Проект "Исследование качества воды родника "Октябрьский"

Анкета-заявка

Участника ежегодного  Всероссийского конкурса научно-исследовательских работ «Земляне»

Работа представлена на секцию     Исследования по экологии

Фамилия, имя, отчество авторов   Иодис Татьяна Александровна, Коляченко Галина Александровна

Название подаваемой работы Исследование качества воды родника «Октябрьский»

Год, месяц, день рождения 31.08.1999, 13.07.1999

Место учёбы муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №33 имени П. А. Столыпина», 10а класс

Полный адрес школы  индексв 413100 город Энгельс область Саратовская

Телефон 54-12-81 федеральный код 8453

e-mail [e-mail]

телефон авторов  [phone]

Руководители работы: Соленкова Наталья Николаевна, руководитель краеведческого клуба «Покровчане», Гранкина Людмила Васильевна, руководитель школьного научного общества «Перспектива»

Место работы  муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №33 имени П. А. Столыпина»

Телефон [phone], [e-mail]

ФИО руководителя ОУ Потрусова Лариса Николаевна

Подпись директора школы_________

М,П,

Дата заполнения -----21.10.2015 г.

VII Всероссийский дистанционный интернет-конкурс научно-исследовательских работ «Земляне-2015» секция «Исследования по экологии»

Исследование качества воды  родника «Октябрьский»

Работа обучающихся 10а  класса МБОУ «СОШ №33», участников краеведческого клуба «Покровчане» и школьного научного общества «Перспектива» Иодис Татьяны Александровны, Коляченко Галины Александровны

Руководители: учитель географии Соленкова Наталья Николаевна,                                                                      учитель биологии Гранкина Людмила Васильевна

Энгельс Саратовская область 2015 год, сентябрь

Содержание

1. Введение                                                                                                               3

2. Основная часть                                                                                                   4
2.1. Обзор литературных источников                                                                 4                                                                 2.2. Экспериментальная часть проекта                                                             5                                                               2.3. Современное состояние объекта                                                                   5
2.3.1. Географическое положение                                                                        6
2.3.2. Определение физических и химических свойств воды                         7
2.3.3. Благоустройство родника                                                                           11                                                                                                             
3.Заключение                                                                                                           12

4. Информационные источники                                                                           13

5. Приложения                                                                                                         14

Введение

Обитая в краю озер и рек, ручьев и болот, русский народ выработал  целый обрядовый комплекс почитания воды. Особой силой наделяли наши далекие предки родники - студенцы и относились к ним с особым благоговением. Именно отсюда идет обычай расчищать и обихаживать ключи, пить целебную воду и совершать в ней омовение.

Родники, своего рода показатель экологического состояния того места, в котором они находятся. По новому вплотную заинтересовались родниками уже в 2000-х годах, их стали обустраивать не только архитектурно - эстетически, но и с целью обеспечения санитарных и гигиенических требований. Некоторые из источников представляют собой уникальную природную ценность, многие из них имеют значение как памятники природы. К тому же, при возникновении чрезвычайной ситуации, родники часто - единственный источник питьевой воды.

Выполнение данной работы по оценке экологического состояния источника даёт возможность оценить значимость сохранения водно-питьевых ресурсов, предотвращения их истощения, а также на рациональное водопотребление.

Не стоит забывать, что родники имеют огромное значение для поддержания водного баланса других поверхностных источников. К тому при возникновении чрезвычайной ситуации, родники часто единственный источник питьевой воды.

Тема, над которой проходила работа, актуальна в наше время, так как по Энгельсскому району мало современных данных о состоянии родников. Проведенные экологические исследования позволяют выявить экологическую обстановку местности, где бъет родник.
Актуальность. Изучение родника, его исследование, паспортизация, практические работы по охране – необходимое условие регулирования накопившихся экологических проблем нашего общества.

Проблема заключается в недостатке материалов по экологическому состоянию родника в настоящее время.

Целью работы является изучение экологического состояния родника как природного источника воды посредством мониторинга данного объекта.

 Задачи: определить экологическое состояние объекта; научиться работать по методикам определения физических и  химических показателей воды; возможность использования источника для нужд населения.

2. Основная часть

2.1.Обзор литературных источников
Работая над проектом,  нами  была изучена литература, описывающая методики исследовательской и природоохранной деятельности человека о воде, а так же законодательные акты различного уровня.

В России разработана «Водная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года» [3]. Этот документ определяет основные направления деятельности по развитию водохозяйственного комплекса России, обеспечивающего устойчивое водопользование, охрану водных объектов, по формированию и реализации конкурентных преимуществ Российской Федерации в водной сфере. Россия может и должна стать мировым лидером в сфере водопользования. «Свой вклад может внести каждый, от Президента до первоклассника. Для этого надо просто бережно относиться к воде, не загрязнять водоемы и территорию вокруг них, принимать активное участие в экологических мероприятиях. Надо знать особенности воды в своем родном крае и понимать, что наши реки, озера и родники - это единая система. Если каждый гражданин страны будет заботиться о чистоте воды, то на всей Земле чистой воды станет больше», - сказал В.В. Путин [3].

В «Стратегии национальной безопасности Российской Федерации до 2020 года» [8] в разделе IV - 8 «Экология живых систем и рациональное природопользование» прописано следующее: п. 85. «Стратегическими целями обеспечения экологической безопасности и рационального природопользования являются: сохранение окружающей среды и обеспечение ее защиты; ликвидация экологических последствий хозяйственной деятельности в условиях возрастающей экономической активности и глобальных изменений климата».

Изучены документы  целевой Комплексной региональной программы  "ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОЗДОРОВЛЕНИЕ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ НА 2009 - 2013 ГОДЫ, в  которой определены основные направления деятельности администрации региона, а так  же программа «Обеспечение населения Саратовской области питьевой водой на 2011-2015 годы»...
В исследовательской работе нами была использована книга «Школьный экологический мониторинг» под редакцией Т.Я. Ашихминой [2]. В ней изложены принципы организации исследований по изучению природных объектов; представлены физико-химические методы мониторинга водных объектов; описаны методики работы по определению органолептических, химических показателей воды.

Была использована в работе книга «Школьный экологический мониторинг» под редакцией Т.Я. Ашихминой [2]. В ней изложены принципы организации исследований по изучению природных объектов; представлены физико-химические методы мониторинга водных объектов; описаны методики работы по определению органолептических, химических показателей воды.

2.2.Экспериментальная  часть проекта
              Химические методы анализа воды

Анализ воды — единственный инструмент контроля ее состояния и свойств. Анализ воды на её химический состав можно проводить как в лабораторных, так и в полевых условиях. В химической лаборатории необходим следующий минимальный набор материалов: набор индикаторных бумажек; мерные цилиндры или мерные колбы на 100 мл; дистиллированная вода; пробирки; набор необходимых химреактивов; бюретки на 10 мл; фарфоровая чаша; весы.
 Методика определения жесткости воды

Различают общую, временную и постоянную жесткость воды. Общая жесткость обусловлена присутствием растворенных соединений кальция и магния в воде. Временная жесткость иначе называется устранимой или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная жесткость вызвана присутствием других солей кальция и магния. Общая жесткость варьирует в широких пределах в зависимости от типа породы и почв, слагающих бассейн водосбора, от сезона года. Величина общей жесткости в источниках централизованного водоснабжения допускается до 7 ммоль экв./л. При жесткости до 4 ммоль экв./л вода считается мягкой; 4-8 ммоль экв./л – средней жесткости; 8-12 ммоль экв./л – жесткой; более 12 ммоль экв./л – очень жесткой.

2.3. Современное состояние объекта
2.3.1. Географическое положение родника

Энгельсский  район расположен по левобережью Волги, в пределах устойчивого участка земной коры. Гидрогеографическая сеть представлена рекой Волгой.  По поймам разбросаны значительное количество озёр, протекают ручьи,  встречаются родники. Водными ресурсами район обеспечен равномерно. Поверхностные и грунтовые воды используются для орошения полей и огородов, для бытовых нужд.

Исследуемый источник воды – родник «Октябрьский» - расположен в пяти километрах от северо - восточной окраины города Энгельса,  не доезжая  поселка «Октябрь» на берегу реки Саратовка.

Фото 1. Около родника

Мощность и фильтрационные свойства пород обеспечивают естественную защищенность родника. Поверхностные породы открыты, и в их состав входит глина и песок. А глина и песок являются лучшим естественным фильтром. У родника есть жила. Вся вода из родника стекает в реку. Вода в роднике течет круглый год. Даже зимой в сильные морозы родник не замерзает! Вблизи родника нет источников загрязнений: рядом расположенных полей, ферм, кучей навоза, бытовых отходов. В окрестностях водозабора не ведется хозяйственная деятельность, способная вызвать загрязнение воды в роднике.
                                                                

Фото 2. Около родника

2.3.2. Определение физических и химических свойств воды
Опыт 1.  Определение прозрачности родниковой воды

Для определения прозрачности родниковой воды используем следующую шкалу оценки:

 прозрачная вода;

 мутная;

 слабо мутная;

 очень мутная.

 Прозрачность воды обуславливается ее цветом и мутностью. Под дно помещаем лист. В стакан постепенно наливаем  исследуемую воду. При этом следим, чтобы текст на листе читался сквозь воду. Как только текст перестает быть различимым, воду больше не приливают. Далее замеряем уровень столба жидкости – это и будет прозрачность воды в сантиметрах.
Вывод: исследуемая вода из родника за весь период наблюдения являлась прозрачной, поскольку газетный текст хорошо читался на высоте 20 см; вода прозрачная, так как бесцветна и не содержит окрашенных и взвешенных веществ.

Опыт 2. Определение количества взвешенных веществ в воде

Фото 3, 4. Взвешивание чашки с примесями

1.Воду взболтаем  и нальем 50 мл в фарфоровую чашку

2.Фарфоровую чашу с водой выпариваем на песчаной бане.

3.Воду выпарили, и оставшиеся примеси  взвешиваем  на химических весах.

4.Количество взвешенных частиц, осевших на чашке, определяем по формуле, и полученное значение пересчитываем на 1 литр воды. Х= (В-А)/ V , где Х – масса взвешенных веществ в 1л воды, г, В – вес чашки со взвешенными веществами, мг, А – вес чашки до высушивания, мг, V – объем исследуемой воды, мг. Мутность питьевой воды должна быть не более 1 мг/л. А=240 мг; V=1000 мг; В= 540мг; Х= (540-240)/1000=0,3мг/л.

Вывод: мутность в пределах нормы.

Опыт 3. Определение цвета и мутности  исследуемой воды

После мы исследовали воду на цветность и мутность на приборе спектрофотометре.

Фото 5. Определение мутности воды

Исследования,  на определения цвета,  показали, что в майской воде – 12⁰, в сентябрьской 4⁰, а в школьной – 20⁰.

Исследования на мутность выявили то, что майская вода самая мутная(0,68), школьная менее мутная (0,45), а сентябрьская самая прозрачная (0,06).

Вывод:  исследуемая вода пригодна для питья.
Опыт 4. Определение характера и интенсивности запаха питьевой воды

Фото 6. Определение запаха воды

В колбу налили 100 мл питьевой воды, закрыли колбу часовым стеклом и нагрели до 40⁰С. После этого колбу встряхнули, производя вращательное движение, сняли стекло и определили обонянием характер и интенсивность запаха [табл.1].

Опыт 5. Определение вкуса и привкуса питьевой воды при температуре 20⁰С

Фото 7. Определение вкуса воды

Подготовленную воду набираю в рот маленькими порциями, держу во рту несколько секунд и определяю, что вкус и привкус не ощущаются. Воду не проглатываю [табл. 2]

Опыт 6. Определение жесткости  воды

После мы исследовали воду на жесткость, способом титрования. Для титрования воды мы добавили 9 мл трилона «Б» и умножили на концентрацию трилона «Б» (0,5).

Майская вода оказалась самой жесткой (4,5°). Менее жесткой оказалась сентябрьская вода (4,25°). Школьной воде потребовалось 5,2 мл трилона «Б», отсюда жесткость школьной воды 2,6 °.

 Также жесткость можно определить по мылкости воды. В бутылку, заполненную родниковой водой, добавили немного мыльного раствора, затем взболтали. В жёсткой воде мыльная пена почти не образуется, а в мягкой будет много.

Выводы: так как вода из родника  слегка пенилась, а в школьной  после взбалтывания образовалось много пены в бутылке, а это говорит о том, что  жесткость карбонатная и некарбонатная выражена слабо (во всех пробах).

Опыт 7. Водородный показатель (pH)

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (pH около 7). Величина pH воды водоемов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6,5-8,5. В большинстве природных вод водородный показатель соответствует этому значению. Определяли значение рН воды из водоема сразу же после взятия пробы. Пробы были взяты весной и осенью 2015 года (три пробы в разное время). Исследовали воду на кислотно-щелочную среду на приборе PH-метр-иономер «Эксперт 001».

Фото 8. Определение pH воды на приборе PH-метр-иономер «Эксперт 001»
Выводы:  результаты показали, что майская вода – 7,72 pH; сентябрьская – 6,56 pH ; школьная – 7,02 pH , т.е. в пределах нормы.

Опыт 8. Определение сульфатов и хлоридов в воде

Сульфаты тоже рассчитываются на спектрофотометрическом приборе.

Фото 8. Определение сульфатов в воде

 Выводы:  исследования показали, что в майской воде – 63,2 мг/дм², в сентябрьской 59,3 мг/дм², в школьной 55,1 мг/дм².

Фото 8. Определение хлоридов в воде

Хлориды рассчитывались арентометрическим способом. В воду добавляли 1 мл хромата калия, получался раствор желтого цвета, к нему приливали нитрат серебра 0,05% концентрации.

Вывод:  получилось, что в майской воде 23,0 мг/дм², в сентябрьской 17,7 мг/дм², в школьной 31,0 мг/дм².  Это говорит о том, что в школьной воде хлоридов находится больше всего.

2.3.3. Благоустройство родника

Вода, которую мы пьём, должна быть защищена от попадания в нее различных загрязнителей. В зоне санитарной охраны родника нет источников загрязнения (30-50 м от водозабора). Водозабор – сооружен из деревянного настила для взятия воды из источника с целью ее использования.

Родник заключен в металлическую трубу. Большая работа по благоустройству подземного источника питьевой воды была проделана самими дачниками. Они благоустраивают территорию вокруг родника: очищают от листвы, веток, вырубают заросли, чистят дорожку.

Однако благоустройству источника требуется  внимание со стороны администрации Энгельсского района. Родник нужно обложить  природным камнем, подход к роднику выложить плитами, спуск к роднику сделать в виде деревянной лестницы с перилами, построить беседку для отдыхающих.

Заключение

Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. Ещё в глубокой древности люди умели различать «живую» воду – пригодную для питья и «мёртвую» - непригодную для употребления. Учёными давно установлена прямая связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни человека. Это неудивительно, учитывая, что по данным Всемирной организации здравоохранения около 90% болезней человека вызывается употреблением для питьевых нужд некачественной воды. Качественная питьевая вода – это вода, не содержащая примесей, вредных для здоровья. Она должна быть без запаха и цвета и безопасна при длительном ее употреблении.

Для сохранения родников мы планируем:

·                    проводить через местную печать пропаганду среди населения;

·                    осуществлять мониторинг за состоянием родника и прилегающей территории;

·                    проводить акции по очистке берегов родника;

·                    разработать экологические знаки по защите подземных источников воды.

Возрождение и сохранение родников — это и есть возрождение традиций русского народа, традиций гостеприимства, уважения и доброты. Ведь родник - не просто источник питьевой воды. Это живая нить, которая связывает нас с прошлым и будущим. В период работы над проектом мы  поняли, чтобы изменить что-то в стране, нужно каждому сделать шаг в определенном направлении, иметь активную жизненную позицию, обладать чувством гражданской ответственности.

Информационные источники

1.                  aquaexpert.ru

2.                   Ашихмина Т.Я., Кантор Г.Я., Васильева А.Н., Сюткин В.М., Тимонюк В.М., Ситяков А.С., Кондакова Л.В. Школьный экологический мониторинг. Агар, 2000.

3.                  Водная стратегия Российской Федерации до 2020 года, Правительство РФ, Распоряжение от 27 августа 2009 года №1235 - р

4.                  Новиков А. М. Научно-экспериментальная работа в образовательном учреждении. 2-е изд. - М.:Педагогический поиск. 2008.

5.                  Стратегия национальной безопасности Российской Федерации до 2020 года

6.                  Указ Президента РФ № 1157 от 10 августа 2013 года «О проведении в Российской Федерации года охраны окружающей среды»

7.                  Фото авторов проекта

Приложения

Таблица №1. Шкала интенсивности запаха /2/

Интенсивность	Балл	Характеристика запаха
Никакого	0	Запах не ощущается
Очень слабый	1	Запах обнаруживается опытным наблюдением, а вы его не чувствуете
Слабый	2	Запах обнаруживается только тогда, когда на него кто – то обратит ваше внимание.
Заметный	3	Запах, который вы сразу же замечаете
Отчетливый	4	Запах, обращающий на себя внимание, заставляющий отказаться от питья
Очень сильный	5	Запах настолько сильный, что вода для питья не пригодна.

Вывод: исследуемая вода не обладает запахом.

Таблица №2. Вкус и привкус питьевой воды /2/

Интенсивность	Характеристика	Шкала
Нет	Вкус и привкус не ощущаются	0
Очень слабая	Вкус и привкус не ощущается потребителем, но обнаруживается опытным исследователем	1
Слабая	Вкус и привкус замечаются потребителем, если обратить на это его внимание	2
Заметная	Вкус и привкус вызывают неодобрительный отзыв в воде	3
Отчетливая	Вкус и привкус заставляют воздерживаться от питья	4
Очень сильная	Вкус и привкус вызывают отвращение к воде	5

Вывод: лабораторные исследования показали, что оби пробы питьевой природной воды для употребления человеком соответствует требованиям государственных норм и правил по данным показателям, исследуемая вода пригодна для питья.