VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование качества воды из родника, расположенного около п. Де-Кастри

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Шапорова  И.Г. 1

---

1МБОУ СОШ имени Героя Советского Союза С.В. Руднева п. Де-Кастри

Высоцкая  И.В. 1

---

1МБОУ СОШ имени Героя Советского Союза С.В. Руднева п. Де-Кастри

Работа в формате PDF

781.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Мы живем в Хабаровском крае - крае озер и рек, ручьев и болот. Славится водными богатствами и вся наша необъятная Родина. Вода всегда являлась одним из главных условий жизни на Земле. С давних времен русский народ выработал целый обрядовый комплекс почитания воды. Особой силой наделяли наши предки родники, и относились к ним с особым благоговением. Целебной родниковую воду тоже называют неспроста. Ведь подземная вода проходит через скальные породы и обогащается различными минеральными солями, очень полезными для здоровья. Именно отсюда идет обычай расчищать и обихаживать ключи, пить целебную воду и совершать в ней омовение.

Обратившись к толковому словарю, читаем: «Родник (ключ) – естественный выход подземных вод на земную поверхность на суше или под водой. Слово «родник» производное от «родной», то есть «рождающий» реку». [1]

В 2000-х годах родники стали обустраивать не только архитектурно - эстетически, но и с целью обеспечения санитарных и гигиенических требований. Некоторые из источников представляют собой уникальную природную ценность, многие из них имеют значение как памятники природы. К тому же, при возникновении чрезвычайной ситуации, родники часто единственный источник питьевой воды.

Выполнение данной работы по оценке экологического состояния источника даёт возможность оценить значимость сохранения водно-питьевых ресурсов, предотвращения их истощения, а также на рациональное водопотребление.

Тема предложенной работыактуальна в наше время, так как по Ульчскому району мало современных данных о состоянии родников. Проведенные экологические исследования позволяют выявить экологическую обстановку местности, где расположен родник.

Актуальность. Изучение родника, его исследование, составление паспорта – необходимое условие регулирования накопившихся экологических проблем нашего общества.

Проблема заключается в недостатке материалов по экологическому состоянию исследуемого родника в настоящее время.

Целью работы является изучение химического состава воды из родника и сравнение полученных данных с санитарными нормами питьевой воды в рамках исследуемых параметров.

Задачи:

научиться работать по методикам определения физических и химических показателей воды;

описать возможности использования источника для нужд населения,

определить экологическое состояние родника как природного источника воды посредством мониторинга данного объекта.

2. Основная часть

2.1.Обзор литературных источников и методик исследования

При работе над проектом, нами были изучены законодательные акты различного уровня об охране водных объектов.

В России разработана «Водная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года» [1]. Этот документ определяет основные направления деятельности по развитию водохозяйственного комплекса России, обеспечивающего устойчивое водопользование, охрану водных объектов, по формированию и реализации конкурентных преимуществ Российской Федерации в водной сфере. Россия может и должна стать мировым лидером в сфере водопользования. «Свой вклад может внести каждый, от Президента до первоклассника. Для этого надо просто бережно относиться к воде, не загрязнять водоемы и территорию вокруг них, принимать активное участие в экологических мероприятиях. Надо знать особенности воды в своем родном крае и понимать, что наши реки, озера и родники - это единая система. Если каждый гражданин страны будет заботиться о чистоте воды, то на всей Земле чистой воды станет больше», - сказал В.В. Путин. [1]

В «Стратегии национальной безопасности Российской Федерации до 2020 года» [2] в разделе IV - 8 «Экология живых систем и рациональное природопользование»прописано следующее: п. 85. «Стратегическими целями обеспечения экологической безопасности и рационального природопользования являются: сохранение окружающей среды и обеспечение ее защиты; ликвидация экологических последствий хозяйственной деятельности в условиях возрастающей экономической активности и глобальных изменений климата».

Изучены региональные документы, направленные на обеспечение экологической безопасности в Хабаровском крае в части охраны водных источников. Так, в Распоряжении Правительства Хабаровского краяот 11 декабря 2010 года N 758-рп «Об обеспечении экологической безопасности в Хабаровском крае на период до 2020 года» (с изменениями на 8 августа 2017 года) сказано, что «В Хабаровском крае ведется постоянная работа по сохранению окружающей природной среды и обеспечению ее защиты. В результате выполнения мероприятий, определенных постановлением Правительства Хабаровского края от 27 июня 2007 г. N 124-пр "Об экологической ситуации в Хабаровском крае и мерах по ее улучшению",достигнуты значимыерезультаты во многих направлениях.
За счет перевода на газ энергоисточников, модернизации пылегазоочистного оборудования на предприятиях края достигнуто снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух на 15,9 тыс. тонн, или на 12,2 процента. В целях охраны водных объектов при активном участии края подписан ряд российско-китайских соглашений. Налажена система российско-китайского мониторинга рек Амура и Уссури, создан и функционирует краевой центр экологического мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций». [3]

Санитарно-эпидемиологические правила и нормы. СанПиН 2.1.4.1074-01 (с изменениями от 7 апреля 2009 г., 25 февраля, 28 июня 2010 г.)[4] В данном документе прописаны гигиенические требования к качеству питьевой воды, а также правила контроля качества воды, производимой и подаваемой централизованными системами питьевого водоснабжения населенных мест.

Кроме законодательных актов мы использовали следующую литературу и стандартизированные процедуры:

При работе над проектом нами была использована книга «Школьный экологический мониторинг» под редакцией Т.Я. Ашихминой [5], в которой изучены принципы организации исследований по изучению природных объектов;

физико-химические методы мониторинга водных объектов; и методики работы по определению химических показателей воды.

Для проведении анализа воды на содержание различных химических веществ нами были изучены методические рекомендации по применению стандартизированных методик выполнения измерений, предоставленных для изучения химической лабораторией компании «Эксон Нефтегаз Лимитед», которая оказала содействие при проведении практической части данной работы.[6]

2.2 Географическое положение родника

Ульчский район расположен в центрально-восточной части Хабаровского края, протянувшись вдоль реки Амур с севера на юг на 340 км. На востоке омывается водами Татарского пролива. По поймам Амура разбросаны значительное количество озёр, протекают ручьи, встречаются родники. Водными ресурсами район обеспечен равномерно. Поверхностные и грунтовые воды используются для орошения полей и огородов, для бытовых нужд.

Исследуемый источник воды – родник, расположенный между поселками Де-Кастри и Чильба. История открытия этого родника неизвестна. Местные жители говорят, сколько живут здесь люди, столько и родник этот бежит. Даже названия у родника нет. Между собой жители данное место называют «Труба». Родник действительно оборудован – над поверхностью воды возвышается полутораметровая труба, из которой и бежит вода.

Фото 1. Около родника

Вода в роднике течет круглый год. Даже зимой в сильные морозы родник не замерзает! На Крещение, 19 января, местные жители охотно приезжают сюда в полночь набрать «святой» воды. Вблизи родника нет источников загрязнений: рядом отсутствуют сельскохозяйственные поля, фермы, бытовые отходы. В окрестностях родника не ведется хозяйственная деятельность, способная вызвать загрязнение воды в роднике.

3. Экспериментальная часть проекта

Санитарно-эпидемиологические правила и нормы определяют, что «…питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. Качество питьевой воды должно соответствовать гигиеническим нормам» [4]. В своей работе мы попытались исследовать некоторые физико-химические характеристики родниковой воды и сравнили их с показателями, определеннымиСанПиН 2.1.4.1074-01.

3.1. Анализ воды

Анализ воды — инструмент контроля ее состояния и свойств. Анализ воды на её химический состав можно проводить как в лабораторных, так и в полевых условиях. Мы проводили наши исследования в химической лаборатории компании «Эксон Нефтегаз Лимитед», ведущей свою деятельность на территории Ульчского муниципального района.

3.2. Определение физических свойств воды
Опыт 1. Определение прозрачности родниковой воды

Для определения прозрачности родниковой воды используем следующую шкалу оценки:

прозрачная вода;

мутная;

слабо мутная;

очень мутная.

Прозрачность воды обуславливается ее цветом и мутностью. Под дно помещаем лист. В стакан постепенно наливаем исследуемую воду. При этом следим, чтобы текст на листе читался сквозь воду. Как только текст перестает быть различимым, воду больше не приливают. Далее замеряем уровень столба жидкости – это и будет прозрачность воды в сантиметрах.
Вывод: исследуемая вода из родника за весь период наблюдения являлась прозрачной, поскольку газетный текст хорошо читался на высоте 20 см; вода прозрачная, так как бесцветна и не содержит окрашенных и взвешенных веществ.

Опыт 2. Определение количества взвешенных веществ в воде

Фото 2, 3. Проведение анализа

1.Воду взболтаем и нальем 50 мл в фарфоровую чашку

2.Фарфоровую чашу с водой выпариваем на песчаной бане.

3.Воду выпарили, и оставшиеся примеси взвешиваем на химических весах.

4.Количество взвешенных частиц, осевших на чашке, определяем по формуле, и полученное значение пересчитываем на 1 литр воды. Х= (В-А)/ V , где Х – масса взвешенных веществ в 1л воды, г, В – вес чашки со взвешенными веществами, мг, А – вес чашки до высушивания, мг, V – объем исследуемой воды, мг. Мутность питьевой воды должна быть не более 1 мг/л. А=240 мг; V=1000 мг; В= 540мг; Х= (540-240)/1000=0,3мг/л.

Вывод: данный показатель родниковой воды в пределах нормы.

Опыт 3. Определение цвета и мутности исследуемой воды

После мы исследовали воду на цветность и мутность на приборе спектрофотометре DR-6000.

Фото 4. Определение мутности воды

Вывод: исследуемая родниковая вода имеет параметры мутности 0,66; цветность воды - 0^0.

Опыт 4. Определение характера и интенсивности запаха питьевой воды

Фото 5. Определение запаха воды

В колбу налили 100 мл питьевой воды, закрыли колбу часовым стеклом и нагрели до 40⁰С. После этого колбу встряхнули, производя вращательное движение, сняли стекло и определили обонянием характер и интенсивность запаха [табл.1].

Вывод: исследуемая вода не обладает запахом.

Опыт 5. Определение вкуса и привкуса питьевой воды при температуре 20⁰С

Фото 6. Определение вкуса воды

Подготовленную воду набираю в рот маленькими порциями, держу во рту несколько секунд и определяю, что вкус и привкус не ощущаются. Воду не проглатываю [табл. 2]

Вывод: лабораторные исследования показали, что проба родниковой воды соответствует требованиям государственных норм и правил по данным показателям, исследуемая вода пригодна для питья.

3.3. Определение химических свойств воды

Опыт 6. Определение жесткости воды

Различают общую, временную и постоянную жесткость воды. Общая жесткость обусловленаприсутствием растворенных соединений кальция и магния в воде. Временная жесткость иначе называется устранимой или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная жесткость вызвана присутствием других солей кальция и магния. Общая жесткость варьирует в широких пределах в зависимости от типа породы и почв, слагающих бассейн водосбора, от сезона года. Величина общей жесткости в источниках централизованного водоснабжения допускается до 7 ммоль экв./л. При жесткости до 4 ммоль экв./л вода считается мягкой; 4-8 ммоль экв./л – средней жесткости; 8-12 ммоль экв./л – жесткой; более 12 ммоль экв./л – очень жесткой.

Мы исследовали воду на жесткость, способом титрования. Родниковая вода оказалась очень мягкой - 0,5 мг-экв./л.

Фото 7. Определение жесткости воды

Также примерную жесткость можно определить доступным способом по мылкости воды. В бутылку, заполненную родниковой водой, добавили немного приготовленного мыльного раствора, затем взболтали содержимое. В жёсткой воде мыльная пена практически не образуется, а в мягкой мыльной пены будет много.

Выводы: жесткость воды выражена крайне слабо. Поученный результат 0,5 мг-экв./л, при допустимом значении 7,0 мг-экв./л

Опыт 7. Водородный показатель (pH)

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (pH около 7). Величина pH воды водоемов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6-9 рН. В большинстве природных вод водородный показатель соответствует этому значению. Определяли значение рН воды из водоема сразу же после взятия пробы. Пробы были взяты в октябре 2018 года. Исследовали воду на кислотно-щелочную среду на приборе PH-метр.

Фото 8. Определение pH воды

Выводы: родниковая вода имеет рН 6,42, т.е. в пределах нормы, реакция приближается к нейтральной.

Опыт 8. Определение сульфатов в воде

Сульфаты тоже рассчитываются на спектрофотометрическом приборе.

Фото 9. Определение сульфатов в воде

Выводы: исследования показали, что содержание сульфатов воде не превышает 2,0 мг/дм³.

Опыт 9. Определение хлоридов в воде

Фото 10. Определение хлоридов в воде

Хлоридырассчитывались ареометрическим способом. В воду добавляли 1 мл хромата калия, получался раствор желтого цвета, к нему приливали нитрат серебра 0,05% концентрации.

Вывод: содержание хлоридов в воде – 4,4 мг/дм³.

Опыт 10. Определение содержания нитратов в воде

Фото 11. Определение содержания нитратов

Вывод: содержание нитратов в воде – 2,2 мг/дм³.

Опыт 11. Определение содержания железа в воде

Фото 12. Определение содержания железа

Вывод: содержание железа в воде – 0,01 мг/дм³.

4. Выводы

Для того, чтобы сделать вывод о качестве родниковой воды, сравним полученные нами показатели с предельно допустимыми концентрациями веществ, указанных в СанПиН 2.1.4.1074-01, регламентирующем гигиенические требования к качеству питьевой воды, а также правила контроля качества воды, производимой и подаваемой централизованными системами питьевого водоснабжения населенных мест.

Из таблицы видно, что по оцениваемым параметрам родниковая вода полностью соответствует нормам СанПиН 2.1.4.1074-01, предъявляемым к качеству воды. Проведенный анализ позволяет сделать вывод в высоком качестве родниковой воды – все оцениваемые параметры находятся в нижних пределах нормы. Однако в рамках данной работы мы провели далеко не полный анализ показателей химической безопасности родниковой воды.

Также, безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется, в том числе, и ее соответствием нормативам по микробиологическим и паразитологическим показателям. Исследования родниковой воды в этом направлении не проводилось.

Исходя из выше изложенного, нельзя сделать вывод о безопасности нашей родниковой воды для употребления.

В целом же, родниковая вода должна быть защищена от попадания в нее различных загрязнителей. В зоне санитарной охраны нашего родника нет источников загрязнения. Родник заключен в металлическую трубу. Работа по благоустройству подземного источника питьевой воды была проделана еще в советские времена. По словам местных жителей, воду использовали политические заключенные, которые проживали здесь. Они благоустраивали территорию вокруг родника: очищали от листвы, веток, вырубали заросли, чистили дорожку.

Однако сегодня благоустройству источника требуется внимание со стороны администрации Ульчского района. Родник нужно обложить природным камнем, подход к роднику выложить плитами. Исходя из высокого качества воды, целесообразно изыскать возможность проведения биологического анализа проб воды. В случае соответствия воды нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 данный родник мог бы использоваться как источник питьевой воды для реализации за пределы Ульчского муниципального района. Это дало бы району дополнительные рабочие места, а чистейшая пресная вода была бы использована по назначению.

5. Заключение

Всем известно, что вода оказывает огромное влияние на жизнь и здоровье человека. Учёными давно установлена прямая связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни человека. По данным Всемирной организации здравоохранения около 76% болезней человека вызывается употреблением для питьевых нужд некачественной воды. Качественная питьевая вода – это вода, не содержащая примесей, вредных для здоровья. Она должна быть без запаха и цвета и безопасна при длительном ее употреблении. Ещё в глубокой древности люди умели различать «живую» воду – пригодную для питья и «мёртвую» - непригодную для употребления. Сейчас такую называют технической.

Для сохранения родников мы планируем:

проводить через местную печать пропаганду среди населения;

осуществлять мониторинг за состоянием родника и прилегающей территории;

проводить акции по очистке берегов родника;

разработать экологические знаки по защите подземных источников воды.
Возрождение и сохранение родников — это и есть возрождение традиций русского народа, традиций гостеприимства, уважения и доброты. Ведь родник - не просто источник питьевой воды. Это живая нить, которая связывает нас с прошлым и будущим. В период работы над проектом мы поняли, чтобы изменить что-то в стране, нужно каждому сделать шаг в определенном направлении, иметь активную жизненную позицию, обладать чувством гражданскойотвественности.

7. Информационные источники

Водная стратегия Российской Федерации до 2020 года, Правительство РФ, Распоряжение от 27 августа 2009 года №1235 – р.

Стратегия национальной безопасности Российской Федерации до 2020 года.

Распоряжении Правительства Хабаровского края от 11 декабря 2010 года N 758-рп «Об обеспечении экологической безопасности в Хабаровском крае на период до 2020 года» (с изменениями на 8 августа 2017 года).

Санитарно-эпидемиологические правила и нормы. СанПиН 2.1.4.1074-01 (с изменениями от 7 апреля 2009 г., 25 февраля, 28 июня 2010 г.)

Ашихмина Т.Я., Кантор Г.Я., Васильева А.Н., Сюткин В.М., Тимонюк В.М., Ситяков А.С., Кондакова Л.В. Школьный экологический мониторинг. Агар, 2000.

Методические рекомендации по применению стандартизированных методик выполнения измерений содержания в воде железа, хлоридов, сульфатов, нитратов.

Фото автора проекта.

Приложения

Таблица №1. Шкала интенсивности запаха

Таблица №2. Вкус и привкус питьевой воды