XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Анализ качественного состояния водных источников Валуйского района

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Хазеева А.Д. 1

---

1МОУ "Колосковская СОШ" Валуйского района Белгородской области

Ненашева Е.С. 1

---

1МОУ "Колосковская СОШ" Валуйского района Белгородской области

Работа в формате PDF

683.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Цель работы: выявить экологическое состояние водных источников Валуйского района.

Задачи:

- установить основные параметры качества воды;

- взять пробы воды из пресных водных источников Валуйского района;

- провести лабораторный анализ воды по органолептическим и физико-химическим показателям и сделать выводы;

- выявить отклонения образов воды по качественным показателям;

- выявить факторы, влияющие на экологию пресных водоемов нашей местности.

Данный исследовательский проект позволяет изучить качественный состав водных источников Валуйского района, выявить степень загрязненности воды. Сделать выводы о степени пригодности воды для различных нужд человека.

Данная работа состоит из следующих частей:

Сбор и анализ теоретических данных. Рассмотрение вопросов о роли воды для человека и природы, выявление факторов, которые негативно влияют на качественное состояние воды и изучение природных водных источников, расположенных на территории Валуйского района.

В практической части с помощью специальных лабораторных методик анализировали органолептические и физико-химичские показатели воды

В заключении сформированы основные выводы по проделанной работе, даны практические рекомендации.

Содержание

Введение............................................................................................................4

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ......................................................6

Значение воды для человека и природы...................................................6

1.2 Факторы, влияющие на качественное состояние водных источников...6

1.3 Водные источники Валуйского района......................................................7

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ..........................................................9

2.1 Отбор проб воды...........................................................................................9

2.2 Этапы исследования.....................................................................................9

2.3 Анализ органолептических показателей воды.........................................10

2.4 Анализ физико-химических показателей качества воды.........................11

Заключение........................................................................................................16

Список использованной литературы............................................................17

Введение

Что для каждого человека и живого существа значит вода - вода -это одно из самых важных и значимых веществ на планете. Именно благодаря воде и возможна жизнь на нашей планете. Все химические и биологические процессы происходят с участием воды. В состав всех живых организмов входит вода. Без воды человек не может прожить больше трех дней. Поэтому необходимо знать состояние природных источников воды, проводить мониторинги качества, так как быстрый темп развития промышленности может навредить данным источникам.

Актуальность данной работы заключается в том, что проблема качества питьевой воды занимает очень важное место. Именно, качество воды очень сильно влияет на здоровье человека. Поэтому, необходимо знать какую воду мы употребляем, ее показатели, соответствует ли вода гигиеническим требованиям. Человеку необходимо знать какую воду он употребляет, безопасна ли она и какие вещества в ней содержатся.

Цель исследования: выявить экологическое состояние водных источников Валуйского района.

Задачи:

- установить основные параметры качества воды;

- взять пробы воды из пресных водных источников Валуйского района;

- провести лабораторный анализ воды по органолептическим и физико-химическим показателям и сделать выводы;

- выявить факторы, влияющие на экологию пресных водоемов нашей местности.

Гипотеза. Качественное состояние пресных водных источников Валуйского района соответствует норме.

Объект исследования:  

Источники пресной воды Валуйского района

Вода река Валуй

Вода река Оскол

Вода родник с. Хохлово

Вода из водонапорной башни с. Колосково

Вода из школьной скважины с. Колосково

Вода частная скважина с. Колосково

Бутилированная вода «Крещенский Родник» в качестве контрольного образца.

Предмет исследования:  Качественный состав воды.

Формы и методы исследования. Анализ литературы, экскурсия, лабораторные опыты, экологический мониторинг, сравнение, обобщение.

Место проведения исследования: МОУ «Колосковская СОШ»

Время проведения исследования:сентябрь2022 год.

Материально-техническое обеспечение проекта: персональный компьютер, лабораторное оборудование по химии, реактивы, дидактические материалы.

Практическая значимость: 

Значимость полученных результатов заключается в том, что проведенный экологический мониторинг может заинтересовать многих людей, показать качество воды, какую мы употребляем, удостовериться в чистоте природных источников воды, а, также, спрогнозировать возможные способы охраны и защиты водоемов от загрязняющих факторов.

Исследовательская работа включает в себя следующие этапы:

Первый этап – теоретический анализ литературных источников.

Второй этап – практическая часть.

Третий этап – обработка результатов, систематизация, обобщение.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Значение воды для человека и природы

Вода - это один из самых важных элементов жизни.

Вода играет огромную роль в природе, такт как участвует во многих процессах на Земле.

Без воды невозможно существование ни животных ни растений. Вода способствует образованию биоэкосистем. Большие источники воды, такие как реки, озера, моря и океаны играют роль в формировании климата.

За счет своей теплоемкости вода способствует формированию необходимого комфортного температурного режима. Именно, благодаря воде и происходит фотосинтез (образование кислорода и необходимых органических веществ растением с помощью углекислого газа и воды) [7].

Для человека вода, также играет огромную первостепенную роль в жизни. Само тело человека содержит 70-80% воды. Без воды человек бы просто не выжил. В день человеку необходимо выпивать около двух литров воды. При недостатке воды в организме начинается нарушение важных жизненных процессов. Но после получения воды все процессы в организме восстанавливаются.Все клетки организма, также получают кислород и необходимые питательные вещества за счет воды.

Вода используется во всех сферах жизни, начиная от утоления жажды и заканчивая купанием.

Вода может, также, послужить даже лекарством. Например, при высокой температуре, воспалительных процессах, отравлении и т.д. необходимо пить как можно больше воды, чтобы выводить из организма различные шлаки и токсины.

Но и здесь нужна золотая середина. Избыток воды, также, может оказаться вреден для организма [3].

Факторы, влияющие на качественное состояние водных источников

Так как большая часть воды находится в морях и океанах, и которая содержит большое количество соли, то такая вода совсем непригодна для питья и проведения различных производственных процессов.

Поэтому самая ценная вода для человека, естественно, является пресная вода. К сожалению, запасы пресной воды ограничены. Большое количество пресной воды находится в ледниках или глубоко в недрах земли. Поэтому такие источники необходимо беречь от воздействия разных неблагоприятных факторов. Проблема загрязнения воды одна из самых важных проблем [8].

Почему происходит загрязнение водных источников. В первую очередь, это связано с постоянно развивающейся промышленностью. Различные вредные веществ и отходы производства постоянно сливают в реки, озера, водоемы. Среди таких вредных веществ можно отметить самые распространенные продукты:

- отходы нефтеперерабатывающих предприятий,

- тяжелые металлы,

- ядохимикаты,

- стоки городских канализаций,

- стоки животноводческих ферм.

Загрязненная вода теряет все свои необходимые свойства и может быть даже опасной при ее употреблении. Именно поэтому чистая питьевая вода всегда в цене [1].

Загрязненная некачественная вода может содержать хлор, избыточное содержание солей жесткости, разные болезнетворные микроорганизмы и вирусы.

Конечно, воду можно очистить от примесей и солей жесткости специальными фильтрами для воды, но и они порой не спасают если вода очень сильно загрязненна.

Поэтому очень важно проводить мониторинг качества водных источников. И в первую очередь бережно относится к источникам, созранять их чистоту. Необходимо ценить чистую воду. Ведь вода - это жизнь [2].

Водные источники Валуйского района

Река Оскол, протекает на территории Валуйского района.

Река Оскол является самым большим притоком Северского Донца. Название реки связано с большим количеством меловых пород (осколин), которые распространены подолине реки.

Длина реки — 472 км, в пределах Белгородской области  — 220 км. площадь водосборного бассейна — 14 800 км².

Речная долина в верхнем течении узкая, к г. Старому Осколу её ширина увеличивается до 1,5–2 км, к г. Валуйки – до 3–5 км. Пойма реки широкая, заливаемая, местами заболоченная, с большим количеством рукавов и стариц. Русло извилистое, течение спокойное. Ширина русла от 10 до 40 м. Дно неровное с перепадом глубин от 0,4 м на перекатах до 10 м на плёсах. Скорость течения небольшая – около 0,2 м/с, на перекатах – до 1 м/с.

Река берет свое начало в Курской области.

На реке расположены два крупных водохранилища: Старооскольское в верховье, Червонооскольское вблизи устья.

Одним из наиболее крупных притоков реки Оскол является Валуй [5].

Валуй — река в Белгородской области. Длина реки — 68 км, площадь её водосборного бассейна — 1340 км². Берёт начало близ села Хлевище Алексеевского района. Течёт на юго-запад по песчаной равнине, покрытой мелким лесом, местами прерываемой меловыми холмами.

В 4 км ниже города Валуйки впадает в реку Оскол.

Ширина реки нигде не превосходит 50 метров при глубине до метра. Дно реки в большей части заиленное [6].

Фото № 1. Река «Оскол»

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Отбор проб

Пробы воды отбирались в специальные чистые бутылки объемом 100 мл.

2. Этапы исследования

- оценка органолептических показателей

- аанлиз физико-химических показателей качества

Анализ органолептических показателей воды.

Методики исследования.

Визуальная оценка качественных показателей воды – прозрачность, запах, наличие осадка после отстаивания.

Фото № 2 Проведение оценки Фото № 3 Проведение визуального анализа органолептических показателей воды прозрачности воды

Фото № 4 Вода из водонапорной башни с. Колосково (слева)

и вода со школьной скважины (справа)

Фото № 5 Вода частная скважина с. Колосково (слева)

и вода родник с. Хохлово

Фото № 6 Вода река «Валуй» (слева),

вода река «Оскол» (посередине),

бутилированная вода «Крещенский родник (справа)

Таблица № 1 Органолептические показатели качества воды

Вывод: в результате проведения органолептической оценки образцов воды было установлено следующее: образцы питьевой воды со школьной скважины с. Колосково, из водонапорной башни с. Колосково и родника с. Хохлово соответствуют норме и соответствуют контрольному образцу, в качестве которого была взята питьевая бутилированная вода «Крещенский родник». Образцы воды из частной скважины с. Колосково и образцы воды с рек Оскол и Валуй отличаются по таким показателям как прозрачность, запах. Имеют слегка кислый непонятный запах и слегка желтоватый оттенок.

Анализ физико-химических показателей воды

Методики исследования

Измерение pH среды.

Для измерения pH водной среды использовали универсальный индикатор.

Универсальный индикатор поместить в пробирку с образцом воды. Затем необходимо сравнить полученный цвет воды на индикаторной полоске со шкалой pH.

рН питьевой воды согласно СанПиН должен иметь рН 6,5–8,5.

Фото № 7 Измерение pH среды образцов воды Фото № 8 Сравнение цвета индикаторной полоски со шкалой цвета

Определение содержания хлоридов.

Поместить 2-3 мл образца воды в пробирку. Приготовить 10% раствор нитрата серебра. Добавить в пробирку с образцом 3 капли 10% раствора нитрата серебра. При наличии ионов хлора выпадает белый осадок. Чем больше выпало осадка, тем выше содержание хлоридов в образце [10].

Высокое содержание хлоридов может свидетельствовать о сильном загрязнении водоема.

Фото № 9 Определение содержания хлоридов

Определение содержания сульфатов.

Поместить 2-3 мл образца воды в пробирку. Приготовить 5% раствор хлорида бария и 0,1 % раствор соляной кислоты. В пробирку с анализируемым образцом воды добавить 2 капли раствора хлорида бария и добавить 0,5 мл раствора соляной кислоты. При наличии сульфат анионов в образце будет выпадать белый осадок. Чем больше осадок, тем больше содержание сульфатов в образце [4]. Высокое содержание сульфатов может говорить о сильном загрязнении водоема.

Фото № 10 Определение содержания сульфатов

Определение содержания солей меди, бария, железа.

Поместить 2-3 мл образца воды в пробирку. Приготовить 5% раствор натриевой щелочи. В образец воды добавить 2 мл раствора натриевой щелочи. Выпавший голубой осадок свидетельствует о наличии в образце воды солей меди, выпавший белый осадок будет говорить о наличии солей бария, выпавший бурый осадок свидетельствует о наличии солей железа[9].

Фото № 11 Определение содержания солей меди, бария и железа

Определение жесткости воды

Для определения величины жесткости воды на одно предметное стекло нанести несколько капель исследуемой воды, на другое стекло несколько капель дистилированной воды. Дистилированная вода не содержит растворенных солей, поэтому стекло не побелело. Небольшой белый налет свидетельствует о небольшом содержании растворенных солей [7].

Фото № 12 Определение жесткости воды

Определение наличия органических примесей.

В пробирку налить 2-3 мл образца воды. Добавить 2-3 капли раствора перманганата калия до розового цвета. Нагреть содержимое пробирки. О наличии органических примесей будет свидетельствовать выпадение буро-коричневых хлопьев оксида марганца. Цвет воды при этом должен поменяться на желтовато-коричневый[10].

Фото № 13 Определение наличия органических примесей.

Фото № 14 Визуальная оценка наличия примесей

Таблица № 2 Физико-химические показатели воды

График № 1. Сравнение физико-химических показателей качества воды

Вывод:

В результате проведенного исследования было установлено, что данные образцы воды содержат среднее количество хлоридов, кроме воды из частной скважины с. Колосково, здесь проба оказалась наиболее мутной с небольшим осадком при внесении реактива.

Ни в одном образце не было выявлено сульфатов.

Небольшие органические примеси были обнаружены в двух образцах частная скважина с. Колосково и река Валуй.

Соли меди и соли бария не были обнаружены ни в одном из образцов.

Качественная реакция на соли железа была выявлена в двух образцах частная скважина с. Колосково и река Валуй. Более высокий желтый оттенок солей железа был выявлен в образце частная скважина с. Колосково.

pHсреды находится в пределах нормы 8-9 во всех образцах-щелочная среда, кроме двух, частная скважина с. Колосково и река Валуй, здесь он находится в пределах 7, т.е. более сдвинут в кислотную сторону, по сравнению с другими образцами, но все равно соответствует норме.

Заключение

Таким образом, в результате проведенного исследования можно сделать следующий вывод:

1. Водные источники Валуйского района, а именно, вода из родника с. Хохлово, вода с водонапорной башни с. Колосково и вода из школьной скважины соответствуют нормальным качественным показателям, отклонений не наблюдается.

2. Вода из частной скважины с. Колосково наиболее сильно отличается по качественным показателям. В данном образце воды, по сравнению с другими образцами, выявлено более высокое содержание хлоридов, солей железа и имеется небольшое количество органических примесей. Данное соотношение примесей, возможно, зависит от состава грунтовых пластов, через которые проходит вода. Поэтому вода из скважин в с. Колосково будет отличаться даже на незначительном расстоянии. Сама Белгородская область славится своими меловыми и железными ископаемыми, что и будет отражаться на составе воды.

3. Вода из рек Валуй и Оскол по сравнению друг с другом имеют практически одинаковые качественные показатели. Но вода в реке Оскол более чистая по органолептическим показателям и содержит меньшее количество неорганических солей и органических примесей, по сравнению, с водой из реки Валуй. Возможно, это связано с тем, что часть реки Валуй проходит через центр города, откуда в нее могут попадать вредные вещества, тяжелые металлы и тд. Тем более проба воды была отобрана рядом с дорогой. Проба воды реки Оскол, наоборот,была взята возле с. Кузнецовка, вдали от дороги.

В целом вся исследуемая вода соответствует качественным требованиям. Сильных негативных отклоненйи по качественным показателям выявлено не было.

Практические рекомендации: в дальнейшем необходимо регулярно проводить мониторинг водной среды для исследования качественных показателей воды и для выявления каких-либо отклонений.

Для снижения жесткости воды и дальнейшего ее употребления возможно применение специальных фильтров для очистки.

Естественно, чтобы природные источники оставались чистыми и пригодными для дальнейшего использования необходимо не засорять реки и водоемы различными отходами производства и жизнедеятельности человека. Не выбрасывать различные ядохимикаты и другие опасные вещества. Ведь чистая вода - залог нашего здоровья.

Список использованной литературы

Медовар А.М. «Охрана водоёмов от химического загрязнения», М, ЦНИИСП, 1986г.

Крешков А.П. Основы аналитической химии. 3-е издание. Т.I – V.Химия, 1970.

Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравьева А.Г., Гущина Э.В. Практикум по экологии. – М.: АО МДС, 1996. – 126 с.

Рыжов И.Н. Оценка состояния водных объектов // Биология в школе. 1996. №5. – С. 12-13

Хомченко Г.П. Учебник химии – М.: Новая волна, 1996. – 304с.

https://ru.wikipedia.

https://beluezd.ru

https://librica.ru/77-reka-valuy.html

https://www.iwp.ru/commerce/water-analysis/

https://nsportal.ru/shkola/khimiya/library/2014/12/24/issledovatelskaya-rabota-khimicheskiy-analiz-pitevoy-vody-v