Исследовательская работа по теме «Экология реки Дон».
Исследовательская работа по теме:
«Экология реки Дон».
Выполнила:
Попова Алёна,
учащаяся 11 класса
Учитель-консультант
Мурзина Тамара Анатольевна
МБОУ Лицей №16 «Естественно-математический»
г.Волгодонск
Содержание.
1. Введение
2. Круговорот воды в биосфере, загрязнение природных вод и водопотребление.
3. Параметры и методики.
4. Панорама новостей.
5. Результаты мини-опроса «Твое отношение к проблеме очистки воды».
6. Структурированная вода.
7. Выводы.
8. Литература.
Введение
Вода является необходимым условием существования всех живых организмов на Земле. Значение воды в процессах жизнедеятельности определяется тем, что она является основной средой в клетке, где осуществляются процессы метаболизма, служит важнейшим исходным, промежуточным или конечным продуктом биохимических реакций. Особая роль воды для наземных организмов заключается в необходимости постоянного пополнения её из-за потерь при испарении. Поэтому вся эволюция наземных организмов шла в направлении приспособления к активному добыванию и экономному использованию влаги. Наконец, для многих видов растений, животных, грибов и микроорганизмов вода является непосредственной средой их обитания.
В последние десятилетия возросло действие антропогенных факторов на окружающую среду, что привело к возникновению сложных экологических проблем. В настоящее время эколого-экономическая проблематика определяет не только эффективность функционирования всех видов и форм хозяйственной деятельности, но и принципиальные условия благополучного существования человека.
Проблемы, которые исследовал, можно объединить в две большие группы. Во-первых, это проблемы наиболее эффективного и экологически оправданного использования природных ресурсов, во-вторых, это проблемы поиска и обоснование наиболее целесообразных методов предотвращения и ликвидации ущерба от загрязнения окружающей среды. Эти проблемы должны решаться на основе закономерностей развития природной среды естественно-исторического характера, а также с учетом изменяющихся потребностей общества, формирования новой системы ценностей на фоне экологических проблем современности.
Предметы химия, биология и экология дают широкие возможности для экспериментально-исследовательской деятельности. В течение последних трех лет имею возможность сотрудничать с Южно – Российским государственным техническим университетом (филиал Новочеркасского политехнического института), с кандидатом химических наук Еленой Игнатьевной Шаврак, ведущим специалистом кафедры технической химии, занимающейся инженерной защитой окружающей среды. На базе университета с 2010 году были организованы занятия с учащимися школ города. Целью работы было изучение состояния проб воды по органолептическим показателям, пробы брались из реки Дон и городского водопровода, чтобы провести первичную оценку качества воды.
Были выделены несколько методик, которые реально можно использовать в условиях школьной лаборатории, и уже в 2014 учебном году самостоятельно провела подобную работу
2. Круговорот воды в биосфере, загрязнение природных вод и водопотребление.
1)Круговорот веществ:
Круговорот воды в биосфере происходит следующим образом. Вода выпадает на поверхность земли в виде осадков, образующихся из водяного пара атмосферы. Определённая часть выпавших осадков испаряется прямо с поверхности, возвращаясь в атмосферу водяным паром. Другая часть проникает в почву, всасывается с корнями растений и затем, пройдя через растения, испаряется в процессе транспирации. Третья часть просачивается в глубокие слои подпочвы до водоупорных горизонтов, пополняя подземные воды. Четвёртая часть в виде поверхностного, речного и подземного стока стекает в водоёмы, откуда также испаряется в атмосферу. Наконец, часть используется животными и потребляется человеком для своих нужд. Вся испарившаяся и вернувшаяся в атмосферу вода конденсируется и вновь выпадает в качестве осадков.
2)Загрязнение природных вод:
Под загрязнением водоёмов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ. Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных её выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнений связаны с человеческой деятельностью. Из других загрязнителей необходимо назвать металлы (например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм.
Одним из видов загрязнения водоёмов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоём. Это приводит к повышению в нём температуры воды. С повышением температуры в водоёме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие.
3) Водопотребление:
Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными её потребителями являются промышленность и сельское хозяйство. Наиболее водоёмкие отрасли промышленности – горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. Главный потребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды уходит 60-80% всей пресной воды. Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, ещё недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. Потребность в пресной воде, на сегодняшний день, не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения планеты. Ограниченные запасы пресной воды ещё больше сокращаются из-за их загрязнения. Поэтому нужно постоянно следить за уровнем загрязнённости воды в каждом регионе не только нашей страны, но и мира в целом. Именно поэтому я проследила уровень загрязнённости воды в Ростовской области, а именно в р
3. Параметры и методики.
Параметры, по которым производилась оценка качества воды:
1. Запаха.
2. Цветность.
3. Кислотность.
4. Наличие органических веществ в воде.
5. Среда реакции.
6. Концентрация ионов двухвалентного железа.
7. Концентрация ионов трехвалентного железа.
8. Концентрация ионов хлора.
9. Концентрация сульфат – ионов.
10. Концентрация нитрат – ионов.
Определение интенсивности запаха воды.
Интенсивность запаха.
Характер появления запаха.
Оценка интенсивности запаха.
Нет
Запах не ощущается
0
Очень слабая
Запах сразу не ощущается, но обнаруживается при тщательном исследовании (при нагревании воды.)
1
Слабая
Запах замечается, если обратить на него внимание.
2
Заметная
Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде.
3
Отчетливая
Запах обращает на себя внимания и пытается воздержаться от питья
4
Очень сильная
Запах несколько сильный, что делает воду непригодной к употреблению.
5
Определения цветности воды:
Заполнить пробирку водой до высоты 10-12см.
Определите цветность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном.).
Подчеркните (или отметить галочкой) наиболее подходящий оттенок из приведенных в таблице либо заполните свободную линию в таблице.
Цветность воды.
Цветность воды.
Слабожелтоватая
Светло-желтоватая
Желтая
Интенсивно-желтая
Коричневая
Красно-коричневая
Другие (укажите, какие).
Мутность воды.
Мутность воды.
Слабоопалесцирующая
Опалесцирующая
Слабомутная
Мутная
Очень мутная
Определение концентрации ионов двухвалентного железа.
К 5 мл воды добавить на кончике ножа (0,1 г) гидросульфата калия, 0,1 г смеси (красная кровяная соль и сахарная пудра 1:9) и хорошо взболтать. В присутствии ионов двухвалентного железа появляется сине-зеленое окрашивание.
Светло-сине-зеленый - 1 - 6 мг/л
сине-зеленый - 6 - 10 мг/л синий - 10 - 15 мг/л
темно-синий - 15 - 30 мг/л
Обнаружение нитрат-ионов
К 5 мл воды осторожно, по стенке пробирки, прибавить I мл реактива, полученного растворением I г дифениламина в 100 мл концентрированной серной кислоты. Если есть нитрат-ионы, то появляется синее окрашивание. Но этой реакции мешают нитрит-ионы, которые предварительно надо разрушить. К исследуемой воде добавляют несколько кристаллов хлорида аммония и кипятят 2-3 минуты. Образовавшийся нитрит аммония разрушается до азота и воды. После этого проводят реакцию с дифениламином.
Определение концентрации ионов трёхвалентного железа.
К 5 мл природной воды прибавить 1-2 капли концентрированной соляной кислоты и 5 капель 10%-ного раствора роданида аммония. В присутствии ионов трехвалентного железа появляется красный цвет.
Слабо-красновато-желтоватый
· 0,95 - 0,4 мг/л
желтовато-красный
· 0,4 - 1,0 мг/л красный
· 1 - 3 мг/л
ярко-красный
· 3 - 10 мг/л
Определение концентрации ионов хлора
К 5 мл природной воды прибавить 1-2 капли 10%-ного раствора нитрата серебра, подкисленного азотной кислотой. Образуется осадок или муть.
Слабая муть
· 1 - 10 мг/л
сильная муть
· 10 - 50 мг/л хлопья, осаждаются сразу
· 50 - 100 мг/л белый объемистый осадок
· более 100 мг/л
Определение концентрации сульфат-ионов
К 5 мл воды прибавить 4 капли 10%-ного раствора соляной кислоты и 4 капли
5%-ного раствора хлорида бария. Нагреть. Об разуется муть или осадок.
- слабая муть через несколько минут
· 1 - 10 мг/л
- слабая муть сразу
· 10 - 100 мг/л
- сильная муть
· 100 - 500 мг/л
- большой осадок, быстро оседающий
· более 500 мг-л
4. Панорама новостей
Результаты анализа в р. Дон за 20 февраля 2014 г.
Наименование водоисточника: р. Дон.
Место отбора: проба № 1 р. Дон, проба № 2 - ГВ (городской водопровод).
Дата и время отбора: проба № 1 -20.02.14 г. в 10.00.
Проба № 2 - 20.02.14 г. в 12.00
Показатели
ПДК - для питьевой воды
Предел обна ружения
Проба № 1 р. Дон
Проба № 2 после очистки на очистных сооружениях (ГВ)
Нитробензол, мг/л
0,2
0,02
< 0,02
< 0,02
Бензол, мг/л
0,01
0,005
< 0,005
0,005
Толуол, мг/л
0,5
0,005
< 0,005
< 0,005
П-ксилол, мг/л
0,05
0,005
< 0,005
< 0,005
О-ксилол, мг/л
0,05
0,005
< 0,005
< 0,005
Этилбензол, мг/л
0,01
0,005
< 0,005
< 0,00005
Пестициды (гексахлорбензол), мг/л
0,001
0,00005
< 0,00005
< 0,00005
Фенолы водоем летучие, питьевая вода - общие, мг/л
0,001 - 0,25
0,0005
0,0009
< 0,0005
Железо, мг/л
0,3
ОД
2
< 0,10
Хлороформ, мг/л
0,2
0,0015
< 0,0015
0,02
Нитраты, мг/л
45
0,1
1,5
1,4
Мутность, мг/л
1,5
0,58
22
< 0,58
Цветность, мг/л
20
0
78
10
Запах, балл при 20о- 60о
2
1/2
0/0
Наш город Волгодонск – довольно крупный промышленный центр. На территории города размещены: химический завод, комбинат древесных плит, «Атоммаш», в 30 километровой зоне Ростовская атомная станция, предприятия транспорта, строительства, связи и другие отрасли народного хозяйства. Многие из них в своем составе имеют экологически опасные производства и являются серьезными источниками загрязнения окружающей среды. Система водоснабжения г. Волгодонска обеспечивается преимущественно из реки Дон и Цимлянского водохранилища. Я попыталась выяснить, как обстоят дела с нашим богатством – водой на сегодняшний день. Были проведены исследования проб воды по органолептическим показателям, наличию катионов железа, анионов хлора, сульфат-ионов, рассмотрены результаты микробиологической пробы. Работала по методикам, которые представлены в методичках института ЮРГТУ.
Результаты исследований подтверждают, что вода, подаваемая в водопроводную сеть города, сегодня соответствует санитарным правилам и нормам.
В пробах воды из Дона, значительных концентраций бензола и его производных не выявлено. Данные анализа качества воды свидетельствуют о загрязнении Дона в основном тяжёлыми металлами(концентрация ионов железа превышает ПДК почти в 7 раз), содержание летучих фенолов практически равно ПДК(0,001мг/л и 0,0009мг/л соответсвенно ПДК и концентрация ионов железа в воде). Содержание пестицидов не превышает российские нормативы. Содержание нитратов превышает ПДК (Для водоёмов рыбохозяйственного назначения). Речная вода по сравнению с прошлым годом продолжает не соответствовать нормам по микробиологическим и вирусологическим показателям. Однако, питьевая вода подаваемая населению на сегодняшний день соответствует санитарным правилам и нормам.
Анализируя результаты исследований, появилась идея провести мини-опрос среди жителей города (своего дома) на тему «Твоё отношение к проблеме очистки воды».
5.Результаты мини-опроса.
6. Структурированная вода
Увидели что нужно, информировать население о необходимости применения тех или иных методов и средств защиты от некачественной питьевой воды. А главное – беречь наше богатство – воду.
Вода способна впитывать, хранить и передавать человеческие мысли и эмоции. Исследования в этой области проводятся не только за рубежом, но и в нашей стране. Опыты свидетельствуют о том, что вода “помнит” вещества, которые в ней когда-то растворяли; что вода меняет свои физические свойства в зависимости даже от цвета скатерти, на которой стоит стакан. А форма кристаллов льда, образующихся при замерзании воды (см. фотографии), зависит не только от её чистоты, но и изменяется в зависимости от того, какую музыку над ней исполняют, что показывают, о чём думают и говорят.
Ты хороший Ты дурак
В ответ на человеческие мысли и эмоции правильные кристаллы чистой воды могут принимать разнообразные формы, подчас весьма уродливые, если структура воды нарушается воздействием негативной мысли или эмоции.
Перед экспериментом и после...
Дистиллированная вода, нагретая в микроволновой печи, создала кристалл, похожий на кристалл слова "дьявол".
7. Выводы:
Для сохранения водных богатств необходимо создавать замкнутые циклы производства, когда вода используется многократно.
Необходимо использовать новые биологические методы для очистки воды.
Осуществлять постоянный контроль над качеством воды.
4. В целях обеспечения экологической безо пасности в Волгодонске необходимо продолжа ть регулярный мониторинг, как донской воды, так и воды, подаваемой населению после очист ных сооружений.
8. Литература
1.АлпенР.Д. Наука о жизни. М.:, Просвещение, 1991.
Атлас подводного мира. М.: Росмэн, 2001.
Вронский В.А. Прикладная экология. Ростов н./Д., 1996. 1990.
Гиляров Л.М. Популяционная экология, М: Изд-во МГУ,
Егоренков Л.И, Занимательная экология. М.: Прометей, 1996.
Ермаков Д.С., Зверев И.Д., Суравегина И.Т. Учимся решать экологические проблемы. М., 2002.
Зайцев Ю.П. Самое синее в мире. Киев, 2001.
Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология в вопросах и ответах. Ростов н/Д., 2002.
Косое В.И. и др. Экологический мониторинг. Тверь, 1996.
Малютин О.И. Введение в гидробиологию. СПб., 2000.
Медников Б.М. Формы и уровни жизни. М: Просвещение, 1995.
Миллер Т. Жизнь в окружающей среде. Т. 1,2. М., 1993.
13. Иомоконов Л.И. Общая биогеоценология. Ростов н./Д,, 1989.
Одум Ю. Экология. Пер. с англ. Т. 1-2. М.: Мир, 1996.
Развитие исследовательской деятельности учащихся: Методический сборник. М., 2001.
Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания. Кн. 1-4. М, 1995.
Розанов С. Общая экология: Учебник для вузов. СПб., 2001.
18. Рыжов КН., Ягодин Г.А. Школьный экологический мо ниторинг: Учебное пособие. М., 2000.
19. Криксунов Е.А. «Экология». Дрофа 1995.
13PAGE 15
13PAGE 141615
Кристаллы воды, обработанные ароматической эссенцией ромашки.
Реакция воды на слова «Адольф Гитлер».
Речная вода
Речная вода после молитвы священника
Речная вода после освящения в храме
ДА
НЕТ
50
22
28
Человек
Есть в семье люди, страдающие болезнями пищевого тракта?
50
Используете в пищу воду из крана?
Человек
36
14
ДА
НЕТ
50
18
32
Человек
НЕТ
ДА
Осуществляется ли постоянный контроль за качеством воды в нашем городе?
ДА
НЕТ
50
5
45
Человек
Достаточно ли вы информированы о необходимости применения различных методов и средств защиты от некачественной воды?
15