Презентация "Изучение основных гидрохимических и физических свойств рек, протекающих у села Сизая"

Московское бюджетное общеобразовательное учреждение

Московская средняя общеобразовательная школа имени

Ивана Ярыгина

Маслякова Анастасия

Салий Галина Викторовна, учитель биологии

п. Сизая, 2017

Аннотация

Маслякова Анастасия Игоревна

МБОУ Московская средняя школа им. Ивана Ярыгина, 11 класс.

Тема: Изучение основных гидрохимических и физических  свойств рек, протекающих у села Сизая.

Руководитель: Салий Галина Викторовна, МБОУ Московская средняя школа им. Ивана Ярыгина, учитель биологии.

Цель работы: определить различные показатели качества воды в реках  Енисей, Сизая и Голубая с использованием методики «Состав и качество воды».

В сельских условиях жители часто используют речную воду для различных целей (полив садов и огородов, приготовление пищи, питья, для бытовых и технических нужд). Я, третье поколение в моей семье, живу на реке  Голубой, мы пользуемся речной водой всегда, кроме зимы, река замерзает. Методом химического анализа исследую параметры: прозрачность воды,  вкус воды, запах воды при t=20^oC и при t=60^oC, водородный показатель, жесткость и обосную физико-химические показатели проб воды из рек, протекающих у села Сизая, соотнесу их с Предельно допустимой нормой по ГОСТу 2874-82.

Введение

«…Она блистала столь чиста, что ни напиться, ни   умыться…»

Актуальность работы

Почему я выбрала в качестве объекта исследования воду из Енисея, Сизой и Голубой? Раньше эти реки  считались чистыми, в  настоящее время в результате промышленной и хозяйственной деятельности человека они подверглись загрязнению. Нередко эти загрязнения  настолько велики, что вода в них стала непригодной для  разнообразных запросов людей.  Жители нашего села часто используют речную воду.

При исследовании проб воды из трех источников села Сизая я получу опыт практических действий по определению состава водных растворов, выполняющих ведущую роль в физиологических, почвенных и технологических процессах,  установлю экологическую ситуацию, связанную с этими реками. Поэтому я решила выяснить, пригодна ли вода наших рек  для питья, приготовления пищи и использования в бытовых и технических целях?

Проблема

Человеку нужна  чистая вода. Когда-то можно было безбоязненно брать воду прямо из рек. До определенного времени реки, озера удовлетворяли разнообразные запросы людей.

Какое качество воды у рек сегодня? На мой взгляд, изучение основных гидрохимических, физических и экологических свойств, их обследование, паспортизация, практические работы по охране – необходимое условие регулирования накопившихся экологических проблем нашего общества.

Цель: определить различные показатели качества воды в реках  Енисей, Сизая и Голубая с использованием методики «Состав и качество воды».

Гипотеза:

Если вода почти прозрачна, не имеет достаточно выраженного вкуса и запаха, водородный показатель и жесткость воды удовлетворяют ПДК, то вода вполне пригодна к применению.

Задачи:

Изучить и проанализировать литературу по данной теме.

Составить план и провести исследование воды рек Енисей, Сизая и Голубая.

Провести анализ и обработку результатов исследования.

Объекты исследования:

Вода из природных источников Енисей, Сизая и Голубая, которые не подвергались предварительной обработке и фильтрации, для составления объективной картины состояния воды.

Предмет исследования:

Химические и органолептические показатели воды и её экологическое состояние.

Этапы и сроки проведения:

Сентябрь 2016 – февраль 2017 года.

Практическая значимость работы

1.Исследовательская работа позволит мне получить информацию о состоянии качества воды природных источников у села Сизая.

2.Появится возможность привлечь внимание администрации села и общественности к проблеме загрязнения воды и ее берегов.

Результаты и их анализ

1.Енисей - река Красноярского края, имеющая не только промышленное, но и промысловое значение. Чистота воды реки Енисея определяется  качеством вод впадающих в нее рек. Поэтому, с целью выявления уровня чистоты Енисея, Сизой и Голубой осуществлялся мониторинг некоторых химических показателей воды данных рек. (Приложение №1)

2. Проведение исследования

2.1 Определение органолептических показателей проб воды.  (Приложение №1-А)

Исследование мутности. (Приложение №2)

Оборудование: стеклянный градуированный цилиндр с плоским дном; стандартный шрифт с высотой букв 3,5мм.

Ход работы: исследование проводила в освещенном помещении, на расстоянии 1м от окна. Цилиндр поместила неподвижно над стандартным шрифтом. Цилиндр наполнила хорошо перемешанной пробой исследуемой воды, следя за чёткостью различения шрифта до тех пор, пока буквы, рассматриваемые сверху, стали плохо различаться. Высота водяного столба в сантиметрах, сквозь который текст можно прочитать, считался значением прозрачности воды.

Оценка результатов: измерения повторяла по 3 раза,  за окончательный результат установила среднее значение, измеренное с точностью до 0,5 см. Так, прозрачность питьевой воды должна быть не менее30см.

Таблица №1    (Приложение №2)

Мутность воды (критерии)	Пробы из рек
	Енисей	Сизая	Голубая

Вывод: вода во всех пробах прозрачная (столбик воды высотой 20 см.)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦВЕТНОСТИ   (Приложение №3)

Оборудование: тонкостенные стаканы с пробами воды; пробирки; листы белой бумаги (А-4).

Ход работы: 

1.Заполнила пробирки водой, высота 12см.

2.Определила цветность воды, рассматривая пробирки сверху на белом фоне при дневном освещении. Работу проводила на берегу рек.

Таблица №2    (Приложение №3)

Цветность воды	Пробы из рек
	Енисей	Сизая	Голубая
Прозрачная	ü	ü	ü

Вывод: вода во всех пробах прозрачная.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАХА (Приложение №4)

Оборудование: колба с пробкой; спиртовка; стаканы с пробами воды.

Ход работы: 

1.Заполнила колбу водой на 1/3 объема, закрыла пробкой.

2.Взболтала содержимое колбы.
3.Открыла колбу и осторожно, неглубоко вдохнула воздух, сразу же определила характер и интенсивность запаха. Повторила опыт, нагрев воду в колбе до температуры 20^oC , 60° С (подержав колбу в горячей воде).

Интенсивность запаха определила по пятибалльной системе.

Таблица №3     (Приложение №4)

Характер проявления запаха	Оценка интенсивности запаха	Пробы из рек
		Енисей	Сизая	Голубая

Вывод: по результатам исследования определила, что вода по интенсивности запаха во всех пробах - 0 баллов.

Таблица №4 (Приложение №4)

Характер запаха	Пробы из рек
	Енисей	Сизая	Голубая
неотчётливый (или отсутствует)	отсутствует	отсутствует
землистый			имеет слабый запах

Вывод: по результатам исследования установила, что вода в реке Голубая имела землистый запах, на реках Сизая, Енисей – запах отсутствовал.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВКУСА ВОДЫ   (Приложение №5)

Оборудование: колбы с водой

Ход работы:  для определения вкуса и привкуса анализируемую воду сначала кипятила (1 вариант),  набирала в рот и задерживала  до 5 секунд, не проглатывая. Повторила это исследование без кипячения (2 вариант).

Оценка результатов: интенсивность вкуса и привкуса оценивала по 5-балльной шкале. Для питьевой воды допускаются значения показателей вкуса и привкуса не более 2 баллов.

Вывод: вкус и привкус не ощущается. Таким образом, интенсивность вкуса и привкуса равна нулю. Вода долго может храниться, и ее свойства не теряются.

(Приложение №6)

Таблица 5

Наименование показателя	Норматив	Метод испытания

2.2 Определение химических показателей воды   

ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ   (Приложение №7)

Питьевая вода должна быть нейтральной, для водоемов хозяйственного и культурно-бытового назначения (рек, озер, водохранилищ и т.п.) допускается наличие слабощелочной воды (рН - в пределах 6,8 -8,3).

Оборудование: пробирки; бумажные индикаторы; цветная шкала; пробы воды.

Водородный показатель	Енисей	Сизая	Голубая	Предельно допустимая норма (для питьевой воды) по ГОСТу 2874-82
рН	~6.5	~6.2	~6.2	6 - 6,5

Опыт: в пробирку наливала 5 мл исследуемой воды, рН определяла с помощью

индикаторной бумаги, сравнивала её окраску со шкалой.  

Оценка результатов: исследовала уровень pH во всех пробах воды непосредственно, находясь на берегу рек Енисей, Сизая и Голубая. Для этого я погружала бумажные индикаторы на несколько секунд в воду, затем сравнивала с цветной шкалой, и находила уровень pH. Уровень pH в пробах составил 6 - 6,5. Показатель pH близок к нейтральному.

Вывод: в исследуемой  воде  pH -  6,5, что говорит  о чистоте воды и слабо-щелочной  среде.

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ

Для оценки жесткости использовала мыльный раствор. Наполнила чистую склянку исследуемой пробой воды, добавила к ней немного мыльного раствора, склянку взбалтывала. Опыт провела для всех проб.   

Вывод: жесткость воды во всех трех реках  – 4 ммоль/л.

3.Экологическое состояние рек методом биоиндикации

Лучший индикатор опасных загрязнений - прибрежное обрастание, располагающиеся на поверхностных предметах у кромки воды.

Вывод: прибрежное обрастание у кромки воды Енисея, Сизой и Голубой имеют ярко-зеленый цвет, что говорит о чистоте водоема.

4.Результаты

Совершенно очевидна потребность населения в чистой и прозрачной воде, без цвета, запаха и вкуса. В своей работе я подобрала и освоила методики эксперимента, позволившие выявить органолептические и химические свойства воды. Провела исследование качества воды природных водоемов у села Сизая на предмет использования ее в качестве питьевой, для бытовых, технических  и других нужд. Полученные результаты проанализировала.

В ходе проведенного исследования установила:

-показатель мутности оптимален

-проба воды не обладала привкусом и запахом  

-качественный анализ пробы воды дал отрицательный результат на наличие в воде: катионов магния, железа(II,III), меди, сульфатов.

Были обнаружены катионы кальция (незначительное выпадение гипсового осадка) и анионы хлора (незначительное выпадение белого творожистого осадка хлорида серебра).

Причиной слабо - кислой среды, вероятнее всего, является, установленное выше, наличие в воде ионов хлора.

Жесткость воды была получена в пределах 4 ммоль/литр.

Вода долго может храниться, и ее свойства не теряются.

По результатам исследований воду  из Енисея, Сизой и Голубой можно считать экологически безопасной.

III.Заключение

После проведенных исследований  я пришла к выводу о том, что показатели качества пригодности воды, взятые из рек Енисей, Сизая и Голубая, соответствуют требованиям ГОСТ согласно тем критериям, по которым проводилось исследование, а, значит, моя гипотеза подтвердилась.

Рекомендации:

продолжать мониторинговые исследования качества воды из рек Енисей, Сизая и Голубая по методикам  качественного анализа в весенний период 2017года;

провести сравнительный анализ полученных результатов;

разработать  проект  «Чистая вода», цель которой – экологическое воспитание школьников и просвещение населения села Сизая.

 

IV. Библиографический список

Попова Т.А. Экология в школе. - М., 2005. -60с.

Муртазов А.К. Экологический мониторинг. Методы и средства: Учебное пособие. Часть 1 /А.К. Муртазов; Рязанский государственный университет им. С.А. Есенина. - Рязань, 2008. - 146 с.

Боголюбов А. С., Засько Д.Н. «Сравнительная комплексная характеристика малых рек и ручьев», 1999

Неустроева М.В., Деева У.В. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ МАЛЫХ РЕК КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ // Успехи современного естествознания. – 2008. – № 7. – С. 60-61

Самбуу А.Д., Кальная О.И., Аюнова О.Д., Доможакова Е.А., Забелин В.И., Арчимаева Т.П. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ САЯНО-ШУШЕНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА В СТЕПНОЙ ЗОНЕ ТУВЫ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 1

Сайт: www.prechist-ecologia.narod.ru. Раздел «Водная гладь»

Река Енисей, поселок Сизая

Река Сизая

 

Река Голубая

Приложение №1

Судя по литературным данным, жесткость воды пресных водоемов обусловлена преимущественно карбонат ионами, которые обеспечивают поддержание рН на постоянном уровне. Концентрация хлорид ионов в пробе воды рек Енисея, Сизая и Голубая соответствовала норме (15- 35 мг/л) и составляла 35 мг/л.

Малые реки играют важную экологическую роль и составляют основу гидрографической сети, формируя сток больших рек, определяя качество их воды. Все малые водотоки чрезвычайно чувствительны к любой антропогенной деятельности на водосборе, изменяющей природные условия территории бассейна реки. Они в первую очередь реагируют на хозяйственную деятельность человека - на вырубку лесов, распашку, осушение, орошение, они обладают более низкой способностью к самоочищению, быстрее загрязняются (Корытный Л. М. Бассейновая концепция в природопользовании / Л. М.Корытный.  1991).

Стоит отметить, что подавляющее большинство малых рек не входят в программы наблюдений, реализуемые государственными службами, но при этом играют большую хозяйственную роль.

Приложение №1-А

Методика "СОСТАВ И КАЧЕСТВО ВОДЫ"

Различные вещества, присутствующие в воде, придают ей запах, делают её, то сладковатой, то солёной, а то и горькой. Существует 5-балльная шкала оценки интенсивности запаха и привкуса питьевой воды.

Метод физического изучения воды включает: исследование прозрачности воды, определение в воде взвешенных частиц, запах и вкус.

Данные показатели определяются по специальным методикам, описанным в различных источниках литературы (например, С.В. Дружинин "Исследование воды и водоемов в условиях школы", 2008).

Приложение №2

Мутность воды обусловливается наличием в ней различного рода механических примесей, находящихся во взвешенном состоянии: частиц песка, глины, илистых частиц органического происхождения и др. Мутность обычно свойственна воде поверхностных источников и главным образом рек. Наименьшая мутность (наибольшая прозрачность) речной воды наблюдается обычно в зимнее время, когда река покрыта льдом.

Таблица №1 Определение мутности

Мутность воды (критерии)	Пробы из рек
	Енисей	Сизая	Голубая
Прозрачная	ü	ü	ü
Слабо опалесцирующая
Опалесцирующая
Слабо мутная
Мутная
Очень мутная

Прозрачность воды определяют в тонкостенном стакане из бесцветного стекла, визуально определяя ее на свет или с помощью мерного цилиндра по обычному шрифту любого текста с высотой букв 3,5 мм. При визуальной оценке прозрачности природные воды характеризуются как прозрачные, слегка мутные, мутные и очень мутные. Определение прозрачности воды по шрифту выполняют при дневном освещении. Под мерный цилиндр помещают текст и постепенно заполняют его предварительно взболтанной пробой воды. Когда текст становится плохо различимым, высоту столба воды измеряют линейкой и полученное значение записывают в журнал с точностью до 1 см.
Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения вода должна быть прозрачной в столбике воды высотой около 20 см, а для водоемов, используемых для купания и коммунальных целей – около 10 см.

Приложение №3  

Цвет воды зависит от их химического состава, наличия микроорганизмов, частиц ила, глины и других примесей. Например, взвешенные минеральные частицы делают цвет воды сероватым, органические соединения придают воде желтый цвет, трудно окисляемые гуминовые кислоты – бурый или коричневый, закисные соли железа – зеленовато-голубой, а окисные – ржаво-бурый.
Для определения цвета, воду наливают в тонкостенный стакан и ставят его на лист белой бумаги. Цвет определяют, просматривая воду сверху вниз.

Таблица №2 Определение цветности

Цветность воды	Пробы из рек
	Енисей	Сизая	Голубая
Прозрачная	ü	ü	ü
Слабо-желтоватая
Светло-желтоватая
Жёлтая
Интенсивно-жёлтая
Коричневатая
Красно-коричневая

Приложение №4

Запах воды естественного происхождения обычно связан с деятельностью бактерий, разлагающих органические вещества. Поэтому вода родников, ключей, артезианских скважин обычно не имеет запаха. Грунтовые воды и воды верховодки пахнут свежевспаханной землей (глинистый, землистый запах).
Интенсивность запаха определяется при разной температуре, что требует использования водного термометра. Если запах ощущается при +20°, то его интенсивность характеризуется как заметная, отчетливая или сильная, а при +60° – как слабая.
Для этого воду (около 200 мл) подогревают и анализируют при 20, а затем при 40-60°. Для характеристики видов запаха используется специальная шкала, разработанная для гидрологических исследований.
Определение запаха воды (по кн. «Унифицированные методы анализа вод СССР», Л.: Гидрометеоиздат, 1978).

Таблица №3 Интенсивность запаха

Характер проявления запаха	Оценка интенсивности запаха	Пробы из рек
		Енисей	Сизая	Голубая
Запах не ощущается	Нет (0) Очень слабая (1) Слабая (2) Заметная (3) Отчётливая (4) Очень сильная (5)	Нет (0)	Нет (0)	Нет (0)
Запах сразу не ощущается, но обнаруживается при тщательном исследовании (при нагревании воды)
Запах замечается, если обратить на это внимание
Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде
Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья
Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению

Таблица №4 Определение характера запаха

Характер запаха	Пробы из рек
	Енисей	Сизая	Голубая
неотчётливый (или отсутствует)	отсутствует	отсутствует
землистый			имеет слабый запах
нефтепродуктов (бензиновый)
гнилостный
хлорный
плесневый
другой (укажите какой)

Приложение №5 

Определение вкуса воды.

Вкус и привкус воде придают  растворенные в ней соединения, газы и примеси. Различают четыре основные виды вкуса: горький, сладкий, соленый и кислый. Горький вкус связан с наличием в воде сульфатов магния и натрия, сладкий и кислый – с большим количеством органических веществ, соленый - обусловлен растворением хлористого натрия.

Определение вкуса и привкуса, а также их интенсивности производят только для источников питьевого водоснабжения при температурах около 20°. В рот набирают небольшое количество воды (около 10 мл) и держат, не проглатывая, несколько минут.
Воду сомнительных в санитарном отношении источников и открытых водоемов предварительно кипятят, остужают до указанной температуры и только после этого проводят определение вкуса и привкуса.

Приложение №6 

 (Измененная редакция, Изм. № 1).

1.5.3. Органолептические свойства воды должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 4.

Таблица № 5

Наименование показателя	Норматив	Метод испытания
Запах при 20 °С и при нагревании до 60°, баллы, не более	2	По ГОСТ 3351-74
Вкус и привкус при 20 °С, баллы, не более	2	По ГОСТ 3351-74
Цветность, градусы, не более	20	По ГОСТ 3351-74
Мутность по стандартной шкале, мг/дм3, не более	1,5	По ГОСТ 3351-74

Примечание. По согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы допускается увеличение цветности воды до 35°; мутности (в паводковый период) до 2 мг/дм³.

Приложение №7

Химические показатели воды

Активная реакция воды (pH), определяется водородным числом (pH), т.е. концентрацией водородных ионов, выражаемой в ионах на литр раствора. В природных водах  pH колеблется в пределах от 6,5 до 9,5. Норма 6,5-8,5.

При анализе сильно загрязненной воды используют индикаторные бумажки. Бумажку смачивают исследуемой водой и цвет ее сравнивают с бумажной цветной шкалой. Если pH воды водных объектов ниже 6,5 или выше 8,5, то это указывает на ее загрязнение сточными водами. Питьевая вода должна быть нейтральной, для водоемов хозяйственного и культурно-бытового назначения (рек, озер, водохранилищ и т.п.) допускается наличие слабощелочной воды (рН - в пределах 6,8 -8,3).

Жесткость воды обусловливается содержанием в ней солей кальция и магния. Различают карбонатную жесткость, обусловливаемую наличием в воде двууглекислых солей кальция и магния, и некарбонатную, при которой в воде содержатся другие соли Са и Mg (сульфаты, хлориды, нитраты и др.). Вода разных природных источников имеет  различную жесткость.

Для питья может использоваться относительно жесткая вода, так как наличие в воде солей жесткости не вредно для здоровья и обычно не ухудшает ее вкусовых качеств. Однако использование воды с большой жесткостью для хозяйственных целей вызывает ряд неудобств: образуется накипь на стенках чайников, увеличивается расход мыла при стирке, медленно развариваются мясо и овощи и т. д.

Воды Енисея мало- и среднеминерализованные. В верхнем течении минерализация и общая жёсткость воды в течение года изменяются в пределах 31–197 мг/л и 0,41–2,44 мг-экв/л соответственно. Наибольшие величины минерализации и жёсткости отмечаются в зимнюю межень: в марте 111–197 мг/л и 1,24–2,44 мг-экв/л соответственно; наименьшие приурочены к пику весеннего половодья – 36–86 мг/л и 41–1,09 мг-экв/л. Вода в течение года относится к гидрокарбонатному классу и кальциевой группе.

Анализ жесткости в лабораторных условиях довольно сложен. В полевых условиях для оценки жесткости используют мыльный раствор. Наполнив чистую склянку исследуемой водой, добавляют к ней немного мыльного раствора, склянку взбалтывают. В жесткой воде мыльная пена почти отсутствует, в мягкой воде ее будет много. Исследуемая нами вода имеет жесткость 5.5, что является умеренно-жесткой.

Приложение №8  

Экологическое состояние рек методом биоиндикации.

Лучший индикатор опасных загрязнений - прибрежное обрастание, располагающееся на поверхностных предметах у кромки воды. В чистых водоемах эти обрастания ярко-зеленого цвета или имеют буроватый оттенок. Для загрязненных водоемов характерны белые хлопьевидные образования. При избытке в воде органических веществ и повышения общей минерализации обрастания приобретают сине-зеленый цвет, так как состоят в основном из сине-зеленых водорослей.