СОКРОВИЩА МЕЛОВОЙ ГОРЫ

II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

СОКРОВИЩА МЕЛОВОЙ ГОРЫ

Клименко А.В. 1
1МОУ "Шелаевская СОШ" Валуйского района Белгородской области
Вереина В.Е. 1
1МОУ "Шелаевская СОШ"
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

 

  1. Введение

Родной край – Валуйская земля. Отсюда каждый из нас начинает познавать Родину – великую Россию. Наша Белгородская область расположена на Средне - Русской возвышенности, в центре Европейской части России. Красива природа нашей местности. Леса и луга, широкие поля и речные долины, меловые обнажения скалами спускаются к воде.

Вдоль русла Оскола тянутся песчаные валы (дюны), их отложили древние потоки воды в ледниковый период. Площади песков были укреплены посадками сосны и кустарников. Каждому из нас надо понимать, любить и беречь родную природу. Многие из нас катаются с родителями на лыжах, ходят на пляж рек Оскол и Ураевка летом, и везде нас окружают горы. Такие привычные, что мы их даже не замечаем, может, даже и не считаем их горами. А эти горы необычные – они меловые. Мел можно увидеть на склонах оврагов, в глубоких балках берут белую глину для побелки. Это было для меня давно известно. Но я был удивлён тем, что мел бывает ещё и на большой глубине. Оказывается, что меловые горы гораздо выше! Их высота состоит из надземной и подземной частей. Я это увидел, когда пробивали скважину у бабушки. Меловые отложения с кусочками кремния и слюды начались на глубине 18 метров, и прошли мощный слой до отметки 31 метр. Мне стало интересно узнать, что же такое мел и где его используют и почему его так много на Белгородчине. Им ведь не толь пишут на доске в школе и белят в домах. Я решил узнать о происхождении мела, изучить его свойства и применение.

Цель работы: узнать о происхождении мела; изучить его физические и химические свойства; составить список наиболее крупных месторождений мела и объёма добычи на них; изучить спектр применения мела и его влияние на качество воды.

Задачи: изучить печатные источники по теме; рассмотреть физические и химические свойства мела; узнать, какое значение имеет мел в жизни людей.

Актуальность этой темы заключается в том, живя на родной земле надо знать не только её историческое прошлое, но и геологическую историю края.

В ходе исследования было поставлена задача: доказать, что мел Белгородчины важное полезное незаменимое полезное ископаемое широко применяемое в различных отраслях.

II.Теоретическая часть

Что же такое мел? Мы пишем мелом у доски на уроках. Им чертят классики на земле школьники. Рисуют на асфальте маленькие дети. Белят стены у себя в домах бабушки. Но мало кто знает, что мел образовался из живых существ, которые жили в море! 100 миллионов лет назад на Русской равнине было тёплое море мелового периода. В нём развивались мельчайшие организмы – фораминиферы – простейшие, с известковым панцирем. Среди них плавали хищники – белемниты – и питались фораминиферами, как следствие насыщались известью.

При отмирании скелеты этих организмов оседали на дне моря. Из фораминифер образовался чистый мел, в котором встречаются скелеты белемнитов, в народе названные «чёртов палец». Мел в нашей местности имеет сложный состав: 90% - это органические осадки (панцири фораминифер и остатки водорослей древнего моря) и 10% примесей (скелеты белемнитов, кварциты, полевой шпат, включения кремния). В промышленности ценится чистый мел, а примеси усложняют процесс его получения.

Меловые толщи не являются монолитом, их рассекают трещины вертикально и горизонтально, по которым стекают дождевые и талые воды. Эти трещины образуются из – за многократного сезонного замораживания и размораживания, что способствует разрушению скальных пород. Куски мела, скатываясь к подошве горы, крошатся и образуют осыпи мела с видимыми вкраплениями кремния и «чёртовых пальцев».)

Мел является вершиной айсберга, под ним находится слой мергелей (это мел, видоизменённый давлением верхних горизонтов, и как следствие у него другие физические и химические свойства), а ещё ниже юрские чёрные глины (образовавшиеся до мелового периода в палеозойскую эру) и тонкий слой угля палеозойской эры.

Установлено, что прочность мела зависит от его влажности. На поверхности он сухой и легко разрушается, в глубоких слоях является монолитом. Для разработки меловых месторождений геологи определяют химический состав мела, чистоту и мощность слоя. Решающим при отборе месторождения является наличие высокого содержания карбонатов (чистый мел).

  1. Физические и химические свойства мела

Опыт №1. Пишем мелом по доске. Мел слоится одинаково по всем направлениям.

Вывод: физические свойства мела одинаковы по всем направлениям.

Опыт №2. Пишем сухим и влажным мелом на доске.

Вывод: влажный мел плохо слоится, вода является связующим компонентом.

При работе в карьерах мел с высокой влажностью осложняет добычу и переработку. Он забивает зубья ковша экскаватора, налипает на кузова самосвалов и транспортёры, плохо размалывается.

Опыт №3. Порошкообразный мел для побелки размешать в воде. Получится взвесь, которая со временем оседает на дно.

Вывод: мел не растворяется в воде.

Опыт №4.В порошкообразный мел для побелки добавить небольшое количество воды. Образуется вязкая однородная масса, которая липнет к рукам.

Вывод: мел обладает эластичностью и вязкостью.

Опыт №4. Кусок влажного и сухого мела разбить молотком.

Вывод: сухой мел легко колется, причём угадать направление раскола невозможно; влажный мел расколоть не удалось.

Опыт №5. Кусок мела помещаем в морозильную камеру, затем нагреваем в комнате. Опыт повторяем до тех пор, пока кусок не начнёт осыпаться

Вывод: при неоднократном замораживании и размораживании мел разрушается, т. е. не обладает морозоустойчивостью. Применение его в качестве подушки под асфальтовые дороги ведёт к преждевременному разрушению дорог.

Опыт №6. В почву с высокой кислотностью добавить крупные крошки мела.

Вывод: мел разрушается, кислотность почвы уменьшается. Этот процесс длится в течение многих лет.

Опыт №7. Развести мел в воде, прокипятить.

Вывод: мел оседает на стенках чайника. Это же происходит в стиральных машинах и другой бытовой технике, где используется вода. Удалить его можно, добавив в воду при кипячении лимонную кислоту.

Опыт №8. Пластину из мела нагревать в пламени горелки. Измерить температуру обеих сторон пластины до и после эксперимента

Вывод: температура обратной стороны изменилась незначительно, значит мел плохо проводит тепло.

Выводы: природный мел – это разновидность известняка (карбонатная порода) не растворяется в воде, при увлажнении вязок и эластичен, сухой при нагрузке проявляет свойства хрупкости. Прочность мела зависит от влажности.

IV.Особые места меловых гор

1.В давние времена в меловых кручах вырубались пещеры для укрытия от ненастья. Божко Андрей Александрович, аспирант БелГУ, рассказал мне, что между сёлами Ураево и Саловка они во время экспедиции нашли пещеру, в которой увидели осколки кремния и кости диких животных. С его точки зрения, это место являлось стоянкой древних людей, которые приходили за кремнием для изготовления орудий труда.

2.В нашей местности несколько храмов – монастырей. Их вырубали монахи на значительных глубинах в монолитной меловой горе. Сырой мел не давал возможности обрушения. Такой подземный храм был освящён 4 апреля 1914 года в честь Игнатия богоносца в Валуйках. Меловой коридор, ведущий к храму, полого опускался на 300 саженей (650метров). Его вырубили в Храповской горе на месте пещеры, которую использовали древние люди. Монахи надземного монастыря, до сих пор ведшего полунатуральный образ жизни, решили прорыть пещерный храм. Это решение было связано с тем, что к этому моменту было закончено строительство железной дороги и количество паломников, посещавших монастырь, увеличилось. Эти работы велись на пожертвования купца Николая Алексеевича Иванова, который являлся владельцем маслобойного завода, паровой мельницы и торговых заведений. В 30-е годы храм был разорен. В настоящее время территория пещерного храма благоустроена, это памятник истории и культуры. В верхнем храме проходят службы. В пещерном храме проводятся экскурсии.[1]

3.Холковский монастырь действующий. Сюда стекаются паломники с разных мест. При научных исследованиях в пещерах монастыря обнаружено высокое содержание кислорода, йода и озона, которые выделяются из толщи меловых отложений. Это благотворно сказывается на здоровье людей с заболеваниями дыхательных путей, щитовидной железы и нервными расстройствами. Здесь хорошая вентиляция, сухо и температура 8С круглый год. Специалисты считают, что в меловых пещерах можно создавать помещения для лечебных целей. Монахи – отшельники, жившие в меловых пещерах отличалось долголетием.

V. Месторождения и добыча мела

О том, что мела много, говорят названия населённых пунктов области: Белгород и его микрорайон Крейда (по – украински «мел»), Белый Колодзь, Беломестное, Меловое, Беленихино, Белянка.

В Белгородской области находятся основные запасы мела России. Их хватит на 500 лет, чтобы обеспечить всю страну продукцией из мела и на основе мела. В нашей области мел встречается повсеместно, но разрабатывается только около 30 месторождений. Лучшие сорта мела имеют снежно – белый цвет и состоят из чистого карбоната кальция. Крупнейшие предприятия по добыче и переработке мела, и сопутствующих пород находятся в Белгороде, Старом Осколе, Шебекино. Это Лебединский ГОК, Шебекинский меловой завод, Стойленский ГОК, Белгородский завод стройматериалов. Здесь перерабатывается основная доля полезных ископаемых. Кроме этого существует много карьером по добыче мела. Добывают мел и в Валуйках.

Без мела невозможно изготовить цемент, который широко используется в строительстве. Старооскольский цеметный завод с 1969 года выпустил более 100млн. тонн цемента. Его использовали для строительства космодром Байконур, Новооворонежская, Курская и Калининская атомные электростанции, спортивные сооружения Олимпиады 1980 года в Москве, взлётно – посадочная полоса аэропорта Пулково, комплексы «Москва - Сити» и другие здания и сооружения. Объекты Сочинской олимпиады тоже построены на цементе, произведенном в нашей местности.[2]

Мел из Валуек отправляют по всей стране. Это школьные мелки, молотый мел и цветная клеевая побелка.

  1. Применение мела

Мел и его примеси применяется в различных отраслях производства: для очисти свекольного сока на сахарных заводах; в бумажной промышленности; резино – технической промышленности; при изготовлении лаков и красок; в стекольной промышленности; при изготовлении спичек; при производстве извести и цемента; в фармакологии для изготовления таблеток и как самостоятельное лечебное средство для сохранения и укрепления костной ткани; в парфюмерии; в кабельной промышленности; как компонент готовых завтраков для детей «Растишка», «Агуша» ; для изготовления полупроводников; при производстве пластмасс; для уменьшения кислотности почвы; добавляют в корм скоту; является основным компонентом зубной пасты;ри строительстве зданий, сооружений и жилья.

Издавна население использовало пластины мела для облицовки стен и пола погребов. Около сотни лет назад на станции Валуйки облицевали стены и пол ледника мелом. Лёд запасали зимой, вырезая пластины на реке Оскол. Из-за плохой теплопроводности мела лёд сохранялся всё лето и уберегал продукты продовольственной базы от порчи. В народе до сих пор этот район вокзала называют «ледник». Колхозный подвал села Шелаево был облицован меловыми плитами из Ромашовского мела. Здесь до весны сохранялись яблоки и овощи, а в соленьях не развивалась плесень.

Мы рассмотрели свойства мела как полезного ископаемого: где он используется, что из него производят, насколько он важен в промышленности, в быту.

Но из-за большого количества мела в области (90% запасов России), вода Белгородской области очень жесткая. Жесткость - содержание в воде солей кальция и магния - карбонатов (а это и есть мел). Их не должно быть слишком много. Моя мама работает в лаборатории, и она говорит, что по санитарным нормам Российской Федерации жесткость не должна превышать 7 мг-экв./л. Т.к. жесткость воды очень сильно влияет на многие аспекты жизни человека:

1. Жесткость воды негативно влияет на оборудование, современную бытовую технику, системы отопления и подачи горячей воды (т.к. при нагревании образуется накипь - причина многих поломок).

2. Высокая жесткость воды ведет к перерасходу моющих средств при стирке.

3. После кипячения жесткой воды, на поверхности образуется пленка, ухудшается вкус воды.

4. Регулярное употребление жесткой воды образует камни в почках, солевые отложения в суставах, камни на зубах.

5. Ухудшается усваиваемость белков (а ведь это строительный материал организма) т.к. соли жесткости вступают в реакцию с животными белками.

6. Нельзя умываться жесткой водой: разрушается жировая пленка на поверхности кожи лица, головы - образуется сухость, шелушение, перхоть (кожа не дышит).

Как же определить вне лаборатории жесткая ли у тебя вода?

Если вода «мылкая», долго не смывается шампунь - все впорядке - вода мягкая.

А если на мытье уходит много моющего средства, при чаепитии на поверхности чая есть белесая пленка - вода жесткая. У меня она именно такая.

Мы рассмотрели свойства мела как полезного ископаемого: где он используется, что из него производят, насколько он важен в промышленности, в быту.

Но из-за большого количества мела в области (90% запасов России), вода Белгородской области очень жесткая. Жесткость - содержание в воде солей кальция и магния - карбонатов (а это и есть мел).

Их не должно быть слишком много. Моя мама работает в лаборатории, и она говорит, что по санитарным нормам Российской Федерации жесткость не должна превышать 7 мг-экв./л. Т.к. жесткость воды очень сильно влияет на многие аспекты жизни человека:

1. Жесткость воды негативно влияет на оборудование, современную бытовую технику, системы отопления и подачи горячей воды (т.к. при нагревании образуется накипь - причина многих поломок).

2. Высокая жесткость воды ведет к перерасходу моющих средств при стирке.

3. После кипячения жесткой воды, на поверхности образуется пленка, ухудшается вкус воды.

4. Регулярное употребление жесткой воды образует камни в почках, солевые отложения в суставах, камни на зубах.

5. Ухудшается усваиваемость белков (а ведь это - строительный материал организма) т.к. соли жесткости вступают в реакцию с животными белками.

6. Нельзя умываться жесткой водой: разрушается жировая пленка на поверхности кожи лица, головы - образуется сухость, шелушение, перхоть (кожа не дышит).

Как же определить вне лаборатории жесткая ли у тебя вода?

Если вода «мылкая», долго не смывается шампунь - все в порядке - вода мягкая.

А если на мытье уходит много моющего средства, при чаепитии на поверхности чая есть белесая пленка - вода жесткая. У меня она именно такая.

Сегодня мы с мамой провели эксперимент: отобрали воду с крана (у нас собственная скважина), с фильтра и кипяченую. У себя в аналитической лаборатории она провела химические исследования жесткости воды и других загрязнений. По полученным результатам мы сделали вывод:

1.В пос.Уразово вода жестче, чем в с.Шелаево (видимо это связано с выходом меловых отложений в разных местах ). В пос. Уразово жесткость воды превышает допустимую норму на 1,6 единицы. В с.Шелаево вода жесткая, но в пределах допустимого санитарными нормами РФ.

2. Как мы видим из результатов, убрать лишнюю жесткость помогает как кипячение воды, так и ее фильтрация. Но если вода очень жесткая, фильтры менять нужно как можно чаще (не реже 1 раза в 2 недели) или покупать специальный - для удаления жесткости.

3. На мое удивление, вода оказалась не только жесткой, но и с большим содержанием железа. Наша область богата не только мелом, но и железной рудой (это будет моим следующим исследованием).

4. По другим показателям вода полностью соответствует санитарным правилам и нормам на питьевую воду. Водородный показатель (рН) воды (кислая вода или щелочная) оказался нейтральным. Общее количество солей в воде - высокое, но после кипячения солесодержание снизилось в 4 раза (значит, основной состав солей - мел или карбонаты, которые легко убираются кипячением). Аммиак и нитриты говорят о близком соседстве навоза, канализаций или сточных вод с полей - у нас все в норме. Мама говорит, что если есть сульфиды - вода пахнет тухлыми яйцами. Наша вода ничем не пахла, что подтвердилось лабораторными исследованиями.

5. Мы с мамой убедились, как легко налет на чайнике растворился в кислой среде. На ночь залили чайник Кока-колой, утром от накипи не осталось и следа. Теперь я понял, почему мама в стиральную машину иногда добавляет лимонную кислоту или средства от накипи, и почему она не разрешает мне пить Кока-колу.

Вывод: в ходе выполнения работы, я узнал не только об уникальности наших меловых отложений, но и где мел используется, как он добывается, о его влиянии на качество природных вод (как положительных, так и негативных), на организм человека.

  1. Водные источники и охрана природы

На нашей Валуйской земле много подземных источников. Их воды профильтрованы через меловые толщи. Скважины с больших глубин подают воду предприятиям и населению. Обустроено много родников:

  • Это Вериговский родник с хрустальной водой; родник у Агеева сада, где обустроена зона отдыха;

  • родник в Логачёвке с высокими лечебными свойствами воды, подтверждёнными исследованиями Воронежского медицинского университета.( приложение 1)

  • родник у железной дороги в Шелаево, из которого брали воду строители железнодорожной ветки на Украину, работники кирпичного завода и железнодорожный госпиталь в 1942 году. За чистотой этого родника следят учащиеся нашей школы (приложение 1)

Родники и роднички отрываются в руслах рек и ручьёв. Есть даже такая детская забава: кто больше найдет родников на пляже.

В сёлах Ромашовка и Ураево есть скважины, где вода идёт под большим напором из - под толщи мела самотёком. Население использует её в лечебных целях.

Минеральная вода «Крещенский родник» обладает особой чистотой благодаря природному фильтру: меловым породам.

За годы XX века у природы взято больше, чем за всё время существования человечества. В нашей области уделяется большое внимание охране природы. Предприятия, ведущие разработки месторождений мела, высаживают деревья на склонах меловых гор, защищая их тем самым от выветривания. Лебединский ГОК в 2013 году посадил 200 га деревьев. Программа «Зелёная столица», нацеленная на озеленение территории области, коснулась всех. Даже в тех местах, где нет разработок, ведётся такая работа. Жители сёл и городов, по склонам и неухоженным местам высаживают ёлочки и плодовые деревца. Учащиеся нашей школы каждый год высаживают на близлежащих меловых горах косточки растений и любуются подрастающими деревцами.

  1. Заключение

Этой работой мы хотели показать, что мел имеет большое значение не только в промышленности, но и духовной жизни нашего края. В меловых горах хранятся настоящие сокровища русской культуры, сохраняется духовность. Я понял, что живя на земле, надо её холить и лелеять, брать и отдавать, ценить и преклоняться её терпению.

  1. Выводы и предложения

Выводы:

В ходе выполнения работы, я узнал о происхождении меловых гор, их составе, применении мела в промышленности, влиянии мела на качество воды.

Предложения:

  1. Мел практически безвреден для окружающих, но в производстве молотого мела много выбросов меловой пыли. Задача предприятий устанавливать пылеуловители.

  2. Оборудовать в меловых пещерах помещения для проведения медицинских процедур по образцу соляных палат в шахтах Урала.

  3. Освоить минеральные источники в сёлах Логачёвка и Ураево и поставлять воду населению.

Литература.

  1. М.И. Карагодин, Н.В. Савина. Среднее Поосколье. Исторический перекрёсток. Белгород. Бел.Ру,2008, стр.126

  2. http://magnatrf.ru/sparavka/

  3. Лора Камбурнак. Детская энциклопедия «Махаон» Динозавры и другие исчезнувшие животные. Editions FLEURUS, 1997. Перевод на русский язык. ООО «Издательская группа Аттикус», 2008

  4. СанПиН 2.1.4.1074 - 01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

  5. К.К. Галимская, Л.И. Рондикова. География Белгородской области. Воронеж. Центрально – Чернозёмное издательство, 1986

  6. Н.А. Антимонов. Природа Белгородской области. Белгородское книжное издательство, 1959.

Интервью с Сидякиной Пелагеей Ивановной, жительницей села Колыхалино.

Помощь в проведении лабораторных анализов: Клименко Марина Александровна.

Просмотров работы: 2183