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.

1.     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:

1.       Заполнить пробирку водой до высоты 10-12см.

2.       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. Об­разуется 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 обна­ружения	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.

	ü Есть в семье люди, страдающие  болезнями пищевого тракта?
		ü  Используете в пищу воду из  крана?
			ü  Осуществляется ли постоянный контроль за качеством воды в нашем городе?
				ü  Достаточно ли вы информированы о необходимости применения различных методов и средств защиты от некачественной воды?

 

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".

Речная вода после освящения в храме

Речная вода после молитвы священника

Речная вода

 

7. Выводы:

1.             Для сохранения водных богатств необходимо создавать замкнутые циклы производства, когда вода используется многократно.

2.             Необходимо использовать новые биологические методы для очистки  воды.

3.     Осуществлять постоянный контроль над качеством воды.

 4.  В целях обеспечения экологической безо­пасности в Волгодонске необходимо продолжа­ть регулярный мониторинг, как донской воды, так и воды, подаваемой населению после очист­ных сооружений.

8. Литература

1.АлпенР.Д. Наука о жизни. М.:, Просвещение, 1991.

2.Атлас подводного мира. М.: Росмэн, 2001.

3.Вронский В.А. Прикладная экология. Ростов н./Д., 1996. 1990.

4. Гиляров Л.М. Популяционная экология, М: Изд-во МГУ,

5.  Егоренков Л.И,   Занимательная  экология.  М.:  Прометей, 1996.

6.  Ермаков Д.С., Зверев И.Д., Суравегина И.Т.  Учимся решать экологические проблемы. М., 2002.

7.  Зайцев Ю.П. Самое синее в мире. Киев, 2001.

8.  Коробкин В.И., Передельский Л.В.   Экология в вопросах и ответах. Ростов н/Д., 2002.

9.  Косое В.И. и др. Экологический мониторинг. Тверь, 1996.

10.Малютин О.И. Введение в гидробиологию. СПб., 2000.

11.Медников Б.М. Формы и уровни жизни. М: Просвещение, 1995.

12.Миллер Т. Жизнь в окружающей среде. Т. 1,2. М., 1993.

13. Иомоконов Л.И.   Общая  биогеоценология.  Ростов н./Д,, 1989.

14.Одум Ю. Экология. Пер. с англ. Т. 1-2. М.: Мир, 1996.

15. Развитие исследовательской деятельности учащихся: Методический сборник. М., 2001.

16.Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания. Кн. 1-4. М, 1995.

17.Розанов С.    Общая экология: Учебник для вузов. СПб., 2001.

 18. Рыжов КН., Ягодин Г.А. Школьный   экологический   мо­ниторинг: Учебное пособие. М., 2000.

 19. Криксунов Е.А. «Экология». Дрофа 1995.