Олимпиада научно-исследовательских проектов
Номинация: «Наш дом – Земля»
Исследовательский проект
Тема: «Мониторинг экологического состояния Безукладовского пруда»
| Автор: Коновальцева Е. В. 11 класс Руководитель: Черкасова Н.М. Учитель химии |
Р. п. Токарёвка
Г.
Оглавление:
Введение……………………………………..……………….5
Обзор литературы……………………………………………6
Методика исследований……..……………………………...9
Выводы……………………….………………………….......18
Заключение………………………………………………….19
Список использованной литературы……………...…….....20
Приложение ………………….……………………..………21
Научная аннотация проекта
«Мониторинг экологического состояния Безукладовского пруда»
Методика исследования:
- физические свойства воды
- вода в организме человека
- водоёмы Токарёвского района, взятие пробы воды
- показатели загрязнения воды по внешнему виду, цветность, прозрачность, запах, жёсткость воды, реакция ρ Н.
По результатам исследования видно, что данный источник сильно загрязнен, некоторые показатели воды меняются по сезонам.
Степень загрязнения воды по внешнему виду и жесткость воды постоянна в течение года, вода в Безукладовском пруду мягкая. А вот цветность воды увеличивается от 400 зимой до 1500 летом и осенью. Это объясняется тем, что весной со сточными водами поступают органические вещества. Летом наблюдается цветение водоема из-за размножения водорослей. Также меняется прозрачность воды. В воде увеличивается содержание различных взвешенных частиц. Вода становится мутной, а в мутной воде создаются благоприятные условия для сохранения и развития различных патогенных микроорганизмов. Наиболее интенсивен летом и запах воды, который усиливается из-за разложения органических веществ.
Таким образом, наибольшее загрязнение воды продолжает наблюдаться летом, когда создаются оптимальные условия для размножения отдельных организмов, процессов распада, т.к. увеличивается температура воздуха и воды, что напрямую влияет на увеличение скорости химических процессов.
Сравнивая показатели 2014 года с 2017, наблюдаем ухудшение экологического состояния водоема.
Выводы:
o был изучен краеведческий материал, научная литература о значении воды;
o отобраны наиболее доступные методы исследования воды, дающие быстрые результаты;
o наибольшее загрязнение воды наблюдается в летнее время;
o анализ результатов 2014 и 2017 годов показывает ухудшение экологического состояние исследуемого водоема;
o водный объект Токарёвского района сильно загрязнен и нуждается в очистке и охране.
o для решения данной экологической проблемы необходимы сплоченные действия руководителей хозяйства, местной администрации и населения, которые могут привести к улучшению состояния основных показателей воды Безукладовского пруда.
Объём работы: 22 страницы
Количество использованных фотографий: 15
Количество таблиц: 7
Количество использованных литературных источников: 9
Количество приложений: 3
Введение
Проблема заключается в тенденции ухудшения экологического состояния Безукладовского пруда.
Цель: провести анализ экологического состояния воды в Безукладовском пруду за период с 2014 года по 2017 год.
Задачи:
·познакомиться с литературой по данной проблеме;
·изучить краеведческие материалы;
·отобрать доступные методы исследования воды;
·провести исследование воды по сезонам в 2017 г.;
·анализ показателей 2014 и 2017 годов;
Актуальность:
Статья 42. Конституции Р. Ф.: «Каждый гражданин имеет право на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о ее состоянии, и на возмещение ущерба, причиненного его здоровью или имуществу экологическими правонарушениями».
Обзор литературы
Вода - это самое мягкое и самое слабое существо в мире, но в преодолении твердого и крепкого она непобедима, и на свете нет ей равного. Не могли и мы остаться безучастными к воде как одному из важнейших объектов исследования.
| Эпиграф исследования «Когда вода спускается с небес, то она является причиной всего растущего на Земле… это дает основание вывести заключение, что все силы на Земле исходят от воды». Плиний Старший | 
|
Значение воды в жизни человека
| Благодаря водному балансу столько же воды и выводится из организма. При потере организмом человека 6-8 % влаги сверх обычной нормы повышается температура тела, краснеет кожа, учащается сердцебиение и дыхание, появляется мышечная слабость и головокружение, начинается головная боль. Потеря 10% воды может изменениям в организме, а потеря 15-20% приводит к смерти, поскольку кровь настолько густеет, что с ее перекачкой не справляется сердце. Без пищи человек может прожить около месяца, а без воды - всего лишь несколько суток. | 
|
Человек на 80 % состоит из воды. С возрастом содержание воды в организме человека уменьшается.
«Охрана вод»
Ответим на вопрос, мало ли воды на Земле или же много? Почему много, понятно: океаны, ледники, реки, дожди … А вот почему мало?
Потому что в процессе производства и жизнедеятельности человечество загрязняет воды больше, чем очищает; потому что большая часть земной воды и не вода вовсе, а растворы.
В связи с развитием промышленности, ростом городов расход воды все увеличивается. Одновременно усиливается загрязнение воды промышленными и бытовыми отходами. Это приводит к нарушению естественных процессов самоочищения водоемов, наносит ущерб их обитателям. Ухудшается экологическая обстановка. Здоровье рек надо оберегать, «заболевшие» - надо лечить и восстанавливать, не допуская их гибели.
«Водоемы Токарёвского района »
В нашем районе берут начало реки: Битюг, Большой Эртиль и Токай, впадающие в Дон. Через село Львово протекает речка Большая Бурначка, через пункты Чичерино и Мамонтово течет речка Малая Бурначка. Все они входят в водораздел Черного моря. Река Кариан входит в водораздел Каспийского моря.
Через село Даниловка протекает речка Плата. В реку Битюг впадает речка Береза.
Все реки района немноговодны, некоторые загрязнены. Летом во многих местах они пересыхают, зарастают камышом, рогозом, стрелолистом. В селах Калиновка, Абакумовка и Львовоберега рек, заросшие ветлами и кустарником образовали красивые места, и являются уютными уголками для отдыха и купания населения района. В истоках рек созданы искусственные пруды и водоемы.
Озер в районе мало. Наиболее крупными из них являются: Ильмень в Абакумовке, Сорное по дороге из Абакумовки на Кариан, Лебяжье – под Большой Лазовкой, Клюквенное – под Андреевкой и Ильмень – по дороге из Красивки в Федоровку. Озера почти все заросли камышом, осокой и рогозом. Озера богаты торфом. Из Клюквенного и Ильменя Федоровского в годы войны добывали торф.
Пруд деревни Безукладовка питает малую реку Большой Эртиль. Его воду мы брали для исследования. Пруд – искусственный водоем создан перегораживанием балки земляной платиной, которая задерживает талые и ливневые воды. Пруд существует с начала XX века, в 1960 году был восстановлен, поставлен мост, сделана новая насыпь. Вода в пруду была чистой, использовалась для поливки саженцев колхозного сада, расположенного рядом. Пруд являлся местом отдыха населения.
Пруд загрязняется сточными водами, мусором, находится в запущенном состоянии. Но следы былой красоты сохранились.
| 
|
| 
|
В 80-е годы на колхозных собраниях не раз поднимался вопрос об очистке пруда, намечались различные мероприятия по его восстановлению, но дальше слов дело не продвигалось.
Методика исследований
Как правильно взять пробу воды из водоема для исследования?
· Взятие пробы воды из водоема.
а) Посуда. Для отбора воды нужно использовать чистые бутылки, емкостью 0,5 л, предварительно промытые и сполоснутые дистиллированной водой (нужно учесть, что не допускается использование посуды из полиэтилена)
б) Отбор проб. Образцы для анализа отдираются таким образом, чтобы они характеризовали средний состав исследуемой воды. Отбираются три пробы: одну – с поверхности, вторую – в центре потока, третью – со дна водоема (если это возможно).
· Для исследования взята вода из Безукладовского пруда. Контрольной является дистиллированная вода. При обследовании качества воды водоисточника в полевых условиях чаще всего оценивают по ее физическим свойствам. При этом обращают внимание на внешний вид.
Приложение 1
· Цветность.
Цвет воды зависит от наличия в ней примесей минерального и растительного происхождения. От наличия в воде гуминовых веществ, перегноя, которые вымываются из почвы и придают окраску воде от желтой до коричневой. Окись железа окрашивает воду в желто-бурый и бурый цвет, примеси глины в желтоватый цвет. Зеленая окраска открытого водоема обуславливается размножением водорослей (цветением). Цвет воды может быть связан со сточными водами или органическими веществами (навоз, моча).
Цвет воды в полевых условиях определяется следующим образом.
В пробирку из бесцветного стекла (диаметром 1,5 см, высотой 12 см) наливаем 8-10мл исследуемой воды и сравниваем с аналогичным столбиком дистиллированную воду. Хорошая вода должна иметь цветность ниже 20 градусов, допустима до 40градусов. Цветность выражают в градусах, используя таблицу.
Приложение 2
· Прозрачность воды.
Прозрачность воды определяется по ее способности пропускать видимый свет. Степень прозрачности зависит от наличия в ней взвешенных частиц органического и минерального происхождения. Допустимая прозрачность питьевой воды не менее 30 см. Для определения прозрачности воды необходим плоскодонный цилиндр диаметром 2-2,5см., высотой 30-35 см. Сначала проводим опыт с дистиллированной водой, а затем с исследуемой. Сравниваем результаты. Устанавливаем цилиндр на печатный текст и вливаем исследуемую воду, следя за тем, чтобы можно было читать через воду текст. Отмечаем, на какой высоте не будет виден шрифт. Измеряем высоту столбов линейкой. Степень прозрачности воды рассчитываем по формуле:
высота столба исследуемой воды
w(прозрачность) =
высота столба дистиллированной воды.
· Запах.
Запах воды зависит от организмов, почвы, растительности берегов и дна, сточных вод, органических веществ. Запах фенола и других солей указывает на поступление в водоемы отходов химической промышленности.
При наличии органических веществ растительного происхождения и продуктов их распада вода имеет землистый, илистый, травянистый или болотный запах. Нередко болотный запах речной воды обуславливается наличием в ней гуминовых веществ. Вода, где присутствуют, разлагаются, водоросли часто имеет рыбный или огуречный запах. Гнилостный запах зависит от разложения органических веществ. Запах сероводорода вода приобретает в результате разложения серосодержащих органических веществ или вследствие восстановления сульфатов воды в сульфиды при наличии гниющих органических веществ. При загрязнении воды навозом, мочой, она имеет запах аммиака.
Запах воды, определяют при температуре 50-60о С. Для этого, следует наполнить исследуемой водой пробирку, нагреть до необходимой температуры, закрыть пробкой, взболтать, открыть пробку и сразу понюхать. В питьевой воде интенсивность запаха не должна превышать 2 балла при температуре 20 и 60 градусов С.
Приложение 3
· Жёсткость воды.
Обуславливается присутствием в воде солей кальция и магния, сернокислых солей.
Различают общую жёсткость (карбонатную) устранимую и постоянную. Общая жесткость обуславливается всей суммой солей кальция и магния, содержащихся в воде. Она исчезает после кипячения воды, т.к. соли разлагаются, превращаясь в нерастворимые углекислые соли (карбонаты).
Постоянной является такая жесткость, которая сохраняется после кипячения воды. Она зависит от наличия сульфатных, хлористых и других солей кальция и магния. Жёсткость воды измеряется в миллиграмм – эквивалентах на литры воды. В полевых условиях для оценки жесткости используют мыльный раствор. Наполнив чистую склянку исследуемой воды, добавляют к ней немного мыльного раствора, склянку взбалтывают: в жесткой воде мыльная пена почти отсутствует, в мягкой воде её будет много. Результаты исследования жёсткости воды заносятся в таблицу.
· Определение rH среды.
Меняется химический состав воды. Основными химическими показателями воды являются: жесткость и водородный показатель rH (пе - аш) (или активная реакция воды rH).
В природных водах rH колеблется в пределах от 6,5 до 9,5. Норма 6,5-8,5. Наиболее кислыми из природных вод являются болотные, а щелочными - подземные воды. Вода, сильно загрязнённая органическими веществами животного происхождения и продуктами гниения обычно имеет щелочную среду, а вода, загрязнённая стоками промышленных предприятий, - кислотную.
При анализе воды используют индикаторные бумажки. Бумажку смачивают исследуемой водой, и цвет её сравнивают с бумажной цветной шкалой.
Если rH воды водных объектов ниже 6,5 или выше 8,5,то это указывает на её загрязнёния сточными водами.
Результаты исследования
Зима
| № | Показатели воды | Дистиллированная вода | Исследуемая вода 2014г. | Исследуемая вода 2017г. |
| Степень загрязнения воды по внешнему виду (в баллах) | ||||
| Цветность (в градусах) | ||||
| Прозрачность (в %) | ||||
| Запах (в баллах) | ||||
| Жесткость воды | Мягкая | Мягкая | Мягкая | |
| Реакция рН |
Весна
| № | Показатели воды | Дистиллированная вода | Исследуемая вода 2014г | Исследуемая вода 2017г. |
| Степень загрязнения воды по внешнему виду (в баллах) | ||||
| Цветность (в градусах) | ||||
| Прозрачность (в %) | ||||
| Запах (в баллах) | ||||
| Жесткость воды | Мягкая | Мягкая | Мягкая | |
| Реакция рН | 8,5 |
Лето
| № | Показатели воды | Дистиллированная вода | Исследуемая вода 2014г | Исследуемая вода 2017г. |
| Степень загрязнения воды по внешнему виду (в баллах) | ||||
| Цветность (в градусах) | ||||
| Прозрачность (в %) | ||||
| Запах (в баллах) | ||||
| Жесткость воды | Мягкая | Мягкая | Мягкая | |
| Реакция рН |
Осень
| № | Показатели воды | Дистиллированная вода | Исследуемая вода 2014г | Исследуемая вода 2017г. |
| Степень загрязнения воды по внешнему виду (в баллах) | ||||
| Цветность (в градусах) | ||||
| Прозрачность (в %) | ||||
| Запах (в баллах) | ||||
| Жесткость воды | Мягкая | Мягкая | Мягкая | |
| Реакция рН | 8,5 | |||
Таким образом, наибольшее загрязнение воды продолжает наблюдаться летом, когда создаются оптимальные условия для размножения отдельных организмов, процессов распада, т.к. увеличивается температура воздуха и воды, что напрямую влияет на увеличение скорости химических процессов. В период лета 2014 года наблюдалось осушение Безукладовского пруда, которое привело к недостатку кислорода, а затем к гибели рыбы.
Тому, что пруд загрязнён, свидетельствует присутствие на водоеме озёрной чайки, которая гнездится на зарастающих озерах, прудах, имеющих плавни, и на больших болотах. Гнездится колониями численностью от немногих пар до нескольких тысячи пар.
Сравнивая показатели 2014 года с 2017, наблюдаем ухудшение экологического состояния водоема.
Выводы:
1. В ходе исследования был изучен краеведческий материал, научная литература о значении воды;
2. Отобраны наиболее доступные методы исследования воды, дающие быстрые результаты;
3. Проведено исследование воды Безукладовского пруда зимой, весной, летом и осенью в 2017 г.;
4. Наибольшее загрязнение воды наблюдается в летнее время;
5. Анализ результатов 2014 и 2017 годов показывает ухудшение экологического состояние исследуемого водоема;
6. Водный объект Токарёвского района сильно загрязнен и нуждается в очистке и охране;
7. Для решения данной экологической проблемы необходимы сплоченные действия руководителей хозяйства, местной администрации и населения, которые могут привести к улучшению состояния основных показателей воды Безукладовского пруда.
Заключение
Практические рекомендации:
· Выделенные методы исследования воды требуют минимум оборудования, отличаются быстротой проведения в полевых условиях, получением видимого результата, могут быть использованы при определении состояния воды любого источника.
· Сделав выводы по результатам проекта, мы ознакомили с ними главу сельской администрации. Хидиров Х. А. обеспокоился экологическим состоянием водоема, расположенного в центре сельского поселения, и обещал искать пути решения этой проблемы.
Перспективы работы
Планируем:
· продолжить дальнейшее сотрудничество с главой сельской администрации;
· принять посильные меры в улучшении экологического состояния водоема;
· привлечь внимание населения к данной проблеме, выпустить памятку.
Список использованной литературы
1. Конституция Российской Федерации.
2. Воскресенский П.И. Основы химического анализа – М.: Просвещение, 1997.3. Габриелян О.С. Настольная книга учителя химии – М.: Дрофа, 2002.
4. Дьякович С.В. Методика факультативных занятий по химии – М.: Просвещение, 1985.
5. Зеленая планета.- 2005. Сборник материалов. - Изд. М.: 2005 г.
6. Нифаньтьев Э.Е., Верзилина М.К., Котмерова О.С. Внеклассная работа по химии с использованием хроматографии – М.: Просвещение, 1983.
7. Платонов В.И. Природа Токаревского района – р.п.Токаревка, 1989.
8. Следников А.А. Методические указания по охране водных объектов Тамбовской области – Тамбов, 1989.
9. https://www.google.ru
Приложение 1
Степень загрязнения по внешнему виду (в баллах)
| Баллы | Характеристика загрязнения |
| Отсутствие пятен и пленок | |
| Отдельные пятна и серые пленки по поверхности воды | |
| Пятна и иризирующие пленки нефти на поверхности воды | |
| Отдельные промазки нефти на берегах и прибрежной растительности | |
| Нефть в виде пятен и пленок покрывает большую часть поверхности водоема | |
| Поверхность водоема покрыта нефтью |
Приложение 2
Приближенное определение цветности воды
| Окрашивание сбоку | Окрашивание сверху | Цветность в градусах |
| нет | нет | |
| нет | Едва заметное бледно-желтоватое | |
| нет | Очень слабо желтоватое | |
| Едва уловимое бледно- желтоватое | Желтоватое | |
| Едва заметное бледно-желтоватое | Слабо желтое | |
| Очень бледно-желтое | Желтое | |
| Бледно-зеленоватое | Интенсивно желтое |
Приложение 3
| Запах | Характеристика запаха |
| Никакого запаха | Отсутствие ощутимого запаха |
| Очень слабый | Очень слабый запах – не замечается потребителями, но обнаруживается специалистами |
| Слабый | Запах – обнаруживается потребителями, если обратить на это внимание |
| Заметный | Запах легко обнаруживается |
| Отчетливый | Запах привлекает внимание |
| Очень сильный | Делает воду непригодной для питья |
В питьевой воде интенсивность запаха не должна превышать 2 балла при температуре 20 и 60 градусов.