Инфоурок Другое Другие методич. материалыИсследовательская работа "Исследование почвы на содержание ионов тяжелых металлов"

Исследовательская работа "Исследование почвы на содержание ионов тяжелых металлов"

Скачать материал

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Сизовская средняя школа» Сакского района Республики Крым

 

 

 

Исследовательская работа

«Исследование почвы на содержание тяжелых металлов»

 

                                                                Выполнил: Ислямов Эридан

Ученик 9 класса

                                           Руководитель: Покляцкая Елена Геннадьевна

                                   Учитель химии и биологии

 

 

 

 

2019 г.

 

                                       Содержание                                                        стр.

Введение.                                                                                                        3

Глава I. Теоретические основы определения тяжелых металлов  

в почве.                                                                                                           4

         1.1.Влияние тяжелых металлов на организм человека.                         4

         1.2.Качественные реакции на ионы тяжелых металлов.                        5

Глава II. Экспериментальное определение ионов

 тяжелых металлов  в почве.                                                                         6                                                                        

        2.1. Приготовление почвенных вытяжек.                                                 6

        2.2. Химический анализ почвенных вытяжек на содержание 

        ионов свинца и меди.                                                                                  6

      Вывод.                                                                                                            8      

     Список литературы.                                                                                       8

 

 

 

 

 

 

 

 


 

Введение

 

Актуальность темы:

Состояние окружающей природной среды является важнейшим фактором, определяющим жизнедеятельность человека и общества. Высокие концентрации многих химических элементов и соединений, обусловленные техногенными процессами, обнаружены в настоящее время во всех природных средах: атмосфере, воде, почве, растениях.

 Почва - особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе. Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают численность живых организмов, ухудшают ее плодородие.

            Интенсивное развитие промышленности, энергетики, транспорта, а также интенсификация сельскохозяйственного производства способствуют возрастанию антропогенной нагрузки на аграрные экосистемы и прежде всего, на почвенный покров.

           Тяжелые металлы, попадающие в биосферу главным образом в результате промышленных и транспортных выбросов, являются одним из самых опасных ее загрязнителей. Поэтому изучение их поведения в почвах и защитных возможностей почв является важной экологической проблемой. Тяжелые металлы накапливаются в почве и способствуют постепенному изменению ее химического состава, нарушению жизнедеятельности растений и живых организмов. Из почвы тяжелые металлы могут попасть в организм людей и животных и вызывать нежелательные последствия. В организме человека тяжелые металлы участвуют в жизненно важных биохимических процессах. Превышение допустимых концентраций приводит к серьезным заболеваниям.

Цель исследования: исследовать почву из пришкольного участка и почву возле автомобильной трассы на наличие в ней ионов тяжелых металлов: свинца и меди.

Задачи исследования:

1.                 Изучить особенность влияния солей тяжелых металлов на здоровье человека.

2.                 Выявить химические методы определения ионов тяжелых металлов в почвах.

Методы исследования: анализ литературы, проведение качественных реакций на ионы тяжелых металлов, приготовление и исследование почвенных вытяжек.

 

Глава I. Теоретические основы определения

тяжелых металлов  в почве.

1.1.          Влияние тяжелых металлов на организм человека

 

Тяжелые металлы опасны тем, что обладают способностью накапливаться в организме, включаясь в обменные процессы, образовывать высокотоксичные металлорганические соединения, которые не подвергаются биологическому разложению. Даже в ничтожных концентрациях тяжелые металлы ядовиты, свое токсическое действие они проявляют в виде ионов (в подвижной форме).  Эти вещества вызывают токсикоз, аллергию, онкологические заболевания, оказывают мутагенное действие.

Среди металлов выделяют токсичные – свинец, кадмий и ртуть. Они не имеют полезной роли в биологических процессах. Другие металлы – медь, марганец, цинк, хром, кобальт, железо необходимы организму в малых количествах, но в больших количествах тоже становятся опасными для организма.  Всего выделяют более 40 тяжелых металлов и неметаллов. Их принято подразделять на классы опасности по убыванию токсичности:

1 класс опасности: мышьяк, кадмий, ртуть, бериллий, селен, свинец, цинк;

2 класс опасности: кобальт, хром, медь, молибден, никель, сурьма;

3 класс опасности: ванадий, барий, вольфрам, марганец, стронций, железо.

    Опасный характер носит загрязнение почв свинцом. Соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьезным источником свинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль крупных автострад. Свинец, накапливаясь в организме человека, способен послужить катализатором развития рака. Сам он онкологию не вызывает, зато во много раз усиливает действие канцерогенных соединений. Также накопление свинца в организме крайне негативно влияют на детскую нервную систему: ребёнок становится агрессивным, неуправляемым, быстро утомляется и отстаёт в интеллектуальном развитии.

Медь, как и любое вещество, может нанести значительный вред при легкомысленном отношении к элементарной технике безопасности при работе с данным металлом. Медь - это сильный яд. Растворы солей меди, которые образуются при обработке меди, да и вообще любые растворимые соединения меди обладают токсическим действием.

Острое отравление случается при попадании в организм медной пыли или окиси меди, которые образуются при обработке медных поверхностей вручную или с помощью шлифовальной машинки, когда используется наждак или разнообразные шлифовальные насадки. Медь и ее соединения оказывают раздражающее действие на слизистые дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта.

 

1.2.          Качественные реакции на ионы тяжелых металлов

Тяжелые металлы дают окрашенные соединения с растворами солей-реагентов. По характерному окрашиванию можно определить наличие в растворе того или ионного металла.

Медь образует с раствором аммиака комплексное соединение – гидроксид тетраамминмеди (II) василькового цвета:

CuSO4 + 4NH3 * H2O = [Cu(NH3)4]SO4   + 4H2O – Васильковый  раствор

Медь можно определить реакцией с желтой кровяной солью – гексациано ферратом(II)калия. В реакции образуется осадок темно-терракотового цвета гексацианоферрата (II) меди:

2CuSO4 + K4[Fe(CN)6] = 2K2SO4 + Cu2[Fe(CN)6] ↓ – Темно-теракотовый осадок.

         Ионы свинца дают характерное желтое окрашивание – осадок хромата свинца с хроматом калия:

Pb(NO3)2 + K2CrO4 = PbCrO4 ↓+2KNO3 – Желтый осадок

 

 

Глава II. Экспериментальное определение ионов свинца и меди в почве.

2.1. Приготовление почвенных вытяжек.

Для нашего исследования мы отобрали 2 пробы из разных мест. 1 – почва на пришкольном участке, 2 –почва возле автомобильной трассы.

Оборудование: воронка стеклянная, палочка стеклянная, стакан на 50 мл, фильтр бумажный, цилиндр мерный на 50 мл, весы электронные, стакан на 200 мл, штатив с кольцом.

Реактивы: дистиллированная вода, образцы почв.

Ход работы:

1.                 Образцы почв предварительно подготовили; отобрали инородные включения, камни и т.п.

2.                 Высушили отобранные образцы почв на воздухе.

3.                 Взвесили пустой чистый стакан на 200 мл. В стакан поместили высушенную почву на 1/3 высоты и снова взвесили его, определив массу почвы (m) в граммах.

4.                 Добавили к почве воды в количестве 5 мл раствора на 1 г почвы, приготовили тем самым солевую вытяжку. Объем воды отмерили с помощью цилиндра.

5.                 Перемешали содержимое стакана в течение 3-5 мин. с помощью стеклянной палочки.

6.                 Отфильтровали содержимое стакана через бумажный фильтр, собирая готовую вытяжку в стакан на 50 мл. Вытяжка стала однородной и не содержала частиц почвы.

7.                 Водную вытяжку использовали для определения содержания тяжелых металлов.

 

2.2. Химический анализ почвенных вытяжек на содержание свинца и меди.

 

Обнаружение ионов свинца Обнаружение происходит на основании качественной цветной реакции: хромат и дихромат ионы дают с ионами свинца малорастворимый хромат свинца желтого цвета:

Pb(NO3)2 + K2CrO4 = PbCrO4 + 2KNO3

Упарив водную почвенную вытяжку в объеме 40 мл до объема 1 мл. К полученной пробе прилили 1 мл раствора азотной кислоты (1:2). Нагрели на водяной бане 10 минут, отфильтровали и выпарили в фарфоровой чашке. К сухому остатку прилили 1 мл 0,5% раствора дихромата калия и 4 мл дистиллированной воды. Раствор перемешали и отфильтровали в пробирку. Появление желтого осадка на фильтре указывает на наличие ионов свинца в почве.

Обнаружены ионы свинца в почве, отобранной возле автомобильной трассы, в почве из пришкольного участка нет.

 

 

Обнаружение ионов меди Ионы меди вступают в реакцию с раствором аммиака с получением характерного комплексного соединения лазурно-синей окраски:

CuSO4 +2NH4OH = Cu(OH)2+(NH4)2SO4

Cu(OH)2 +4NH3 *H2О = [Cu(NH3)4](OH)2+4H2O

В фарфоровую чашку поместили 3-5 мл почвенной вытяжки, осторожно выпарить досуха и на периферийную часть пятна нанесли каплю концентрированного раствора аммиака. Появление характерной окраски указывает на наличие ионов меди в почве.

         В исследуемых почвах медь не обнаружена.

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод

         В ходе исследования было выяснено, что металлы можно обнаружить в почвах химическими методами. Металлы дают характерные окрашенные растворы и осадки с известными реагентами. Особенно сильно загрязнена почва возле автомобильных трасс.

         Загрязнение почв солями тяжелых металлов – актуальная экологическая проблема.

 

Список литературы

 

1.     Дядюн Т. В. Экологический практикум

   «Мир воздуха» // Журнал «Биология в школе». – 2000. - №3. – с. 15-16.

2.     Е.В. Нефедова Экология. Учебное пособие. - Новотроицк: НФ НИТУ "МИСиС", 2015. – 136 с.

3.     Е.В. Нефедова, М.Н. Белова Экология. Лабораторный практикум. - Новотроицк: НФ НИТУ "МИСиС", 2015. – 90 с.

4.                 Т.А. Трифонова, Е.Ю. Алхутова Фитоэкстракция тяжелых металлов из загрязненных почв на примере системы почва – гальваношлам – луговая растительность. - ЭкиП, январь 2012, с.33-37.

5.     Экология. Элективные курсы. 9 класс / авт.-сост. Э40 М. В. Высоцкая. – Волгоград: Учитель, 2007. – 127 с. ISBN 5-7057-0969-2

 

Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал
Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 003 520 материалов в базе

Материал подходит для УМК

Скачать материал

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 09.01.2021 656
    • DOCX 3.9 мбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Покляцкая Елена Геннадьевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Покляцкая Елена Геннадьевна
    Покляцкая Елена Геннадьевна
    • На сайте: 5 лет и 7 месяцев
    • Подписчики: 1
    • Всего просмотров: 15540
    • Всего материалов: 16

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой