Исследовательская работа "Оценка экологического качества воды"


1
Муниципальное казенное образовательное учреждение
«Новокаякентская средняя общеобразовательная школа»
Каякентский район
Республика Дагестан
Конкурс, посвященный Всемирному дню воды.
Номинация: «Исследовательская работа»
Тема: «Оценка экологического качества воды».
Работу выполнил:
ученик 10 «А» класса
МКОУ «Новокаякентская СОШ»
Муртузалиев Шагавутдин Муртузалиевич.
Научный руководитель:
учительница биологии
МКОУ «Новокаякентская СОШ»
Умалатова Равганият Бийбулатовна.
с. Новокаякент, 2016 г.
2
Аннотация.
Вода – источник всего живого на нашей планете, именно поэтому изучение
проблем, связанных с ней, ее защита, восстановление и бережное отношение
по отношению к потреблению воды – все это является самой актуальной
проблемой, которую человечеству необходимо решать. По данным
ЮНЕСКО, более 80% недугов, поражающих человечество, связано с
потреблением воды низкого качества.
Объект исследования: вода и водоснабжение селения Новокаякент.
Цель работы:
Оценить качество питьевой воды, поступающей с наших кранов
Изучить схему водоснабжения селения Новокаякент.
Задачи:
Изучить органолептические (цвет, запах, вкус, прозрачность), химические и
биологические показатели качества воды.
Дать анализ и оценку полученным результатам.
Сформулировать рекомендации по сбережению воды в семье, в школе и на
предприятиях.
Методы исследования: анализ, наблюдение, сбор информации из книг и
ранних работ по данной теме, опрос, эксперимент, работа с интернет-
ресурсами.
Выводы: параметры качества используемой нами воды соответствует всем
нормам ГОСТа.
3
СОДЕРЖАНИЕ:
1. Введение……………………….………………………………………………4
2.Исследовательская часть……………………………………………………...6
2.1. Определение содержания растворенного кислорода в пробе
воды….....................................................................................................................6
2.2 Определение содержания ионов водорода в воде: рН-фактор воды ....7
2.3. Определение карбонатной жесткости воды……………………………..7
2.4. Определение прозрачности питьевой воды……………………….……..8
2.5 Определение запаха воды………………………………………………….9
3. Заключение……………………………………………………………………11
4. Список литературы…………………………….……………………………..12
ВВЕДЕНИЕ.
4
«Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного
тела, которое могло бы с ней сравниться по влиянию на ход основных,
самых грандиозных геологических процессов. Не только земная
поверхность, но и глубокие — в масштабе биосферы — части планеты
определяются, в самых существенных своих проявлениях, ее
существованием и ее свойствами».
Академик В. И. Вернадский.
Вода — основа жизни на нашей планете. Вряд ли кто-нибудь станет
оспаривать это утверждение. Покрывая две трети поверхности Земли, вода
влияет практически на все процессы, которые происходят на нашей планете.
Тяжело найти такое природное тело, которое бы не содержало в себе воды.
даже камни и огненная магма содержат влагу. Растения на 70-95% состоят из
воды.
Вода распространенное, простое, но в то же время самое сложное и
таинственное вещество на Земле. Воде посвящено огромное количество
научных работ, но до сих пор она остается недостаточно изученной. Вода -
священная основа жизни, с ней связаны важнейшие ритуалы практически
всех религий.
Для человеческого организма вода — это второе по значимости вещество
после кислорода. Известно, что наши тела состоят почти на две трети из
воды. Без пищи человек может жить более 4 недель, а без воды — не более 7
дней. Многие ученные считают, что человеческая жизнь, представляет собой
«борьбу за воду». Вода — индикатор старения. Тело ребенка от рождения до
годовалого возраста содержит 80–85% воды. При достижении возраста 18 лет
содержание воды уменьшается до 65–70%, а в старости — до 25%. Многие
ученые склоняются к мысли, что в обеспечении организма качественной
водой и в количестве, необходимом для нормального процесса обмена
веществ, заключается секрет продления молодости.
Количество землян за последние 40 лет увеличилось в 2 раза и сейчас
составляет 7,1 млрд. А может еще раз удвоиться к середине нынешнего
столетия. Основной рост населения приходится на развивающиеся страны,
где водные ресурсы практически истощены. Около 60% поверхности Земли
составляют зоны, где отсутствует пресная вода или ощущается ее острый
недостаток. Почти 500 млн. человек страдают от болезней, вызванных
недостатком или неполноценностью питьевой воды.
От качества воды зависит качество нашей жизни. Хотя запасы пресной воды
на Земле исчисляются миллионами кубических километров, но далеко не
всякая вода полезна для человека. Проблема качественной питьевой воды в
5
мире всегда стояла и стоит особенно остро. Наша водопроводная вода мало
похожа на живительную влагу. И «благодарить» за это нужно ржавые трубы,
безнадежно устаревшие ГОСТа, допускающие хлорирование и архаические
системы очистки. В развитых странах водопроводная вода уже давно
очищается методом ионизации, но и ее зачастую используют только для
хозяйственных нужд.
Основными потребителями воды на нашей планете являются города. Так, без
учета промышленных расходов потребление воды на одного жителя
крупного города в сутки составляет 700 л. , а нужно лишь 250 л! Почти в
каждом городе есть река, которая питает город водой и принимает на себя
часть городских отходов. В Москве за сутки сбрасывается в канализацию
около 300 000 куб. м. воды. Главной опасностью для населения является не
расточительное расходование пресной воды, а повсеместное ее загрязнение.
В результате во многих городах вода далека от совершенства. Важнейшая
задача для любого города - очистка промышленных стоков.
При получении питьевой воды различают две основные группы по ее
происхождению: подземные воды и поверхностные воды.
Группа подземных вод подразделяется на:
1. Артезианские воды.
2.Инфильтрационная вода.
3. Родниковая вода.
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ.
6
Почему была выбрана питьевая вода в качестве объекта исследования? Есть
мнение, что родниковая вода безупречно чистая и всегда пригодна для питья.
В ряде регионов России подземные воды - важный источник пресной воды.
Раньше они считались наиболее чистыми. В настоящее время в результате
хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды
также подвергаются загрязнению. Часто это загрязнение настолько велико,
что вода из таких родников стала непригодной для питья. Тем не менее,
большинство людей предпочитают пользоваться природными источниками, а
качество водопроводной воды оставляет желать лучшего. Очистные
сооружения не могут полностью устранить некоторые загрязнители. Кроме
того во многих городах водопроводная вода хлорируется, что
неблагоприятно сказывается на вкусовых качествах воды.
Исследуя экологическое качество воды, мы определяли содержание
растворенного кислорода в воде, определяли рН-фактор воды, выяснили, как
влияет температура воды на ее качество, определяли прозрачность питьевой
воды, исследовали цвет воды реки Волга, в районе пляжа, определяли запах
воды, исследовали ее мутность.
С помощью физических, химических, биологических исследований можно
оценить качество воды и обозначить тенденции в его изменении. Эти
исследования дают понять, какие воздействия на водоемы являются
неблагоприятными и каким образом можно восстановить здоровье воды.
В качестве объекта исследования мы взяли воду из водопровода, т.е.
питьевую и родниковую и воду реки Волга.
1. Определение содержания растворенного кислорода в пробе воды.
Содержание растворенного в воде кислорода мы определяли по Насоновой.
Для этого мы взяли водопроводную и родниковую воду:
Отфильтровали пробы воды
К 10 мл. отфильтрованной воды добавили 0,5 мл. 30% - ной серной кислоты
и 1 мл. 0,01н раствора перманганата калия.
Тщательно перемешали содержимое и оставили на 20 минут при
температуре 20º С.
Если раствор остался ярко-розовым, то содержание растворенного кислорода
в воде можно считать = 1мг/л., если окраска раствора стала лилово-розовой,
то 2мг/л., если слабо лилово-розовой, то 4мг/л., если бледно-лилово-розовой,
то 6мг/л., если бледно-розовой, то 8мг/л., если желтой, то 16мг/л.
Оценка результатов:
7
1. Родниковая вода имеет бледно-розовую окраску. Это означает, что
содержимое растворенного в воде кислорода равно 8 мг/л.
2 Водопроводная вода имеет слабо-лилово-розовую окраску. Это означает,
что содержимое растворенного в воде кислорода равно 4 мг/л.
3. Предельно-возможная концентрация кислорода, растворенного в воде
летом – 15-20 мг/л, а зимой – 20-30 мг/л.
2. Определение содержания ионов водорода в воде: рН-фактор воды.
Для определения рН-фактора воды мы отобрали водопроводную воду.
Приближенно реакцию раствора можно определить с помощью специальных
реактивов, называемых индикаторами, окраска которых меняется в
зависимости от концентрации ионов водорода. В нашем случае мы
использовали следующие индикаторы: метиловый оранжевый, лакмус и
фенолфталеин.
Вывод:
1 опыт:
С помощью индикаторов мы определили, что исследуемая нами вода имеет
нейтральную среду, т.е. рН воды равен 7. Метиловый оранжевый не
изменил окраску, фенолфталеин стал бледно-малиновый, а лакмус
фиолетовый. Данное содержание ионов водорода в воде соответствует
нормативу ПДК СанПиНа.
2 опыт:
Окраску pH в исследуемой воде мы оценили с помощью универсальной
индикаторной бумаги, сравнивая её со шкалой.
Водопроводная вода pH 6,5
Колодезная вода pH 8
Родниковая вода pH 5,5
pH исследуемой воды находится в пределах нормы реакции (Приложение 1).
3.Определение карбонатной жесткости воды.
Жесткость воды делят на: общую, временную и постоянную.
1.Общая жесткость присутствие растворимых соединений кальция и
магния в воде.
2. Временная жесткость – устранимая, или карбонатная. Она обусловлена
наличием гидрокарбонатов магния и кальция.
8
3. Постоянная жесткость (некарбонатная) – присутствие других
растворимых солей магния и кальция и магния.
Для определения карбонатной жесткости нальем в склянку 10 мм
анализируемой воды и добавим 5-6 капель фенолфталеина. Возникновение
розовой окраски говорит о наличии карбонат-ионов. Если окраска не
появляется, то карбонат-ионы в пробе отсутствуют.
Вывод:
1. Водопроводная вода нет карбонат-ионов.
2. Колодезная вода обнаружено наличие карбонат-ионов розовая окраска.
3. Родниковая вода нет карбонат-ионов.
4.Определение прозрачности питьевой воды.
Суммарное количество взвешенных частиц в воде влияет на ее прозрачность.
Это качество воды можно определить как для воды в реках, так и для
питьевой воды.
Прозрачность, или светопропускание воды обусловлена ее цветом и
мутностью, т.е. содержанием в ней различных окрашенных и минеральных
веществ. Прозрачность определяют наряду с мутностью, особенно в тех
случаях, когда вода имеет незначительную окраску и мутность, обнаружение
которых затруднительно. Воды, подаваемые для питьевого водоснабжения
должны иметь прозрачность не менее 30 см.
Для определения прозрачности воды мы использовали прозрачный мерный
цилиндр с плоским дном, в него мы налили воду. Под цилиндр подложили на
расстояние 4см от дна шрифт. Высота букв данного шрифта - 2мм, а толщина
линии букв - 0,5мм. Мы сливали воду до тех пор, пока сверху через слой
воды не стал виден этот шрифт. Измерили высоту столба оставшейся воды
линейкой и выразили степень прозрачности в см. Высота водяного столба в
сантиметрах, сквозь который текст можно прочитать, считается значением
прозрачности воды. Прозрачность питьевой воды должна быть не менее 30
см.
Вывод: Оценить прозрачность исследуемой воды можно по одной из
трех характеристик: прозрачная, малопрозрачная, непрозрачная.
9
1. Водопроводная вода: читается с трудом на расстоянии 24 см и 7 мм.
2. Родниковая вода: читается с трудом на расстоянии 26 см и 4 мм.
Таким образом, самая мутная – водопроводная, степень прозрачности – 24,7
см (Приложение 2).
5. Определение запаха воды.
Запах воды вызывают летучие пахнущие вещества, поступающие в нее в
результате процессов жизнедеятельности водных организмов, при
биохимическом разложении органических веществ в аэробных и анаэробных
условиях, при химическом взаимодействии компонентов, содержащихся в
водоеме, а также со сточными водами промышленных предприятий и при
обработке воды. Вид, интенсивность и устойчивость запаха могут быть
различными и зависят от ряда факторов (состав веществ, t, pH, биологическая
обстановка и др.).
Таблица №1. Оценка запаха воды
Интенсивность запаха оценивалась по следующей шкале:
Балл
Запах
Характеристика ощущения
0
Нет запаха
Отсутствие ощущения
1
Очень слабый
Не поддаётся определению, не ощущается
2
Слабый
Обнаруживается, но не привлекает внимания.
3
Заметный
Обнаруживается легко.
4
Отчетливый
Хорошо заметен, делает воду неприятной для
питья
5
Сильный
Запах очень неприятный, вода не годится для
питья.
Мы использовали метод, основанный на определении интенсивности запаха
при температуре 20ºС и 60ºС. Определение запаха необходимо проводить в
комнате, в которую не проникают посторонние запахи.
Для определения интенсивности и характера запаха мы использовали 250 мл
пробы, помещенной в коническую колбу при 20ºС, которую закрывали
часовым стеклом. Колбу подогревали на бане примерно до 60ºС,
перемешивая содержимое осторожным встряхиванием. Затем мы открывали
колбу и сразу органолептически устанавливали интенсивность и характер
запаха.
Забор проб производился в троектратной повторности по каждому пункту
10
исследования. В качестве контроля мы использовали дистиллированную
воду.
Вывод:
1. Колодезная вода – очень слабый запах не поддается определению, не
ощущается- 1 балл.
2. Родниковая вода – нет запаха – 0 баллов
3. Водопроводная вода – не привлекающий внимания, но обнаруживаемый,
слабый – 2 балла
11
ЗАКЛЮЧЕНИЕ:
Вода – это великая ценность для человечества, и в век информационных
технологий, развитой промышленности и постоянного роста численности
населения не пора ли задуматься о том, что все природные блага мы не
получаем в наследство от своих предков, а берем взаймы у своих потомков.
И от качества той питьевой воды, которая течет из под крана напрямую
зависит здоровье нас и наших детей.
Вода же исключительно важна для человеческой, а равно и для всей
животной и растительной жизни. Способов для воспроизводства воды не
существует, не существует также и заменителей воды, поэтому необходимо
обращаться с самым ценным природным ресурсом с величайшей
осторожностью. В то же время запасы воды на Земле неисчерпаемы для всех
практических нужд, и ни одна капля воды не исчезает в круговороте
природы. Тем не менее, проблема снабжения питьевой водой в нужных
количествах и необходимого качества постоянно усложняется. В то время
как свежая природная вода подвергается все возрастающему загрязнению,
потребности в водопроводной воде постоянно возрастают, требуя
приложения все больших усилий для превращения сырой воды в питьевую.
Мы, исследуя окружающую среду своего города, пришли к выводу, что наш
город расположен в благоприятном месте. У нас нет больших заводов,
фабрик, большого количества автомобильного транспорта, которые сильно
загрязняют атмосферу в городах. Самый большой вред окружающей среде
приносим мы сами. Мы не думаем о том, что после нас будут жить
следующие поколения, и мы должны позаботиться о нашей земле.
Проведя исследования окружающей нас городской среды, мы провели
акцию в ее защиту. Мы не должны опускать руки, даже если пройдет много
времени, прежде чем произойдут существенные перемены и человек изменит
свое отношение к окружающей среде. Мы будем защищать свой город. В
мире все взаимосвязано. Не человек свил гнездо жизни, он в ней лишь тонкая
нить. Любой вред, который мы наносим своему гнезду, мы причиняем самим
себе.
12
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Харьковская Н.Л., Асеева З.Г. Анализ воды из природных источников//
Химия в школе. – 1997 г.
2. Исаев Д.С. Анализ загрязнений воды// Химия в школе. – 2001 г.
3. Интернет ссылка: ecolosorse.ru
4. Воронцова. Н. И. Вода питьевая, 1996 г.
5. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды
централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.
СанПиН 2.1.4.1074-01, М.: Минздрав России, 2002 г.
6. Интернет ресурсы: www.regnum.ru/news/946368.html
13