VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Химический и микробиологический анализ воды Финского залива в районе после дамбы

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Соколова В.Д. 1

---

1ГБОУ лицей 179

Обуховская А.С. 1

---

1ГБОУ лицей 179

Работа в формате PDF

104.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Главный водный объект Санкт-Петербурга - Финский залив, восточная часть Балтийского моря. С момента основания города он служил мостом, соединяющим северную столицу с внешним миром. С 1886 года здесь проложен морской канал, по которому ежегодно проходит более 8 тыс. кораблей. На побережье Финского залива располагается большое количество промышленных предприятий, а с 1973 года в Сосновом Бору начала функционировать Ленинградская атомная электростанция.

Финский залив является курортной зоной: на побережье находятся более 15 пляжей. Расположение данных рекреационных объектов имеет крайне невыгодное положение - отходы с предприятий течением сносятся в курортный район. Это пагубно влияет не только на флору и фауну Финского залива, но и на здоровье человека.

Несмотря на то, что Центр эпидемиологии и гигиены Санкт-Петербурга ведёт контроль за состоянием воды Финского залива, в динамике наблюдается ухудшение качества воды.

Актуальность

Экологическое состояние воды и прибрежных территорий Финского залива, несмотря на постоянный контроль Центра эпидемиологии и гигиены Санкт-Петербурга, является неудовлетворительным, проблема загрязнения является настолько важной, что рассматривается как одна из главных тем международных симпозиумов по экологии Балтики.

Цель работы: исследовать химический и микробиологический состав воды, а также узнать, пригодна ли вода для использования человеком.

Задачи работы:

Проведение бактериологического и санитарно-гигиенического анализов проб воды в Кронштадтском районе Санкт-Петербурга;

Выяснение причин загрязнения воды;

Предложение методов очистки Финского залива

Гипотеза: я предполагаю, что отходы с предприятий, промышленные воды с очистных сооружений приводят к загрязнению Финского залива. А недостаточный контроль за водоёмом в зоне дамбы приводит к повышению химического и биохимического потребления кислорода.

Обзор литературы.

На сегодняшний день большая часть загрязнителей Финского залива - органические соединения искусственного происхождения: хлорорганические пестициды, нефтепродукты, полиароматические углеводороды.

Хлорорганические соединения (ХОС) при попадании в воду остаются в ней на протяжении нескольких недель или даже месяцев. Рыбы и другие водные организмы более чувствительны к ХОС, чем наземные животные. ХОС проникают в богатые липоидами нервные клетки, а также накапливаются в липоидах перенхиматозных органов, что оказывает влияние на протекающие в них процессы окисления и фосфорилирования. Биохимический механизм действия ХОС связан с блокадой дыхательных ферментов клеток. В зависимости от пути поступления в организм пестицида клинические симптомы отравления будут различны. Так, при поступлении ХОС через органы дыхания наибольшие изменения вначале могут проявиться со стороны дыхательных путей в виде поражения трахеи, бронхов. Могут отмечаться повышение возбудимости, головная боль, головокружение, боль в конечностях, слабость. При кожном поступлении пестицида возникают дерматиты, экземы - чаще всего аллергического характера. В зависимости от характера действия пестицида, его концентрации и длительности, а также от реактивности организма может развиться клиника острого и хронического отравления.

Полиароматические углеводороды (ПАУ)- органические соединения, для которых характерно наличие в химической структуре двух или более конденсированных бензольных колец. В природе ПАУ образуются в процессе пиролиза целлюлозы и встречаются в пластах каменного, бурого угля и антрацита, а также как продукт неполного сгорания при лесных пожарах. Основным источником эмиссии техногенных ПАУ в окружающую среду являются предприятия энергетического комплекса, автомобильный транспорт, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. Многие полициклические ароматические углеводороды являются сильными химическими канцерогенами, они могут вызвать рак кожи, лёгких, мочевого пузыря, кишечника.

Большое количество органических соединений в воде является благоприятным фактором для размножения бактерий, поэтому они выполняют функцию индикаторов загрязнения водной среды.

Нефтепродукты в воде водоемов находятся в различных миграционных формах — растворенной, эмульгированной, сорбированной на взвешенных частицах и донных отложениях, в виде пленки на поверхности воды. В момент поступления основная масса нефтепродуктов сосредоточена в пленке. Затем происходит постепенное перераспределение в другие формы, при этом в растворенную форму переходят в основном низкомолекулярные ароматические углеводороды, обладающие более высокой растворимостью. При санитарно-химическом контроле определяют, как правило, сумму растворенных, эмульгированных и сорбированных форм нефти.
Нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных загрязняющих веществ. Анализ нефтепродуктов, содержащихся в воде, труден. Это обусловлено тем, что нефть и нефтепродукты являются чрезвычайно сложной, непостоянной по составу и разнообразной смесью веществ — низко- и высокомолекулярных предельных, непредельных, алифатических, нафтеновых, ароматических углеводородов, кислород -, серо- и азотсодержащих соединений, а также смол, асфальтенов и т. п. В связи с этим нефтепродуктами при анализе воды условно принято считать только неполярные и малополярные углеводороды, растворимые в гексане, т. е. сумму алифатических, нафтеновых (алициклических), ароматических углеводородов, составляющих основную часть нефти.
Для отделения нефтепродуктов от других классов органических соединений применяют различные хроматографические методы — газожидкостную хроматографию, колоночную, тонкослойную и т. п. с помощью разнообразных сорбентов, среди которых наиболее широко используют оксид алюминии

Материалы и методы исследования

Для того, чтобы выяснить, пригодна ли вода Финского залива для использования населением, мной была взята проба воды после дамбы напротив форта “Константин”. Проба была взята в соответствии с нормативами ГОСТ.

Фильтрование воды происходит методом мембранных фильтров. Исследуемую воду(3 по100мл) пропускают через 3 бактериальных фильтра из нитроцеллюлозы, которые затем помещают на среду Энде (фуксин-сульфитная среда) и инкубируют при 37 °C 24 часа. Затем происходит подсчёт количества выросших на фильтрах колиформных бактерий.

Санитарно-гигиеническая экспертиза воды определяется по органолептическим и химическим критериям.

К органолептическим показателям, с помощью которых производится определение физических свойств воды, относятся: прозрачность, цветность, запах, температура.

Прозрачность зависит от количества и состава находящихся в воде взвешенных частиц. Она может ухудшаться за счёт попадания в водоёмы фекально-хозяйственных и производственных сточных вод, а также дождевых и талых. Прозрачность воды определяется при помощи специального шрифта Снеллена, который читают через столб воды, налитой в цилиндр.

Цвет воды часто зависит от природных условий. Воды болотистого происхождения имеют гамму оттенков от слабо-жёлтого до коричневого, что зависит от содержания в ней гуминовых веществ. Коллоидные соединения железа придают воде желтовато-зеленоватое окрашивание. Микрофлора и микрофауна, особенно водоросли в период цветения, придают воде ярко-жёлтый, бурый и другие окраски. Цветность воды определяют колориметрически при помощи стандартной шкалы и выражают в градусах.

Запах может быть различным: болотный, гнилостный, свежей травы, землистый, зловонный и др. Запах определяют органолептически и оценивают в баллах по пятибалльной системе.

Летняя температура воды не должна превышать более чем на 3°C среднемесячную температурой воды самого жаркого месяца за последние 10 лет.

К химическим показателям воды относятся различные химические вещества (аммиак, нитриты, нитраты и пр.)

Аммиак образуется в начальной стадии разложения попавших в воду веществ органического происхождения. Он является косвенным показателем, указывающим на заражение воды микробами.

Нитриты могут образоваться в результате восстановления нитратов денитрифицирующими бактериями, а также при нитрификации аммиака. В последнем случае они приобретают большее санитарно-показательное значение, и их наличие указывает на то, что аммиак, образовавшийся в воде в результате разложения органических веществ, начал подвергаться минерализации.

Нитраты обнаруживаются в незагрязнённых водах болотистого происхождения, но они могут оказаться в воде как продукт минерализации аммиака и нитритов, образовавшихся в результате гниения органических отбросов. Если одновременно с нитратами в воде присутствуют аммиак нитриты, это является серьёзным признаком постоянного и длительного загрязнения воды.

Практически азотосодержащие вещества определяются методом объёмной колориметрии, который заключается в использовании химических реакции, сопровождающихся изменением цвета анализируемого раствора. Измеряя светопоглощение такого окрашенного раствора, определяется содержание окрашенного вещества в испытуемом растворе.

Существует зависимость между интенсивностью окраски раствора и содержанием в этом растворе окрашенного вещества.

Эта зависимость, называемая законом Бугера-Ламберта-Бера, выражается уравнением:

— Интенсивность после прохода через среду

 — Интенсивность входящего пучка света

 — Показатель поглощения раствора единичной концентрации

 — Концентрация растворённого вещества

 — Показатель поглощения (коэффициент поглощения)

— Толщина слоя вещества, через которое проходит свет

Хлориды являются ценным санитарным показателем. Их наличие в воде говорит о хозяйственно-бытовом загрязнении. Хлориды определяются методом аргентометрического титрования, основанного на применении титранта - стандартного раствора серебра нитрата в качестве реагент-осадителя. Титрование проводят обычно в присутствии осадительных, металлохромных или адсорбционных индикаторов.

Общая минерализация - показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ. Наибольший вклад в общую минерализацию воды вносят распространённые неорганические соли, а также небольшое количество органических веществ.

Результаты исследования и обсуждение

Пробы воды в районе форты Константин прошли бактериологическую и санитарно-гигиеническую экспертизы.

Результаты бактериологической экспертизы воды в районе форта Константин

Анализ результатов проведённого исследования свидетельствует:

Наличие колиформных бактерий является прямым свидетельством фекального загрязнения воды, это связано с большим выбросом отходов в Финский залив.

Присутствие колифагов в воде объясняется близким расположением к заливу предприятий пищевой промышленности.

Результаты санитарно-гигиенической экспертизы воды в районе форта Константин

Большое количество ПБК свидетельствует о деятельности макро- и микрофлоры Финского залива - цветения и гниении растительных организмов.

Выводы

Химический анализ воды свидетельствует о том, что ПДК не превышено. Но наблюдается бактериологическое загрязнение. Так как загрязнение воды Финского залива связано только с антропогенным фактором, практическим решением может являться совершенствование существующих методов очистки сточных вод, включая биологическую и химическую очистку, в которых используются нанотехнологии. Действенным решением также является обращение к жителям местности в виде листовок, которые рассказывают о бактериологическом загрязнении воды и причинах этих загрязнений. В листовках приводится один из принципов устойчивого развития общества “Думай глобально, действуй локально”.

Используемая литература:

http://xn--b1agsdjmeuf9e.xn--p1ai/%D0%BE%D0%BF%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0/%D0%B7%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD-%D0%B1%D1%83%D0%B3%D0%B5%D1%80%D0%B0-%D0%BB%D0%B0%D0%BC%D0%B1%D0%B5%D1%80%D1%82%D0%B0-%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%B0/

https://ecoknowledge.ru/20639-kakimi-sposobami-modno-proizvesti-kachestvennuyu-ochistku-pruda-ot-vodoroslej/