненности (экокарт) в соответствии со спросом.

В ходе выполнения данного научного проекта мною был составлен среднестатистический экологический портрет учащихся; произведена оценка состояния отдельных природных объектов и явлений, положительных и отрицательных последствий деятельности человека на основе анализа воды и почвы; разработаный План мероприятий по защите окружающей среды (для образовательных учреждений) и Экологическая памятка; разработаны инновационные бизнес-модели (онлайн-платформы совместного пользования транспортом и переработки птичьего помета в биогаз).

В ходе исследования я научилась систематизировать, наглядно представлять данные, обобщать и делать конкретные выводы и предложения.

Список литературы

1. Шустов С.Б., Шустова Л.В., Горбенко Н.В. Химические аспекты экологии: учебное пособие для учащихся старших классов общеобразовательных организаций. Учебник. М.: Русское слово, 2015.

2. Иорданский А.Д. Первый шаг в большую химию. Химия и жизнь. – 1992.- №8.-С. 17-21.

3. Монин А.С., Шишков Ю.А. Глобальные экологические проблемы. – М.: Знание,2011.

4. Концепция по переходу Республики Казахстан к «зеленой экономике». Указ Президента Республики Казахстан № 577, А., 30 мая 2013 года.

5. Национальный доклад о состоянии окружающей среды и об использовании природных ресурсов РК, Нур-Султан, 2019 г. 494 с.

6. Информационный бюллетень о состоянии окружающей среды Республики Казахстан за 1 полугодие 2020 г., Нур-Султан, Департамент экологического мониторинга, 302 с.

7. Бондаренко Е.В., Дворников Г.П. Дорожно – транспортная экология: учебное пособие/ под. Ред. А.А.Цыцуры. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004, 113 с.

8. Мордвович А.Г., Семенов П.В. «События. Вероятности. Статистическая обработка данных: Доп. Параграфы к курсу алгебры 7-9 кл. общеобразоват. учреждений. - 3-е изд.- М.: Мнемозина, 2005, 287 с.

9. Г. В. Дорофеев, С. Б. Суворова, Е. А. Бунимович, Л. В. Кузнецова, С. С. Минаева «Математика. Арифметика. Алгебра. Анализ данных» //Учебник, под редакцией Г. В. Дорофеева. М.: Просвещение, 2015, 186 с.

11. Курмангалиев, Р.М. Оценка гидроэкологической ситуации в бассейне реки Урал и ее влияние на формирование биоресурсов / Р.М. Курмангалиев, М.Х. Онаев, С.М. Жумин // Fылым жaне білім. – № 3. – 2009. – С. 135-140.

12. Онаев, М.К. Гидрохимический состав и техногенное загрязнение реки Урал / М.К. Онаев // Fылым жaне білім. – 2010. - № – С. 235-238.

16. Боев В.М., Верещагин Н.Н., Дунаев В.Н. Определение атмосферных загрязнений по результатам исследований снегового покрова // Гигиена и санитария.-2003.-№ 5.-С.69-71.

Приложение 1

Анкета

(на определение интереса к экологическим проблемам и уровня экологической культуры, а также отношения к природе и ее охране)

Убеждены ли Вы в необходимости сохранения природы?

а) да;

б) нет.

Проявляете ли Вы интерес к экологическим проблемам?

а) да;

б) нет.

Назовите ведущие экологические проблемы Казахстана?

Знаете ли Вы правила поведения человека на природе?

а) да;

б) нет.

Проводятся ли экологические, природоохранные мероприятия в Вашем городе, школе?

Как Вы оцениваете уровень своей экологической культуры?

имею низкий уровень

имею средний уровень

имею высокий уровень

затрудняюсь определить.

Отношение к природе и ее охране

(среди предлагаемых вариантов ответов необходимо пометить выбор «+»)

7. Как Вы относитесь к природе?

     а) бережно;

     б) ответственно

     в) безразлично;

     г) с любовью;

     д) неопределенно.

Что является главным фактором загрязнения окружающей среды?

а) транспорт;

б) промышленность;

в) сельское хозяйство;

г) деятельность человека;

д) атомные электростанции.

9. Кто, на Ваш взгляд, в первую очередь должен заниматься решением экологических проблем?

а) правительство;

в) каждый человек;

г) специалисты в области охраны окружающей среды;

д) партия «зеленых»;

е) наука.

10. Что, на Ваш взгляд, лежит в основе экологической культуры?

а) страх за свое собственное будущее, за все живое на земле;

б) стремление сохранить все многообразие природы;

в) здоровье будущих поколений;

г) осознание ответственности за дальнейшую эволюцию биосферы;

д) желание сохранить красоту окружающей нас природы.

Хотели бы Вы, чтобы Ваша будущая профессия была связана с природой, охраной природы

а) да;

б) нет.

11. Назовите ведущие экологические проблемы реки Урал?

12. Назовите основные пути решения экологических проблем реки Урал?

13. Оставляете ли вы мусор на побережье любого водоема?

а) да;

б) нет.

14. Знаете ли вы к чему приводят аварии в океанах нефтяных судов?

а) да;

б) нет.

15. Как вы думаете, страдают ли животные от мусора?

а) да;

б) нет.

16. Вы считаете экологические проблемы реки Урал важными?

а) да;

б) нет.

Приложение 2

План мероприятий по защите окружающей среды (для образовательных учреждений)

Приложение 3

ПАМЯТКА!

«Что должен делать любой человек для защиты окружающей среды?»

1.Каждый раз, после посещения пляжа и берега реки (озера, моря и т.п.), забирать с собой весь мусор.

2.  Стараться беречь воду, чтобы не перегружать очистные системы.

3.  Не выливать на землю и в канализацию масло, краски или химикалии, а утилизировать их безопасным для окружающей среды способом.

4.  Высаживать деревья, кустарники и цветы вокруг своего дома и в общественных местах.

5.  Ограничить использование полиэтиленовых пакетов и выбирать изделия с безопасной в экологическом отношении упаковкой.

6.  Соблюдать правила утилизации твёрдых бытовых отходов.

Приложение 4

Иллюстративный материал (чертежи, графики, фотографии, рисунки.)

Рисунок 1 – Фотоматериалы по проведению анализа качества воды

Рисунок 2 - Фотоматериалы по проведению анализа почвы

Рисунок 3 - Устройство и принцип работы биогазовой установки (3 dвизуализацияв программе ArchiCad, видеоролик)

Приложение 5

ОТЗЫВ

на научно-исследовательскую работу

ученицы 9 «Е»  класса

Назарбаев Интеллектуальной школы г. Уральск

Сейткалиевой Жулдыз

Для работы была выбрана тема «Химическая экология в математических расчетах». В работе четко определены цели и задачи, позволяющие раскрыть одну из важнейших проблем настоящего времени – это проблемы экологического состояния окружающей среды и влияние на организм человека. Вопросы, связанные с проблемами экологии, являются актуальными для каждого человека и могут принести пользу в целях сохранения природных богатств страны и в целом человечества.

Новизна и практическая значимость проекта: в работе сведены в одно целое сведения о влиянии различных факторов на воду и почву нашей области на данный момент. Хорошим дополнением работы является исследовательская часть, в которой представлена методология исследования и анализ полученных результатов обследования. В работе использованы различные методы исследования: опрос, наблюдения, работа с разными источниками информации: литература, интернет. Все наблюдения оформлены и иллюстрированы. Работа довольно трудоемкая, но ученица справилась с таким объемом материала. Главная ценность работы в том, что учащаяся получила новые знания и умения, научилась анализировать, обобщать, делать выводы на конкретных примерах своей деятельности. Работа вызвала интерес, так как имеет большую практическую значимость. Материал может быть полезен в качестве дополнительного материала для изучения экологической и научно-практической базы естественных дисциплин.

Также следует отметить, что практическая значимость научного проекта Сейткалиевой Жулдыз заключается в предложении 3 d визуализированного устройства биогазовой установки в программе ArchiCad и определении потенциала выработки биоэнергии в конкретных хозяйствах Западно-Казахстанской области (на примере ТОО «Уральская птицефабрика»).

Исследовательская работа структурно выстроена правильно, логична, четко сформулированы цель и задачи, присутствуют моменты исследования научного характера и заключение по работе. Жулдыз исследовала материал, выходящий за рамки школьной программы,  который сопровождается самостоятельно выполненными выкладками иллюстративного характера. Содержание отвечает выбранной теме, которая изучена и  раскрыта достаточно, учитывая возраст автора работы.

 Исследовательская работа четко структурирована, грамотно изложена, прослеживается логическая связь между частями работы, отличается завершённостью. Автор, используя общенаучные термины, показала в данном экопроекте свое видение необходимости и путей бережного отношения к окружающей среде, умело используя язык математики и химии.

Также в работе учащаяся проявила исследовательские качества, самостоятельность в изучении большого объема информации, компьютерную грамотность в оформлении и создании презентации к защите научного проекта. Считаем, что полученные результаты можно представить на конкурсах любого уровня.