Ассоциация Экосистема (сайт www.есоsystеmа.ru)

Обращение с посетителям сайта

Помочь сайту / Donate




Учебно-познавательные экскурсии на АгроБиоФерму в Подмосковье !

ГЛАВНАЯ >>> УЧЕБНЫЕ ПРОГРАММЫ >>> ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ (ПРОЕКТНАЯ) РАБОТА >>> ДЕТСКИЕ РАБОТЫ (ПРОЕКТЫ)


Главная
English
Биологический кружок ВООП
  Гостю кружка
  Планы кружка
  Экспедиции и выезды
  Исследовательская работа
  Программа "Parus"
  История кружка
  Контакты кружка
Полевой центр
  Фотогалерея
  Летопись биостанции
  Статьи о биостанции
  Исследовательские работы
Учебные программы
  Полевые практикумы
  Методические семинары
  Исследовательская работа
  Экспедиции и лагеря
  Экологические тропы
  Экологические игры
  Публикации (статьи)
Методические материалы
  Цветные печатные определители
  Карманные определители
  Определительные таблицы
  Энциклопедия природы России
  Компьютерные определители
  Мобильные определители
  Учебные фильмы
  Методические пособия
  Полевой практикум
Природа России
  Минералы и горные породы
  Почвы
  Грибы
  Лишайники
  Водоросли
  Мохообразные
  Травянистые растения
  Деревья и кустарники
  Насекомые-вредители
  Водные беспозвоночные
  Дневные бабочки
  Рыбы
  Амфибии
  Рептилии
  Птицы, гнезда и голоса
  Млекопитающие и следы
Фото растений и животных
  Систематический каталог
  Алфавитный каталог
  Географический каталог
  Поиск по названию
  Галерея
Природные ландшафты мира
  Физическая география России
  Физическая география мира
  Европа
  Азия
  Африка
  Северная Америка
  Южная Америка
  Австралия и Новая Зеландия
  Антарктика
Рефераты о природе
  География
  Геология и почвоведение
  Микология
  Ботаника
  Культурные растения
  Зоология беспозвоночных
  Зоология позвоночных
  Водная экология
  Цитология, анатомия, медицина
  Общая экология
  Охрана природы
  Заповедники России
  Экологическое образование
  Экологический словарь
  Географический словарь
  Художественная литература
Международные программы
  Общая информация
  Полевые центры (Великобритания)
  Международные экспедиции (США)
  Курс полевого образования (США)
  Международные контакты
Интернет-магазин
Контакты
  Гостевая книга
  Ссылки
  Партнеры
  Наши баннеры
  Карта сайта

Если Вам понравился и пригодился наш сайт - кликните по иконке "своей" социальной сети:

Объявления:

АгроБиоФерма «Велегож» в Подмосковье приглашает!
Принимаются организованные группы школьников и родители с детьми (от 12 до 24 чел.) по учебно-познавательной программе "Введение в природопользование" Подробнее >>>

Отдых и апартаменты в Болгарии
Предложение для тех, кто любит природу и уединение и хочет отдохнуть на тёплом море дёшево и без посредников: от 20 евро в сутки за трехкомнатную квартиру на море!

Биологический кружок ВООП приглашает!
Биологический кружок при Государственном Дарвиновском музее г.Москвы (м.Академическая) приглашает школьников 5-10 классов на занятия в музее, экскурсии по вечерам, учебные выезды в природу по выходным и дальние полевые экспедиции в каникулы! Подробнее >>>

Бесплатные экскурсии в музей Пиявки!
Международный Центр Медицинской Пиявки приглашает посетить музей и узнать о пользе и вреде пиявок, их выращивании, гирудотерапии, лечебной косметике и многом другом... Подробнее >>>

Здесь может быть бесплатно размещено Ваше объявление о проводимом Всероссийском конкурсе, Слёте, Олимпиаде, любом другом важном мероприятии, связанном с экологическим образованием детей или охраной и изучением природы. Подробнее >>>

Мы публикуем на нашем сайте авторские образовательные программы, статьи по экологическому образованию детей в природе, детские исследовательские работы (проекты), основанные на полевом изучении природы. Подробнее >>>





[ sp ] : ml об : { lf }

Пожалуйста, ставьте гиперссылку на сайт www.ecosystema.ru если Вы копируете материалы с этой страницы!
Во избежание недоразумений ознакомьтесь с правилами использования и копирования материалов с сайта www.есоsystеmа.ru
Пригодилась эта страница? Поделитесь ею в своих социальных сетях:

Примечания: 1) нижеследующая работа (исследовательский проект) выполнена школьниками на основе собственных полевых исследований под руководством своего научного руководителя и размещена на сайте в оригинальном виде (обработка иллюстраций, техническая правка, верстка - А.С. Боголюбов); 2) автор сайта не несет ответственности за достоверность сведений, изложенных в работе; 3) данный проект является авторским и его перепечатка возможна только с указанием авторов и научных руководителей и активной гиперссылкой на наш сайт.


Мониторинг качества питьевой воды в Машиностроительном лицее № 8 города Ижевска

Чашникова Е.К., студентка 1 курса МЛ №8
Ижевск, Удмуртская республика, 2007

Научный руководитель: Широбокова Анна Анатольевна
(учитель химии и биологии, зам. директора по УВР МОУ СОШ №42 г. Ижевска)
(см. также статью А.А.Широбоковой "Исследовательская деятельность учащихся на уроках химии как средство экологического образования и развития личности учащихся"

Содержание

  • Глава 1.Теоретическая часть
    • 1.1. Строение и свойства воды
    • 1.2. Значение воды в природе
    • 1.3. Виды загрязнений и методы очистки
  • Глава 2. Практическая часть
    • 2.1 Методика проведения работы
    • 2.2 Результаты исследования
  • Вывод
  • Список литературы

Глава 1. Теоретическая часть

1.1. Строение и свойства воды

Вода — единственное вещество природы, которое в земных условиях существует в трех агрегатных состояниях — твердом, жидком, газообразном. Температуры кипения и плавления взяты за опорные точки температурной шкалы Цельсия. Это 0 °С — температура плавления льда и 100 °С температура кипения воды.

Плотность воды 1 г/см. Плотность льда 0,92 г/см. Лед, плавая на воде, спасает водоемы от вымерзания в зимнее время. В 1793 году французский химик Антуан Лавуазье доказал, что вода это химическое соединение водорода с кислородом — оксид водорода.

Соединение двух атомов водорода с атомом кислорода приводит к заполнению электронной оболочки кислорода посредством образования электронных пар. Ковалентная обеспечивает создание очень устойчивой молекулы воды, при этом молекула поляризована. Около кислорода избыточный отрицательный заряд, около водорода избыточный положительный заряд. Смещение водородной части молекулы в сторону кислородной приводит к образованию электронного диполя.

Молекула воды имеет форму тетраэдра, атом кислорода расположен в центре, а в вершинах тетраэдра с одной плоскости два атома водорода в другой плоскости, не поделенные электронные пары 2s и 2р атома кислорода. Составляющие данную молекулу атомы имеют малые атомные радиусы, в результате чего длина Н - О связи в молекуле воды составляет 0,096 нм. Обладая свойством смачиваемости, вода легко проникает в мельчайшие поры. Итак, молекула воды имеет малые размеры, прочную химическую связь, большую величину диэлектрической проницаемости.

Атомы водорода, ковалентно связанные с атомом кислорода в молекуле воды, оказываются почти лишенными своей электронной оболочки и легко вступают во взаимодействие с электронной оболочкой атома кислорода, другой молекулы. Такая водородная связь приводит к образованию пространственных структур - ассоциатов, выражающихся общей формулой (Н2O). Возможны ассоциаты, состоящие из двух, трех или более молекул воды. Водородные связи слабее ковалентных, поэтому они могут создать прочный каркас из молекул воды. При различных температурах и агрегатных состояниях вода включает различные структурные образования: при 0°С чаще встречаются тримеры, при 4°С димеры, водяной пар на 90% состоит из одиночных молекул.

Универсальная структура воды обеспечивает ей возможность переходить из одного агрегатного состояния в другое. Это осуществляется при таянии, испарении, кипении, конденсации, замерзании.

Свойства воды

Физические свойства:

Вода - прозрачная жидкость, не имеющая ни запаха, ни вкуса. Масса 1 мл чистой воды принята за одну единицу массы и называется граммом. Малая теплопроводность воды и большая теплоемкость обуславливают ее использованием в качестве теплоносителя. Из-за высокой теплоемкости она в зимнее время долго остывает, а летом медленно нагревается, являясь, таким образом, естественным регулятором температуры на земном шаре. Особые свойства воды, отличающие ее от других тел, называют аномалиями воды:

1. При нагревание воды от 0°С до 4°С вода уменьшается в объеме, достигая максимальной плотности 1г/мл.

2. Вода при замерзании расширяется, а не сжимается, как все другие тела, плотность ее при этом уменьшается.

3. Температура замерзания воды с увеличением давления понижается, а не повышается, как следовало ожидать.

4. Вследствие дипольного момента вода обладает большой растворяющей и диссоциирующей cпособностью, чем другие жидкости.

5. Вода обладает самым большим поверхностным натяжением после ртути. Поверхностное натяжение и плотность определяют высоту, на которую может подняться жидкость в капиллярной системе при фильтрации через простые преграды.

Химические свойства:

Растворяя в воде основные оксиды, получают щелочи: ВаО + Н2O > Ва(ОН)2.

Растворяя в воде кислотные оксиды, получают кислоты: SO3 + Н2O > Н2SO4.

1. Взаимодействие воды с металлами.

  • а) Активные металлы: 2К + 2 Н2O > 2КОН + Н2
  • б) Переходные металлы: 2Fe + 3Н2O t°С Fe2O3 +3Н2

2. Взаимодействие с солями (гидролиз):

  • а) Гидролиз солей: Na2SiO3 + Н2O > NaOH + NaHSiO3
  • б) Гидролиз гидридов: NaH + Н2O > NaOH + Н2
  • в) Гидролиз пероксидов: 2Na2O2 + Н2O > NaOH + O2

Во всех реакциях гидролиза вода проявляет активность по ионному типу (H+) и (ОН-).

3. Образование кристаллогидратов: CuSO4 + 5Н2O > CuSO4 Н2O

4. Вода взаимодействует с органическими веществами:

  • а) Алканы: СН4 + Н2O > СО + 3Н2
  • б) Алкены: СН2=СН2 + Н2O > СН3-СН2ОН
  • в) Алкины: СН=СН + Н2O > СН3-СОН.

1.2. Значение воды в природе .

Вода - важнейший минерал на Земле, который нельзя заменить никаким другим веществом. Она составляет большую часть любых организмов , как растительных , так и животных, в частности, у человека на её долю приходится 60-80% массы тела. Вода является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачивает горные породы и минералы и транспортирует их из одних мест в другие.

Водообмен – это поступление воды в растения и отдача её растением, необходимые для его жизнедеятельности ( обмена веществ, роста, развития, размножения). Чтобы понять, как поддерживается водный режим растений , нужно разобраться в таких физических процессах, как осмос и диффузия. Осмос можно рассматривать как своеобразную диффузию, при которой диффундируют только молекулы воды, а молекулы всех остальных веществ и взвешанные в воде частицы не проходят через полунепроницаемую мембрану. Молекулы воды передвигаются из того места, где их много, туда, где их концентрация ниже, и при этом мембрана избирательно пропускает только молекулы воды.

Итак, вода насыщает атмосферу кислородом. С появлением фотосинтезирующих живых организмов парниковый эффект на нашей планете стал гаситься, за счёт выделения кислорода из океана сине-зелеными водорослями и поглощения углекислого газа из атмосферы. Это послужило катастрофой к переходу восстанавливающей атмосферы в окислительную, что вызвало к жизни новые формы организмов. Вода – причина эволюции на Земле. Круговорот воды – это сложный процесс , состоящий из нескольких основных звеньев: испарения , переноса водяных паров воздушными потоками, выпадения осадков, поверхностного и подземного стока вода попадает в океан.

Всю влагу , вернувшуюся в океан, можно назвать отработанной влагой, потерянной для увлажнения материка. Влага, унесённая воздушными потоками внутрь материка, называется активной влагой. Она входит в состав нижнего воздушного потока, в верхний слой почвы.

Испарение с поверхности воды, с поверхности земли, с поверхности растительного покрова. С поверхности воды наиболее активные молекулы отрываются и с воздушным потоком насыщают атмосферу. На увеличение оказывают влияние температура, поверхность слоя, наличие ветра. При испарение с почвы оказывают влияние размеры пор в почве, насыщенность их грунтовыми водами. В случае испарения с растительного покрова: растения для питания своей корневой системы забирают воду из почвы и гонят её по сосудистой системе снизу вверх к поверхности листьев, с которых идёт испарение. Пары, тем или иным путём попавшие в воздух, снова конденсируются и образуют осадки.

Наибольшее количество осадков выпадает в районе тропиков, совсем мало в районе Арктики. Часть воды конденсируется внутри грунта, этому способствует абсолютная влажность воздуха, гигроскопичность почвы. Дождевая вода , падая на землю, вначале заполняет капилляры, проходя вниз, она проходит пленочное перемещение, и так начинается её обратный путь: испарение – конденсация – осадки.

Круговорот воды на Земле не только важный момент возникновения жизни на планете, но и необходимое условие устойчивого функционирования биосферы.

1.3. Виды загрязнений вод и методы очистки

Водоём или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или наземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ – загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнения.

Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счёт увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щёлочи, глинистые частицы ), так и органической природы ( нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностно-активные вещества, пестициды).

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами. Наибольшие потери нефти связанны с её транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - всё это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. Большие массы нефти поступают в моря по рекам с бытовыми и ливневыми стоками. Объём загрязнения из этого источника составляет два миллиона тонн нефти в год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0.5 миллионов тонн нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде плёнки, образуя слои различной мощности. По цвету плёнки можно определить её толщину. Нефтяная плёнка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света.

Плёнка толщиной 30-40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы: инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды – для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды против сорных растений. Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов.

В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду ) биологическим ( экологически чистым ) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более пяти миллионов тонн пестицидов поступает на мировой рынок. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды.

Канцерогенные вещества – это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития ) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированию роста, ускорению старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда организмов.

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.

Тяжёлые металлы (ртуть, свинец, кадмий, медь, мышьяк, цинк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержания соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступает в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны: ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переноситься в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверченных пород ежегодно выделяется 3.5 тысяч тонн ртути. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступала в залив Миномата. Свинец – типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почве, природных водах, атмосфере, живых организмах. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идёт не только с речными стоками , но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает 20-30 тонн свинца в год.

Среди основных источников загрязнений гидросферы минеральными веществами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около шести миллионов тонн солей. Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод.

Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек. Дальнейшая её миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и её включением в трофические цепи водных организмов.

Органические загрязнения. Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоёмов. Осаждаясь суспензии, заиливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к полному загрязнению воды. Наличие суспензии затрудняют также проникновение света на глубину, и замедляет процессы фотосинтеза. Поверхностно-активные вещества – жиры, масла, смазочные материалы – образуют на поверхности воды плёнку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительный объём органических веществ, большинство из которых несвойственно природным водам сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоёмов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах.

В связи с быстрыми темпами урбанизации несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейн и почва загрязняются бытовыми отходами.

Особенно ощутимо загрязнение в водоёмах с замедленным течением или непроточных (водохранилища, озёра). Разлагаясь в водной среде патогенных организмов. Вода, загрязнённая органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоём в очень больших количествах, то содержание растворенного кислорода может опуститься ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

Многие страны имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурого шлака, отходов промышленности , строительного мусора, твёрдых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объём захоронений составил 10 % от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба для воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера , временная дань общества несовершенству технологий. Во время сброса и прохождения материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб , моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счёт ухудшения условий дыхания и питания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества. При организации системы контроля над сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга , определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений.

Тепловое загрязнение поверхности водоёмов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоёмах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 квадратных километров. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоям. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.

Важное место в предохранении гидроресурсов от качественного истощения принадлежит очистным сооружениям. Очистные сооружения бывают разных типов в зависимости от основного способа обеззараживания нечистот. При механическом методе нерастворимые примеси удаляются из сточных вод через систему отстойников и разного рода ловушек. В прошлом этот способ находил самое широкое применение для очистки промышленных стоков. Сущность химического метода заключается в том, что на очистных станциях в стоки вносят реагенты. Они вступают в реакцию с растворёнными и нерастворёнными загрязняющими веществами и способствуют их выпадению в отстойниках, откуда их удаляют механическим путём. Но этот способ не пригоден для очистки стоков, содержащих большое количество разнородных загрязнителей. Для очистки промышленных стоков сложного состава применяют электролитический ( физический ) метод. При этом способе электрический ток пропускают через промстоки, что приводит к выпадению большинства загрязняющих веществ в осадок. Электрический способ очень эффективен и требует относительно небольших затрат на сооружение очистных станций.

При очистке бытовых стоков наилучшие результаты даёт биологический метод. В этом случае для минерализации органических загрязнений используют аэробные биологические процессы, осуществляемые с помощью микроорганизмов. Биологический метод применяют как в условиях, приближенным к естественным, так и в специальных биоочистных сооружениях. В первом случае хозяйственно-бытовые стоки подаются на поля орошения. Здесь сточные воды фильтруются через почвогрунты и при этом проходят бактериальную очистку. На полях орошения скапливается огромное количество органических удобрений, что позволяет выращивать на них огромные урожаи. Сложную систему биологической очистки загрязнённых рейнских вод для целей водоснабжения ряда городов страны разработали и применяют голландцы. На Рейне построены насосные станции с фильтрами частичной очистки. Из реки вода закачивается в неглубоких канавы на поверхность речных террас. Через толщу алмовиальных отложений она фильтруется, пополняя грунтовые воды. Грунтовые воды подаются по скважинам на дополнительную очистку, а затем поступают в водопровод.

Тогда начинается прогрессирующее загрязнение гидроресурсов, наступает их качественное истощение. Кроме того, на всех станциях очистки по мере роста стоков встаёт проблема размещения значительных объёмов отфильтрованных загрязняющих веществ. Определение стабильности и агрессивности воды, то есть определение в воде веществ, вызывающих коррозию металлов, разрушение бетона. Таким веществом является углекислота, а также её соли, гидрокарбонат кальция и магния. Такая вода подвергается дополнительной обработке – стабилизации. Стабилизацию можно проводить солями железа или алюминия.

Таким образом, очистка промышленных и коммунальных стоков даёт лишь временное решение местных задач охраны вод от загрязнения. Кардинальные пути защиты от загрязнения и разрушения природноаквальных и сопряжённых с ними природных территориальных комплексов заключается в уменьшении или даже полном прекращении сброса в водоём отработанных, в том числе и очищенных сточных вод.

В нашей стране имеются специальные институты, систематически ведущие контроль за качеством воды. Разработаны комитетом стандартов нормы состава питьевой и промышленной воды.

Глава II. Практическая часть.

Исследовательская работа проводилась по двум направлениям:

1. Сравнение образцов воды по некоторым параметрам: цвет, запах, рН среды, наличие осадка после отстаивания, наличие некоторых катионов и анионов.

2. Определение жесткости воды: сравнение кипяченной и некипяченой воды.

2.1. Методика проведения.

1. Сравнение чистой и загрязненной воды.

Цель работы: определить качество воды из разных водных источников.

Материалы: образцы воды из близлежащих природных источников, желательно с явными признаками загрязнений; вода, используемая для питья в МЛ№8, химические стаканы (200 мл); индикаторная бумага, тиоцианат аммония, азотная кислота (концентрированная), перекись водорода, хромат калия.

Ход работы:

1. Наливаем в пронумерованные пробирки воду: из водоема (пруд), водопровода, прошедшую очистку фильтром.

2. Оцениваем запах воды по шкале (табл.1).

Таблица 1. Оценка запаха воды:

Интенсивность запаха

Описательное определение

Баллы

Нет Отсутствие ощутимого запаха 0 баллов
Очень слабый Запах ощущается опытным наблюдателем, не ощущается при употребление. 1 балл
Слабый Обнаруживается, если обратить внимание. 2 балла
Заметный Ощущается легко. 3 балла
Отчетливый Запах обращает на себя внимание, делает воду неприятной для питья. 4 балла
Очень сильный Запах настолько сильный, что вода совершенно непригодна для питья. 5 баллов

Различают травянистый, болотный, гнилой, тухлый, затхлый, землистый запах. Запахи химических веществ: хлора, горюче-смазочных материалов.

3. Оцениваем цвет и прозрачность: если видны изменения в цвете воды (стакан ставят на чистый лист белой бумаги), но их описывают словами: зеленоватый, светло-коричневый и т.д.

Прозрачность зависит от количества взвешенных частиц органических и неорганических. Определяют следующим образом: на дно цилиндра кладут кольцо из проволоки (или рисуют черным карандашом на белой бумаге) и доливают воду до тех пор, пока кольцо видно. Высота столба в (см), при котором кольцо становиться не видным и является мерой прозрачности.

4. Определяем рН среду: для определения используют индикаторную бумагу. Цветность определяют в сравнении с эталоном чистой воды (после фильтрации).

5. Определение катионов железа (III).

Материалы: тиоцианат аммония, азотная кислота (концентрированная), перекись водорода.

  • 1. 20 г. тиоцината аммония растворить в дистиллированной воде и довести до 100 мл.
  • 2. К 10 мл. пробы воды прибавить одну каплю азотной кислоты, затем 2-3 капли перекиси водорода и ввести 0,5 тиоцината аммония.
  • 3. При концентрации катионов железа (III) более 2,0 мг/л - розовое окрашивание содержимого пробирки. При концентрации катионов железа (III) более 10 мл/г - красное. Fe3++ ЗСNS Fe(СNS)з красный.

6. Определение хлорид-ионов.

Материалы: пробирка, нитрат серебра, азотная кислота.

1. К 10 мл пробы воды добавляют 3-4 капли азотной кислоты и приливают 0,5 мл раствора нитрата серебра.

2. Если концентрация хлорид-ионов более 100 мг/л, то образуется белый осадок. При концентрации >10 мг/л - помутнение раствора. Cl- + Ag+ > AgCl (белый осадок).

7. Определение катионов свинца:

1. 10 г К2СrO4 растворяют в 90 мл дистиллированной воды.

2. В пробирку помещают 10 мл пробы воды, прибавляют 1 мл раствора реагента.

3. Если в результате реакции образуется желтый осадок, то содержание катионов свинца более 20 мг/л.

Рb2+ + СrО2- > РbСrO4 желтый.

2. Определение жесткости воды.

Цель работы: сравнить жесткость различных образцов воды.

Материалы: образцы воды различной степени жесткости: водопроводная кипяченная и некипяченая, кусочки хозяйственного мыла, пробирки.

Ход работы:

1. В пронумерованные пробирки наливают три образца воды по 10-15 мл. 1 пробирка - водопроводная некипяченая вода. 2 - водопроводная кипяченная вода.

2. В каждую пробирку кидают кусочек мыла и сильно встряхивают пробирку (около 5 минут). Дают отстояться и описывают внешний вид полученных растворов: есть ли осадок в виде хлопьев, много осадков или мало, раствор почти прозрачный и т.д.

3. Результаты заносят в таблицу:

Образец воды

Характеристика полученного раствора

Водопроводная некипяченая
Водопроводная
кипяченная
 

 

2.2. Результат исследований качеств питьевой воды

1. Сравнение образцов воды

параметры /образец воды Запах Цвет Прозрачность (см) рН среды
Прудовая отчетливый коричневатый оттенок со взвешанными частичками 770 8,0
Водопроводная  

заметный

коричневато-зеленный оттенок с взвешанными частичками 557  

7.0

Фильтрованная очень слабый бесцветный 1100  

5,0

2. Определение жесткости воды:

Образец воды

Характеристика полученного раствора

Вода некипяченая Раствор мутный, много осадков в виде хлопьев
Вода кипяченная Раствор мутный, осадка почти нет.

Вода, поступающая в водопроводную сеть должна соответствовать ГОСТ стандарту: она не должна содержать вредных микробов, вредных минеральных и органических веществ. Она должна быть прозрачной, бесцветной, без вкуса и запаха, кислотность 6,5-9,5 рН. Содержание катионов железа может быть до 0,3 мл/г; хлорид ионов до 350 мл/г.

Содержание катионов железа в водопроводной и прудовой воде более 10 мг/л, так как раствор после проведения качественной реакции окрасился в красный цвет.

Содержание хлорид ионов в воде более 100 мг/л, так как после проведения качественной реакции выпал белый осадок.

Содержание катионов свинца обнаружены только в прудовой воде их концентрация более 100 мг/л, так как после проведения качественной реакции, полученный раствор был желтого цвета.

Вывод

После определений качеств питьевой воды из различных источников были получены следующие результаты.

Водопроводная вода имеет заметный запах, коричневато-зеленый оттенок с взвешанными частичками, прозрачность 57 см, кислотность 7,0 рН. Содержание катионов железа более 10 мг/л, а хлорид-ионов более 100 мг/л, содержание катионов свинца не обнаружено. Этот образец воды не соответствует государственному стандарту по следующим параметрам: цвет, запах, прозрачность и содержание катионов железа.

Прудовая вода имеет отчетливый запах, коричневатый оттенок, прозрачность 70 см, кислотность 8,0 рН, содержание катионов железа более 10 мг/л, хлорид ионов более 100 мг/л, катионы свинца более 100 мг/л. Этот образец воды не соответствует государственному стандарту по следующим параметрам: запах, цвет, прозрачность, содержание катионов железа и содержание катионов свинца.

Ни одна из проб воды взятых из разных источников для исследования не соответствует государственному стандарту. Употребление такой питьевой воды может серьезно отразиться на здоровье сотрудников и студентов.

Решение проблемы плохого качества питьевой воды имеет две стороны.

Во-первых, сюда относится экологические и социальные проблемы города, общее загрязнение ижевского пруда (образец прудовой воды брался на анализ, так как вода в МЛ №8 поступает именно оттуда). Город вырабатывает огромное количество отходов производства, и подавляющая часть этих загрязнений попадает в ижевский пруд, который изначально не был предназначен для бытовых нужд. Чтобы улучшить положение необходимы целенаправленные и продуманные действия администрации города Ижевска.

Во-вторых, существует проблема устаревших коммуникаций – ржавые трубы. Вода, прошедшая очистку в очистных сооружениях, проходя по таким трубам, снова загрязняется. Поэтому нужна замена старых труб на новые по всему городу. Все предложенные мероприятия требуют больших финансовых затрат и совместных действий администрации города и МЛ №8.

В результате проведенной работы было аргументировано доказано, что вода, поступающая в МЛ №8 не пригодна для питья. Она может быть использована только в технических целях.

В связи с этим администрацией МЛ №8 были приняты меры по улучшению качества воды – поставлен бытовой фильтр. Фильтрованная вода была также проанализирована: она соответствует государственному стандарту по всем показателям, кроме запаха (табл.1). Поэтому работа по улучшению качества питьевой воды будет продолжена.



Если у Вас есть детские исследовательские работы (проекты), основанные на полевых исследованиях (исследованиях в природе) и уже набранные на компьютере (в электронном виде) - пишите нам, мы обсудим возможность и варианты их размещения на нашем сайте!


Список детских исследовательских (проектных) работ,
размещенных на нашем сайте (по тематикам):
(см. также работы, выполненные в биологическом кружке ВООП)

Ландшафтоведение:
Сравнительное исследование геологических обнажений в Московской и Тверской областях
Анализ почвенного покрова прибрежной зоны озера Б. Лебединое

Микология и Ботаника:
Некоторые особенности древесных грибов в окрестностях биостанции
Грибы национального парка «Чаваш Вармане»
Сравнение видового состава водных и околоводных растений разных водоемов биостанции «Экосистема»
Смены растительности при зарастании заброшенных полей
Луговые сукцессии
Изучение сукцессий на вырубках
Фитоиндикация широколиственного и смешанного леса
Фитоиндикация сосновых лесов
Изучение растительных сообществ и энтомофауны луговых биоценозов
Изучение биоповреждений в лесах окрестностей озера Чанграш
Биоповреждения листьев березы бородавчатой
Оценка жизненного состояния соснового подроста
Зеленые растения под снегом
Проверка достоверности данных о растениях-часах
Экономическая целесообразность сбора лекарственных растений
Изучение лекарственных растений пойменного луга и леса
Выявление наличия сырьевых ресурсов лекарственных растений в окрестностях села Новокладовое
Рисованный определитель цветущих дикорастущих растений сосновых лесов
Растения красной книги Чувашской республики в окрестностях биостанции
Краснокнижные растения Чувашской республики в окрестностях биостанции

Зоология беспозвоночных:
Видовой состав моллюсков пойменных озер и водоемов Засурья
Фаунистический состав пресноводных моллюсков озер нижнего Присурья
Зимнее население водных беспозвоночных реки Клязьма
Некоторые особенности жизни пауков окрестностей озера Чанграш
Изучение численности и распределения короеда-типографа в еловых лесах Подмосковья
Видовое разнообразие и некоторые аспекты биологии муравьев на пойменных лугах
Изучение внегнездовой жизнедеятельности рыжих лесных муравьев Formica rufa
Изучение фауны жесткокрылых тамнобионтов и хортобионтов
Изучение дневных чешуекрылых в окрестностях оз. М.Лебединое
Изучение фауны дневных чешуекрылых
Некоторые аспекты биологии ночных беспозвоночных
Изучение растительных сообществ и энтомофауны луговых биоценозов
Сравнение почвенной микро- и мезофауны различных биотопов биостанции «Экосистема»

Зоология позвоночных:
Морфометрия карася в озерах Заволжья
Некоторые морфологические особенности рыб озер нижнего Присурья
Некоторые аспекты биологии прудовой лягушки Rana lessonae
Некоторые особенности экологии травяной лягушки (Rana temporaria)
Некоторые фенетические особенности амфибий
К вопросу о морфологии ужа обыкновенного Natrix natrix
Сравнительная морфология прыткой ящерицы Lacerta agilis
Видовое разнообразие ящериц в окрестностях п.Дивный Красноярского края
Выкармливание птенцов большими пестрыми дятлами (Dendrocopos major)
Некоторые особенности перемещения птиц в районе озера Чанграш
Изучение гнездовой жизни садовой камышевки
Стациальное распределение, миграции и поведение куликов в нижнем Присурье
Видовой состав и численность птиц прибрежной зоны оз. М.Лебединое
Птицы береговых ландшафтов реки Клязьма и смешанного леса
Образ жизни бобра в окрестных водоемах п.Дивный Красноярского края
Изучение численности и суточной активности рукокрылых
Рукокрылые окрестностей биостанции в Чувашском Заволжье

Водная экология:
Морфометрия озер Чувашского Заволжья
Флора и ценотическая характеристика озёр Б. и М. Лебединое.
Современное состояние экосистем некоторых озёр Чувашского Заволжья
Макрогидробионты озер нижнего Присурья
Комплексное исследование озера Домашнее в Барабинской лесостепи
Сравнительная характеристика макрозообентоса озер различного происхождения
Морфометрия карася в озерах Заволжья
Видовая структура фауны беспозвоночных ручья «Канальный»
Зимнее население водных беспозвоночных реки Клязьма
Сравнительное изучение фауны беспозвоночных ручья Овражного от истоков до устья
Фауна беспозвоночных животных временных водоёмов окрестностей биостанции «Экосистема»
Сравнение экологических ниш водных беспозвоночных
Оценка экологического состояния реки Клязьма методом биоиндикации
Определение экологического состояния реки Клязьма по разным методикам
Cравнение сапробности р.Клязьма и руч.Овражьего тремя методиками биоиндикации
Сравнение физико-химических показателей водоёмов окрестностей биостанции «Экосистема»
Мониторинг водных ресурсов Хлебниковского поселения
Мониторинг качества питьевой воды в Машиностроительном лицее № 8 г.Ижевска

Экологический мониторинг и биоиндикация:
Использование простейших методов биоиндикации в изучении загрязнений воздушной среды
Комплексная оценка экологического состояния микрорайона школы №106 г. Москвы
Оценка экологического состояния окружающей среды методом лихеноиндикации
Фитоиндикация широколиственного и смешанного леса
Фитоиндикация сосновых лесов
Изучение биоповреждений в лесах окрестностей озера Чанграш
Биоповреждения листьев березы бородавчатой
Оценка жизненного состояния соснового подроста
Мониторинг водных ресурсов Хлебниковского поселения
Мониторинг качества питьевой воды в Машиностроительном лицее № 8 г.Ижевска
Особо охраняемые природные территории Урала
Оценка экологического состояния реки Клязьма методом биоиндикации
Cравнение сапробности р.Клязьма и руч.Овражьего тремя методиками биоиндикации
Определение экологического состояния реки Клязьма по разным методикам

Экологические проблемы и охрана природы:
Утилизация мусора: проблема настоящего или будущего
Экологические проблемы заказника «Соленое озеро»
Комплексное исследование озера Домашнее в Барабинской лесостепи
Экономическая целесообразность сбора лекарственных растений
Разработка экологических троп на территории НП «Чаваш Вармане»
Растения красной книги Чувашской республики в окрестностях биостанции
Краснокнижные растения Чувашской республики в окрестностях биостанции

Иное (прочее, другое):
Проверка неинструментальных методов определения сторон света
Проверка достоверности данных о растениях-часах
Изучение лекарственных растений пойменного луга и леса
Выявление наличия сырьевых ресурсов лекарственных растений в окрестностях села Новокладовое
Экономическая целесообразность сбора лекарственных растений

(см. также работы, выполненные в биологическом кружке ВООП)


Кроме детских исследовательских (проектных) работ на нашем сайте Вы также можете ознакомиться с различными методическими материалами, "облегчающими жизнь" педагога - организатора исследовательской работы школьников в природе, а также самих учащихся - юных исследователей природы. Речь идет о методических пособиях и определителях объектов природы России. В нижеследующем списке приведены ссылки на страницы с описаниями выпущенных нами методических материалов по исследованиям в природе.

Методические пособия по исследовательской (проектной) работе школьников в природе:
Ландшафтоведение (география)
Ботаника и геоботаника
Зоология
Водная экология и гидробиология
Мониторинг и биоиндикация
Программы, проекты и общие вопросы организации исследований

Пособие для учителя " Как организовать полевой экологический практикум"

Учебные фильмы по организации полевых проектных исследований:
Осенний сезон
Зимний сезон
Весенний сезон
Летний сезон

Компьютерные атласы-определители объектов природы:
Грибы
Водоросли
Лишайники
Мохообразные
Деревья и кустарники зимой
Деревья и кустарники летом
Дикорастущие цветы
Бабочки
Насекомые-вредители
Водные беспозвоночные
Рыбы
Амфибии (земноводные)
Рептилии (пресмыкающиеся)
Птицы и птичьи гнезда
Млекопитающие (звери)

Печатные цветные определители растений:
Определитель деревьев в осенне-зимний период
Определитель кустарников в осенне-зимний период
Определитель деревьев в весенне-летний период
Определитель кустарников в весенне-летний период
Определитель травянистых растений по цветкам: первоцветы
Определитель травянистых растений по цветкам: растения лесов
Определитель травянистых растений по цветкам: растения лугов и полей
Определитель травянистых растений по цветкам: растения водоемов и болот

Цветные ламинированные таблицы "Грибы, растения и животные":
Грибы: часть 1
Грибы: часть 2
Лишайники
Водоросли
Мхи
Первоцветы
Цветы лесов
Цветы лугов
Цветы водоемов
Деревья зимой
Кустарники зимой
Деревья летом
Кустарники летом
Водные беспозвоночные
Дневные бабочки
Пресноводные и проходные рыбы
Амфибии и рептилии
Зимующие птицы
Перелетные птицы
Млекопитающие

Карманные определители животных средней полосы:
Обитатели водоемов
Птицы средней полосы
Звери и их следы
Полевой определитель птиц


Познакомиться с изображениями и описаниями других объектов природы России и сопредельных стран - минералов и горных пород, почв, грибов, водорослей, лишайников, листостебельных мхов, деревьев, кустарников, кустарничков и лиан, травянистых растений (цветов), водных беспозвоночных животных, насекомых-вредителей леса, дневных бабочек, пресноводных и проходных рыб, земноводных (амфибий), пресмыкающихся (рептилий), птиц, птичьих гнезд, их яиц и голосов, а также млекопитающих (зверей), - можно в разделе Природа России нашего сайта.

В разделе Природа в фотографиях размещены также тысячи научных фотографий грибов, лишайников, растений и животных России и стран бывшего СССР, а в разделе Природные ландшафты мира - фотографии природы Европы, Азии, Северной и Южной Америки, Африки, Австралии и Новой Зеландии и Антарктики.

В разделе Методические материалы Вы также можете познакомиться с описаниями разработанных экологическим центром "Экосистема" печатных определителей растений средней полосы, карманных определителей объектов природы средней полосы, определительных таблиц "Грибы, растения и животные России", компьютерных (электронных) определителей природных объектов, полевых определителей для смартфонов и планшетов, методических пособий по организации проектной деятельности школьников и полевых экологических исследований (включая книгу для педагогов "Как организовать полевой экологический практикум"), а также учебно-методических фильмов по организации проектной исследовательской деятельности школьников в природе. Приобрести все эти материалы можно в нашем некоммерческом Интернет-магазине. Там же можно приобрести сделанные нашими коллегами книгу "Полевой определитель птиц", а также mp3-диски Голоса птиц средней полосы России и Голоса птиц России, ч.1: Европейская часть, Урал, Сибирь.



Поделиться/Share:
Обращение с посетителям сайта



: ml : [ stl ] [ pp ]


Порекомендуйте нас в "своих" социальных сетях:
- share this page with your friends!
Поддержать сайт / Donate


© Экологический центр "Экосистема"™, А.С. Боголюбов / © Field Ecology Center "Ecosystem"™, Alexander Bogolyubov, 2001-2016