XXII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование водных объектов на наличие пластических материалов

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Салтыков В.П. 1

---

1МОУ "Кременкульская СОШ"

Алексеева Н.Г. 1

---

1МОУ "Кременкульская СОШ"

Работа в формате PDF

340.5 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность: Исследование водных объектов в окрестностях села Кременкуль. является важным этапом в сохранении их экологической стабильности. Жители поселения используют водопроводную воду из скважины глубиной около 70м, колодца по улице Гагарина и озера Большой Кременкуль. Важно осуществлять контроль за экологическим состоянием источников водоснабжения населения. Озеро Большой Кременкуль пользуется широкой популярностью среди населения поселка и жителей города Челябинск. В жаркий летний день берега озера заполняются отдыхающими, желающими насладиться красотами прекрасного водоема. Иногда озеро нас огорчает появлением тины, гнилостного запаха, и покрытой ряской на поверхности воды. Глядя на водную гладь и прозрачную глубину неожиданно замечаешь на дне осколки стекла, пластика, кусочки материала явно неприродного происхождения. Необходимо проверить: действительно ли вода озера безопасна для людей, изучить ее физико-химический состав и как влияют продукты химической промышленности на экологическое состояние озера Большой Кременкуль. Очень удобно отдыхающим брать с собой одноразовую посуду из полипропилена, продукты поместить в полиэтиленовые пакеты, взять для детей пластиковые игрушки, воду для питья налить в бутылку их полиэтилентерефталата или из более дешевого материала поливинилхлорида. После отдыха люди на берегу оставляют уже ненужные пластиковые предметы, содержащие токсические вещества. Солнце, высокая температура воздуха, водная среда способствуют разрушению полимеров. Так постепенно происходит загрязнение водных объектов, разрушается экология озера.

Объекты исследования: Водные источникиокрестностей села Кременкуль: колодец, скважина, акватория озера Большой Кременкуль,

Предмет исследования: Физико-химический состав воды и определение наличия пластических материалов на водных объектах.

Гипотеза: Источники водоснабжения населения с. Кременкуль не содержат пластических материалов и пригодны для использования в быту.

Цель: Обнаружение пластических материалов на воде, изучение их свойств и влияние на экологическое состояние водных объектов.

Задачи:

1.Изучить географию села Кременкуль, озера Большой Кременкуль и его современное использование.

2. Провести физико-химический анализ воды трёх водных объектов..

3.Изучить свойства органических соединений на воде (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид) и их влияние на окружающую среду.

4.Изучить возможность устранения экологической проблемы на озере Большой Кременкуль.

Методы исследования: наблюдение, описание, измерение, химический эксперимент, химический анализ (качественный, количественный), физико-химический, органолептический анализ, метод биоиндикации. визуального осмотра и принудительного дрифта, анализ литературы и полученной информации, сравнение и сопоставление полученных данных.

I. Теоретическая часть

I.1. Общие сведения. География, современное использование озера Большой Кременкуль.

Смотрите приложение №2

I.2. Методика физико-химических (органолептических) исследований и определение наличие хлора, железа. Органолептические исследования.

Смотрите приложение №3

I.3. Состав и свойства органических соединений - синтетических полимеров.

Смотрите приложение №4

I.4.Влияние микро-пластика на здоровье человека.

Смотрите приложение №5

I.5.Влияние хлоридов на здоровье человека.

Смотрите приложение №6

II. Исследовательская часть.

2.1.Органолептические исследования (запах, цветность, прозрачность), водородный показатель и минеральный состав:

Для изучения были взяты пробы воды трёх объектов: водопроводная вода из скважины села Кременкуль, колодца на улице, озера Большой Кременкуль. В результате органолептических исследований было установлено:

Цветность

По шкале цветность, которая состоит из ряда колбочек одинакового стекла и одинаковой емкости на белом фоне определили, что испытуемые образцы подошли к стандарту 20 градусов, но небольшими отклонениями. На глубине 0.3 метров цветность равна 22 градуса. (см. таблицу 1)

Таблица 1. Цветность.

Запах

Для определения, воду нагревают до 20⁰С и до 60⁰С. Отмеряли по 10 мл испытуемой воды, тщательно её перемешивали вращательными движениями, затем сдвигали стекло и нюхали. Оценивали интенсивность запаха по пятибалльной шкале ( 1 – запаха нет, 5 – сильный запах) ( см. таблицу 2).

Таблица 2 Запах

Вода из всех трех исследованных объектов относится к 1 группе (1-2 балла) и только на глубине 0.5 метров, интенсивность запаха с водорослей и тиной относится ко 2 группе.

Прозрачность

Берут цилиндр Спеллинга с плоским дном и с градуировкой по сантиметрам. В результате получилось, что вода в колодце и скважине прозрачная соответствует ГОСТу.

Таблица 3. Прозрачность

Прозрачность всех трех водных объектов соответствует ГОСТу, но вода взятой в озере на глубине 0.5 метра, имеет прозрачность равную 30 см, то есть на границе нормы. (см. таблицу 3)

Определение pH среды

Для определения характера среды было взято по 5 мл испытуемой воды, в которую опустили полоски для определения уровня pH - это универсальные индикаторные бумаги и сравнивали с эталонной шкалой. (см. таблица 3)

Таблица 4 Определение pH среды

Результаты исследования показали, что pH всех трех объектов нейтральный характер среды, но в двух точках 2 и 3 пробы воды показали слабо - щелочной характер (см. таблицу 4). Вероятнее всего это связано с загрязнением прибрежной зоны.

Определение pH происходило по шкале.

Определение хлор - иона (во всех 3-ех точках)

Хлор-ион определяли следующим образом, налили 5 мл воды и добавили 3 капли 10%-ого раствора азотнокислого серебра. Определяли его наличие по осадку. Сравнивая, со стандартной таблицей, получили: в колодезной воде, слабую опалесценцию 10 мг/л, в скважине сильная муть 50 мг/л, вода пригодна для питья и использования в быту, желательно после кипячения.

В трех пробах, на глубине 0,3 метра образовался белый объёмный мутный осадок с показателем 350мг/л, но это граница нормы, что соответствует нормам СанПиНа.

Таблица 5 Определение хлор-Иона.

Во всех исследуемых водных объектах обнаружены хлор-ионы, их количество соответствует нормам СанПиНа.

Максимальное количество Cl^- содержится в воде прибрежной зоны озера.

Определение содержания хлора в органических объектах

Наличие хлора установили при нагревании органического вещества с медью. Прикоснемся спиралью к испытуемой жидкости или поместим на спираль маленький кусочек испытуемого объекта, затем вновь поместить спираль в пламя спиртовки. Наблюдаем зеленое окрашивание пламени, свидетельствующее о наличии хлора во взятом органическом растворителе.

Определение железа

Железо присутствует в природных водах в виде гидрокарбоната Fe(HCO₃)₃. Наличие железа (II, III) является показателем жесткости воды. При высокой концентрации этого элемента вода приобретает неприятный металлический вкус и быстро мутнеет. _.Повышенное содержание солей железа способствует зарастанию водопроводных труб осадками. Для определения железа в воде провели качественные реакции:

Fe(HCO₃)₂ --- _{( при t 30, медленно}) → Fe(OH)_{2 ↓(буро-зеленый)} + 2CO₂

Эта реакция протекает в озере в летний период, при прогревании воды на глубине 50 см. и более, жаркий летний день.

Изначально осадок белый, но при взаимодействии с воздухом меняет свою окраску на зеленоватый цвет.

Fe(HCO₃)₃ три гидрокарбонат железа (III), который достоверно не определяется, Fe(CO₃)₃ карбонат железа (III), в водной среде разлагается.

FeCl₃ – хлорид железа (III), который определяется качественной реакцией, с роданидом калия, с образованием кроваво-красного осадка.

FeCl_{3 +} 3NH₄NCS → Fe(NCS)_{3↓(кроваво-красный)} + 3NH₄Cl

А ион хлора определяется нитратом серебра.

FeCl₃ + 3AgNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3AgCI

II.2. Обнаружение продуктов химической промышленности (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, пенополистирол, (полихлорвинил)). Для исследования из воды взяты образцы: пищевая пленка, фрагменты сап доски, резиновой подошвы, фрагмент куртки (искусственная кожа).

Таблица 6 Исследование образцов органических соединений

В результате исследований взятых образцов было определено, что пищевая пленки, фрагменты сап доски, флип флопа, кусочек искусственной кожи, относятся к органическим веществам синтетическим полимерам. Которые были исследованы и определенны виды полимеров: полиэтилен, пенополистирол, полипропилен, поливинилхлорид. Исследуя предметы, собранные на водных объектах, мы можем отметить, что их достаточно много – это пакеты, бутылки, обувь, одежда, остатки продуктов питания, ткани и прочий мусор, который плавает на поверхности воды. В ходе проведения физико-химических исследований отмечено, что по органолептическим свойствам, это в основном: твердые, часто прозрачные вещества, с разнообразной палитрой цветов. Характер горения сопровождается едким дымом или без него. При горении зачастую ощущается запах пластмассы. Все, выше перечисленные, объекты для изучения устойчивы к кислотам и щелочам. Хлор определился в кусочке материала от куртки из искусственной кожи. (Таблица 6) Продукты химической промышленности занимают природную нишу водоема, попадают в природную цепь обитателей воды. Наблюдая за животным миром водоёма, применяя метод биолокации, отмечаем наличие личинок и взрослых особей подёнки, веснянки, ручейника. Наличие чувствительных или толерантных к загрязнителям гидробионтов является показателем сохранения экологической стабильности озера Большой Кременкуль. Собранный и нами утилизированный пластиковый мусор наносит вред экологии нашего озера Большой Кременкуль и других водных источников. При воздействии воды, температуры и других факторов внешней среды он разрушается и превращается в микро пластик, который загрязняет окружающею среду и вызывает различные заболевания. Например, полипропилен хоть и не токсичен, но при взаимодействии с различными компонентами ( красители, пластификаторы, стабилизаторы, антисторители) при разрушении становятся опасными для человека. Полное разложение пластмассы происходить лишь, только через 700 лет! Применяя методы отбора водных организмов методами визуального осмотра и принудительного дрифта, мы смогли определить чистоту воды. Для биоиндикации вод важны личинки амфибиотических насекомых, личинки которых живут в воде, а взрослые насекомые (имаго) - имеют крылья и живут на суше, летая вблизи водоемов. Среди насекомых самые важные - поденки (Ephemeroptera), веснянки (Plecoptera) и ручейники (Trichoptera), потому что они самые чувствительные к загрязнениям организмы бентоса, они - показатели чистой воды. Эти отряды присутствуют в воде и разнообразны - значит озеро экологически чистое!

Выводы

1.В результате исследований водных источников выявлено, что в колодезной воде и воде из скважины пластических материалов не обнаружено. Органолептические исследования данных объектов показали: цветность соответствует, допустимым нормам СаНПиНа, равна 20 градусам, запах 1-2 балла от слабо ароматного до слабо хлорного, прозрачность 60-70 см. Водородный показатель в единицах PH равен 7, среда нейтральная, содержание железа в воде незначительно. Количество хлор – иона от 10 мг/л до 50 мг/л. Все показатели качества воды соответствуют нормам СаНПиНа, значит вода из колодца и скважины пригодна для питья и использования в быту, желательно после кипячения.

2. В результате проведенного физико-химического анализа воды озера Большой Кременкуль, выявлено, что показатели проб воды взятой с глубины 1,5 м, на расстояние от берега 70 м соответствуют нормам СаНПиНа,, Определено, что на глубине 0,3м (пробы взяты из трех точек озера, северо-западного берега), цветность ниже нормы, равна 22 градусам, вода желтоватая с крупными органическими фрагментами. Ощущается, характерный запах водорослей и тины, 3 балла, во всех трёх точках. Прозрачность 20 см, вода мутная, с зеленовато-бурым оттенком, предположительно из за повышенного количества ионов железа (II, III) .Водородный показатель, PH равен 8 в двух точках, то есть слабо щелочной характер среды. (Схема 1).

3. Качественный анализ собранных продуктов химической промышленности: пищевая плёнка, фрагменты: сап доски, резиновой подошвы, куртки из искусственной кожи показал, что все они являются синтетическими полимерами. Установлено, что по органолептическим свойствам, это в основном: твердые, часто прозрачные вещества, с разнообразной палитрой цветов. Характер горения сопровождается едким дымом или без него. При горении зачастую ощущается запах пластмассы. Все, вышеперечисленные, объекты устойчивы к кислотам и щелочам. Хлор определился в кусочке материала от куртки из искусственной кожи.

4. Метод биоиндикации помог оценить состояние и изменение в качестве воды, по наличию чувствительных или толерантных к загрязнителям гидробионтов. Были найдены личинки поденки, веснянки и ручейника. Личинки и взрослые особи были замечены на берегу озера, а это показатель сохранения экологической стабильности озера Большой Кременкуль.

Заключение

В условиях закрытия водной лаборатории использовать методику физико-химического анализа чистоты воды, при изучении источников водоснабжения населения.

Экологический потенциал озера Большой Кременкуль достаточно высок. Вода озера соответствует нормам санитарно-эпидемиологической службы и пригодна для использования в быту. Проведен физико-химический анализ проб воды в 3-х точках. В результате работы исследованы органолептические свойства воды: цветность, прозрачность, запах, которые соответствуют ГОСТу, рН0 и щелочность воды соответствуют норме. Исследование воды на наличие железа и хлоридов показало их наличие в воде согласно допустимым нормам. Вызывает опасение равнодушных людей, загрязняющих водоем бытовым мусором: пластиковые бутылки, посуда, полиэтиленовые мешки, которые разрушаясь, превращаются в микропластик и появляются в цепи питания, обитающих в озере рыб. Микропластик в воде, которую мы пьем, и в воздухе, которым мы дышим, может напрямую поражать людей. Рыбу вылавливает человек, для которого такой улов становится потенциально опасным для здоровья. По наблюдению рыбаков, в озере Большой Кременкуль сейчас раздолье для хищной рыбы ротана, а численность промысловых рыб: карп, пелядь – резко сократилось.

Для спасения нашего Озера Большой Кременкуль летом, мы участвовали в экологическом десанте на побережье водоёма, собрали и утилизировали несколько мешков мусора. Выпустили и распространили листовки – рисунки на пляже, разъясняющие отдыхающим о правилах уборки мусора для сохранения чистоты воды и возможных последствиях не соблюдения экологических требований. Мы обратились к Главе Кременкульского сельского поселения Глинкину А.В. о раздельном сборе мусора в специальные контейнеры и нас поддержали в этом важном вопросе. Сейчас на берегу озера находятся контейнеры для мусора и жители нашего села Кременкуль считают, что нам необходимо продолжать разъяснительную работу с приезжающими отдыхать на берег этого удивительно красивого уральского озера Большой Кременкуль. Считаем, что озеру необходимо помогать, что бы процесс самоочищения водоёма не прерывался и люди, купаясь, отдыхая на водоёме, только укрепляли своё здоровье.

Выдвинутая нами гипотеза о том, что источники водоснабжения населения с. Кременкуль не содержит пластических материалов, частично подтвердилась. Синтетические полимеры обнаружены в воде озера Кременкуль.

Чтобы не нарушить естественный цикл самоочищения озера необходимо выполнять следующие рекомендации, для сохранения экологической стабильности озера Большой Кременкуль:

1.Не допускать стихийные свалки из продуктов химической промышленности, на побережье они вызывают загрязнение и зарастание водоема водорослями. Озеро начинает пениться, ощущается неприятный запах. Нарушается естественный цикл самоочищения озера.

2.Необходимо сократить использование пластика в быту из-за присутствия в нем различных токсичных веществ, загрязняющих окружающую среду и отравляющих нашу еду. Желательно использовать посуду из экологически чистых материалов. Выпуск листовки.

3.Так же нужен контроль за водными стоками в озеро, как и запрет на близкое расположение автомобилей к водному зеркалу из-за попадания бензина и различных масел в воду

4.Вода озера Большой Кременкуль экологически пригодна для применения только в бытовых целях и на расстоянии больше 10м от берега.

Список литературы:

1. Андреева М. А. Озёра среднего и южного Урала – Челябинск.: Юж.- Урал. кн. изд-во, 2002 г.

2. Андреева М. А. и др. Природа Челябинской обл. изд. ЧГПУ, 2000 г.

3. Алеврас Н. Н., Конюченко А. И., История Урала «Южный Урал» – Челябинск.: Юж.- Урал. кн. изд-во, 2000 г.

4. Вшивкова Т.С., Д. Морз, Международный детский экологический симпозиум, 2006, Владивосток, Россия.

5. Груздев В.С. Биоиндикация состояние окружающей среды Научная мысль 2023г.

6. Издательство стандартов. Вода питьевая. Методы анализа. – Москва: Издательство стандартов, 1984 г.

7. Левит А. И. География, экология, природопользование. «Южный Урал» - Челябинск.: Юж.- Урал. кн. изд-во, 2001 г.

8. Опекунова М.Г. Биоиндикация загрязнений Издательство Санкт-Петербургского ГУ 2013

9. Шувалов Н. И. От Парижа до Берлина по карте Челябинской области – Челябинск.: Юж.- Урал. Кн. изд-во, 1989 г.

10. Шустов С. Б. Шустова Л. В. Химические основы экологии - М.: «Просвещение», 1995

11. Экологический словарь Конкорд ЛТД – М: Экспром, 1993 г

12. Яновская Л.А., Современные теоретические основы органической химии

Интернет- ресурсы:

13. https://ru.wikipedia.org/

14. https://www.tourister.ru/world/europe/russia/city/chelyabinsk/lakes/33374

15. https://style.rbc.ru/health/5f51f0bd9a794765496c80e8

16. https://diasel.ru/article/hloridy-v-vode-chto-eto-takoe/

17. https://www.xn----itboohhbdm8h.xn--p1ai/articleph

18.https://wp.wiki-wiki.ru/wp/index.php/

19. https://www.rts-tender.ru/poisk/gost/3351-74

20. https://diasel.ru/article/kak-opredelit-zhelezo-v-vode/

21. https://www.ng.ru/society/2022-06-28/100_213828062022.html

Приложение №1 Озеро Большой Кременкуль

Приложение №2

I.1. Общие сведения. География, современное использование озера Большой Кременкуль.

Поселок Кременкуль находится в западной части Сосновского района Челябинской области, на берегу озера Большой Кременкуль. Кременкуль - название Тюркское, в переводе с башкирского означает «Каменное озеро»: «кремень» - камень (камень, производящий искры). Наличие слюдяных блесток на каменном берегу в тихую погоду могло дать название озеру в давние времена, а древние люди не давали пустых имен. Археологи на берегу озера находили орудия труда первобытных людей. В 2023году Кременкульскому поселению исполнилось 260 лет.

В настоящее время озеро так же имеет промысловое, хозяйственное и культурное значение, источник бытовой воды для жителей села Кременкуль. Оно дает улов рыбы это: карась золотой, ротан, гольян, пелядь (сырок), карп, рипус для питания населения. Озеро Большой Кременкуль: котлованного, бессточного типа, площадь водного зеркала 3120 м². Наибольшая глубина до 5 метров. Грунты дна озера Большой Кременкуль каменистые, илистые, песчаные. На дне находится тина – это сине-зеленные водоросли и значительная зарастаемость берегов водной жесткой растительностью: тростник, рогоз, широколистный камыш, что приводит к обогащению воды органическими веществами и резкому снижению кислорода в ней в зимний период.

Береговая линия озера слабо изрезанная. Озеро имеет овальную форму. Питается озеро за счет атмосферных осадков и грунтовых вод, родников. Западный берег покрыт березовым лесом и зарослями черемухи, боярышника. Здесь живут птицы: варакушка, камышевка. Эти места издавна служат местом отдыха жителей. У каменистого участка и в других местах берег заболочен. Ранее в зарослях черемухи было гнездище соловьев. В связи со строительством домов, поломками черемухи, животными и людьми, соловьев стало мало. По берегу гнездятся: красноголовый нырок, чирок, свистунок. Встречается ласточка береговая, серебристая чайка, речная крачка.

Ещё озеро доставляет эстетическое наслаждение своими пологими песчаными и каменными берегами, камышовыми зарослями с водяными птицами. Вода в озере должна быть безопасна по химическому составу и благоприятна по органолептическим свойствам, пригодна для хозяйственных целей. Особое внимание уделяется токсикологическим показателям качества воды, которые характеризуют безвредность её химического состава и включают нормативы для веществ в открытых водоёмах. Вода, к сожалению, легко загрязняется чуждыми ей примесями. В акватории озера Большой Кременкуль можно выделить следующие источники загрязнения: бытовыми стоками, атмосферными сточными водами (талыми и дождевыми), от сельхоз предприятия Митрофановское, самовольного выброса бытового мусора (пластмассовые бутылки, полиэтиленовые пакеты, консервные банки, одноразовая посуда) на берегу озера и на водном зеркале отдыхающими и садоводами. Кременкульское сельское поселение и озеро испытывают технологические нагрузки: Редукторный завод; Молочный завод; Газовая котельная; Автомобильная трасса: Челябинск-Екатеринбург, Москва, Уфимский тракт. Загрязняется атмосферный воздух – изменяется газовый состав атмосферы, в результате выбросов газов тракторами, стационарными источниками, автомобилями. Они «выдыхают» оксид азота, углекислый газ, сажу, другие токсичные компоненты, поставляющие до 60 % вредных веществ. В результате на водном объекте наблюдается обширное цветение воды, ощущается неприятный гнилостный запах, падает прозрачность. Поэтому важно исследовать органолептические показатели воды, обеспечивающие благоприятные свойства: запах, вкус, цветность, мутность. Все показатели должны соответствовать требованиям санитарно-эпидемиологической службы, так как воду озера Большой Кременкуль используют для бытового назначения и купания.

Приложение №3

I.2. Методика физико-химических (органолептических) исследований и определение наличие хлора, железа. Органолептические исследования.

Цветность.

Цветность определяется в градусах. Чем ниже цветность, тем вода чище. В водный лаборатории была взята шкала цветности, которая представляет собой ряд колбочек из одинакового стекла и одинаковой емкости. В пустую колбу 0,5л из такого же стекла наливаем испытуемую воду и сравниваем со стандартной шкалой на белом фоне.

Запах. Органолептические методы определения запаха: 1) Характер запаха воды определяют ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлорный, ароматный). Определение запаха при 20^оС В колбу притёртой пробкой вместимостью 250-350мл отмеряют 100 мл испытуемой воды с температурой 20^оС. Колбу закрывают пробкой, содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями, после чего колбу открывают и определяют характер интенсивности запаха. Интенсивность запаха воды оценивают по пятибалльной шкале согласно требованиям таблицы.

Прозрачность

Берут цилиндр Спелинга с плоским дном и с градуировкой по сантиметрам. Смотрим в цилиндр, который располагаем на расстоянии 1м от окна, в цилиндр наливаем испытуемую воду столб высотой 40 см и на расстоянии 4 см до дна читаем шрифт. Если шрифт не читается, отливаем воду до тех пор, пока будет читаться шрифт. Высота столба, при котором читается текст = 55см т.е вода хорошая и прозрачная, соответствует ГОСТу.

Качественное определения хлор-иона

В колориметрическую пробирку наливают 5мл воды и добавляют три капли 10%-ного раствора азотнокислого серебра. Примерное содержание хлор-иона в мг/л определяют по осадку или мути в соответствии с требованиями: 1.Опалесценсия муть (1-10); 2. Сильная муть (10-50); 3.Образуются хлопья, осаждающиеся не сразу (50-100); 4.Белый объемный осадок (Более 100).

Определение содержания железа в воде

Концентрации железа в природных водах незначительна, её нельзя определить гравиметрическим или нитрометрическим методом. Для этой цели лучше воспользоваться реакцией ионов железа с роданидом аммония NH₄SCN, которая сопровождается образованием кроваво-красного окрашивания роданида железа(III).

Определение щелочности и рH среды Определение щелочности в мг-кв. Щелочность обусловлена наличием анионов слабых кислот: HCO₃-, CO₃²-,

HS-, HSiO₃-, SiO₃²-. Для пробы взято 100мг испытуемой воды, приливаем 3-4 капли индикатора метилоранжа. Полученный раствор титруют 0,1нормальным раствором HCI, происходит распад жёлтой краски в оранжевую, считаем капли. Количество капель, используемых на титрование равно щелочности. Определяем рH среды с помощью универсальной индикаторной бумаги, которую надо обмакнуть в воду, затем положить на белую непромокаемую подложку и быстро сравнить окраску полоски с эталонной шкалой. Величина рН=7 соответствует нейтральному показателю раствора, если показатель меньше 7, то это соответствует кислотной среде, если больше 7, то щелочному составу.

Определение содержания хлора в пластических материалах

Наличие хлора можно установить при нагревании органического вещества с медью: хлор образует с медью летучую соль, окрашивающую пламя в характерный изумрудно-зелёный цвет. Готовят спираль на конце медной проволоки и прокаливают ее в пламени горелки до тех пор, пока пламя от спирали уже не будет окрашиваться.

Прикоснемся спиралью к испытуемой жидкости или поместим на спираль маленький кусочек испытуемого объекта, затем вновь поместить спираль в пламя спиртовки. Наблюдаем зеленое окрашивание пламени, свидетельствующее о наличии хлора во взятом органическом объекте

Приложение №4

I.3. Состав и свойства органических соединений - синтетических полимеров

Полиэтилен:

Твердый, белого цвета, термопластичный, немного жирный на ощупь материал, напоминает парафин. Это сходство можно понять, если учесть, что полимер по строению предельный углеводород (парафин) с большой молекулярной массой. Полиэтилен горюч, химически стоек по отношению к реагентам. Полиэтилен горит голубоватым, слабо светящим пламенем. Растворы кислот, щелочей, окислителей (перманганата калия) на него не действуют. Концентрированная азотная кислота разрушает полиэтилен.

Как хороший диэлектрик он широко используется для изоляции электропроводов и кабелей, применяемых в различных средствах связи, высокочастотных установках. Значительная водо- и газонепроницаемость пленок полиэтилена позволяет использовать их как упаковочный материал для различных изделий и продуктов питания. В сельском хозяйстве пленки нашли применение для строительства теплиц, для устранения фильтрационных потерь воды в каналах, для укрытия плодово-ягодных культур и саженцев от заморозков и т. п. Химическая стойкость полиэтилена дает возможность изготовлять трубы, детали в химическом аппаратостроении, емкости для хранения и перевозки химически агрессивных жидкостей.

В больших количествах из полиэтилена изготовляют предметы бытового назначения: фляги, кружки, упаковочные пакеты и т. д.

Поливинилхлорид

Термопластичный полимер, линейные макромолекулы которого построены по типу «голова – хвост» (Mr от 10 000 до 150 000). Получают его радикальной полимеризацией хлорвинила СН₂=СНCI в присутствии инициаторов, дающих при распаде Cl свободные радикалы для начала роста цепи. По составу и строению поливинилхлорид можно рассматривать как хлорпроизводное полиэтилена. Атомы хлора, заместившие часть атомов водорода, прочно соединены с углеродными атомами. Поэтому поливинилхлорид устойчив к действию кислот и щелочей, обладает хорошими диэлектрическими свойствами, большой механической прочностью. Он практически не горит, однако сравнительно легко разлагается при нагревании, выделяя при этом хлороводород. На основе поливинилхлорида получают пластмассы двух типов: винипласт, обладающий значительной жесткостью, и пластикат – более мягкий материал.

Из винипласта готовят химически стойкие трубы, детали химической аппаратуры, аккумуляторные банки и многое другое. Пластикат идет на изготовление линолеума, искусственной кожи, клеенки, непромокаемых плащей, используется для изоляции проводов, в том числе подводных кабелей и т. д.

Пенополистирол:

Пенополистирол представляет собой газонаполненный материал, получаемый из полистирола и его производных, а также из сополимеров стирола. Пенополистирол является широко распространённой разновидностью пенопласта, таковым обычно и называется в обиходе. Обычная технология получения пенополистирола связана с первоначальным заполнением гранул стирола газом, который растворяют в полимерной массе. В дальнейшем производится нагрев массы паром. В процессе этого происходит многократное увеличение исходных гранул в объёме, пока они не занимают всю блок-форму и не спекаются между собой. В традиционном пенополистироле используются хорошо растворимый в стироле природный газ для заполнения гранул, в пожаростойких вариантах пенополистирола гранулы наполнены углекислым газом. Также существует технология получения   пенополистирола, в котором отсутствует какой-либо из газов.

Пенополистирол, который был получен методом вспенивания легкокипящей жидкости, состоящий из тонкоячеистых гранул, спекшихся между собой. Внутри гранул пенополистирола есть микропоры, между гранулами — пустоты. Механические свойства материала определяются так, чем больше прочность, тем ниже водопоглощение, гигроскопичность, паро- и воздухопроницаемость.

Пенополистирол чаще всего используется как теплоизоляционный и конструкционный материал. Его применяют в строительстве, вагоно- и судостроение, авиастроение. Большое количество пенополистирола применяется как упаковочный и электроизоляционный материал.

Поливинилхлорид:

Термопластичный полимер, линейные макромолекулы которого построены по типу «голова – хвост» (Mr от 10 000 до 150 000). Получают его радикальной полимеризацией хлорвинила СН₂=СНCI в присутствии инициаторов, дающих при распаде Cl свободные радикалы для начала роста цепи. По составу и строению поливинилхлорид можно рассматривать как хлор производное полиэтилена. Атомы хлора, заместившие часть атомов водорода, прочно соединены с углеродными атомами. Поэтому поливинилхлорид устойчив к действию кислот и щелочей, обладает хорошими диэлектрическими свойствами, большой механической прочностью. Он практически не горит, однако сравнительно легко разлагается при нагревании, выделяя при этом хлороводород. На основе поливинилхлорида получают пластмассы двух типов: винипласт, обладающий значительной жесткостью, и пластикат – более мягкий материал.

Из винипласта готовят химически стойкие трубы, детали химической аппаратуры, аккумуляторные банки и многое другое. Пластикат идет на изготовление линолеума, искусственной кожи, клеенки, непромокаемых плащей, используется для изоляции проводов, в том числе подводных кабелей и т.д.

Приложение №5

I.4.Влияние микро-пластика на здоровье человека.

Микропластик — это любой кусок полимера, который образуется в результа тестирания больших кусков материала, выброшенных в окружающую среду. Размер микропластика — примерно от 5 мм (размер зернышка риса) до микроскопических  означает, что они могут проникать в организмы широкого круга живых существ, в том числе и в планктон, составляющий основу морской пищевой цепи. Проглоченные микропластические частицы повреждают органы и выделяют внутри организма опасные химические вещества — от разрушающего гормональный фон бисфенола  А (БФA) до пестицидов. Такое влияние нарушает защитные функции организма, а также останавливает рост и размножение клеток. Как микропластик, так и выделяемые ими химические вещества накапливаются в пищевой цепи, потенциально влияя на целые экосистемы, включая здоровье почв, в которых мы выращиваем нашу еду. Микропластики в воде, которую мы пьем, и в воздухе, которым мы дышим, так же могут напрямую поражать людей.

Исследователи также обнаружили, что полимеры, попавшие в организм, выделяют опасные химические вещества. Вредить могут  и побочные загрязнители окружающей среды, к примеру, пестициды, которые притягиваются к поверхности пластика и губительно влияют на  печень.

Приложение №6

I.5.Влияние хлоридов на здоровье человека.

Хлор – микроэлемент, ассоциирующийся у большинства людей с жидкостью, которой дезинфицируют предметы быта, полы, мебель и т.д. Хлор необходим организму человека для поддержания нормальной жизнедеятельности. Главным источником хлора является каменная соль. С развитием медицины люди узнали, что это вещество участвует в обменных процессах в организме и крайне необходимо для нормального пищеварения. Именно оно помогает удерживать в тканях жидкость, за счет чего организм не обезвоживается и не теряет влагу. При изменении его дозировки в ту или иную сторону человек начинает болеть: (отекают конечности и лицо, меняется давление, сердце работает с перебоями). Хлор отвечает за здоровье эритроцитов (красных кровяных телец).

Почти всю суточную норму хлора человек получает из соли, продуктов питания и хлорированной воды из-под крана. Максимально допустимая доза этого вещества составляет 7000 мг. Если человек сидит на бессолевой диете, в его организме может возникнуть недостаток хлора. Усугубить ситуацию способна повышенная кислотность желудочного сока, при которой потребность в хлоре возрастает, а также чрезмерная двигательная активность, занятия спортом заставляют человека потеть, в результате чего хлор выводится до ниже предельно допустимого уровня. При нарушении кислотно-щелочного баланса у человека могут выпадать волосы и крошиться зубы.

Но именно с хлорированной водой, вызывающей в организме избыток хлора, ученые связывают общее ухудшение здоровья людей. В мире участились случаи сердечных заболеваний, рака и слабоумия. Хотя доля больных раком печени и почек составляет лишь небольшой процент от общего числа заболевших, более 80% страдающих болезнями иммунной системы обязаны этим хлорированной воде. Негативное влияние этого элемента испытывают органы дыхания, а токсины, содержащиеся в питьевой воде, с которыми хлор справиться не в состоянии, вызывают нарушения на генетическом уровне. Надо учитывать, что хлор попадает в организм не только с питьевой водой, но и через кожу во время купания, причем количество токсинов, поступающих в кровь таким путем, возрастает в 10–20 раз. О симптомах переизбытка хлора должен знать каждый человек, чтобы вовремя обратиться за помощью к врачу. К ним относятся едкий сухой кашель, ощущение сухости и раздражения во рту и горле, головная боль, резь в глазах, вызывающая повышенное слезотечение, тяжесть в области желудка и частые простуды с повышением температур.