Муниципальное
образовательное учреждение
«Разметелевская
средняя общеобразовательная школа»
Школьное
научное общество
«Дети солнца»
Год
экологии 2017
Проектная
работа
на
тему «Эвтрофикация поверхностных
и сточных вод, попадающих в водную систему Балтийского моря»
Авторы:
Плотникова В , Полозова С, Андронычев А,
Летучий А, Фоминов Д ,Петрова В.
Руководитель работы:
учитель
химии
Львова Татьяна Павловна
2017
Оглавление
I.Введение
1.Выбор темы, её значимость и
актуальность
2.Цель и задачи ,которые
необходимо решать
3.Выдвижение гипотезы ,позволяющей
решать поставленные задачи.
II. Основная часть .Проверка
гипотезы
1.Изучение источников информации.
2.Планирование полевых работ
- картографические работы
- выбор объектов исследования
- выходы на объекты (река
Оккервиль ,поля совхоза «Всеволожский»,
молочная ферма
«Рыжики» )
- взятие проб почв с полей,
воды из реки и сточных вод вблизи молочной фермы.
2. Химический практикум. Выбор
методов и проведение опытов.
- знакомство с методиками и
тест- комплектами НПО «Крисмас +»
- проведение опытов, получение
результатов
- обработка результатов
исследований
- подготовка пробы воды из р. Оккервиль
для анализов в аналитическую
лабораторию при
кафедре химии РГПУ им. А. И. Герцена.
- оформление полученных данных
и сравнение их
с предельно допустимыми концентрациями.
3.Результаты исследований и их
обсуждение.
III . Выводы и предложения.
1. Представление презентации «Процесс
эвтрофикации- серьезная проблема
Балтийского моря» , защита проектной работы на Международный конкурс
«Мы и Балтийское море» , на заседании школьного научного общества , методическом
объединении учителей и предметной неделе.
2. Литература
3. Приложения:
3.1 Дипломы.
Химический
практикум
3.2 Приложение № 1
Технологическая карта к опыту для обнаружения
фосфат – иона (
РО43- ) в водной вытяжке из почвы
3.3 Приложение № 2
Технологическая карта для обнаружения нитрат- ион
c применением тест
– системы «Нитрат - тест». НПО « Крисмас +»
3.4 Приложение № 3
Технологическая карта к опыту для обнаружения
нитрат – иона (
NО3- ) в водной вытяжке из почвы
3.5 Приложение № 4 Технологическая
карта для обнаружения иона
аммония (NH4+
) c применением тест – комплекта «Аммоний».
НПО « Крисмас +»
Мы, учащиеся МОУ « Разметелевская СОШ»,
Всеволожского района, Ленинградской области, члены школьного научного общества
«Дети Солнца» команды под названием
« Не гости» принимали участие в рамках «
Года экологии 2017» в международном конкурсе «Мы и Балтийское море» с проектной
работой
«Изучение биогенного
загрязнения поверхностных
и сточных вод, попадающих в
водную систему Балтийского моря»
I.Введение
1.Выбор темы, её значимость
и актуальность.
Антропогенное загрязнение Балтийского моря в виде сточных
вод с территории прибрежных государств, способствует усиленной эвтрофикации
морской воды. Качество воды в реке Неве и Балтийском море зависит от состояния
всей единой водной системы северо-запада России.
2.Цель и задачи ,которые необходимо решать.
Цель
проектной работы – создание нового знания о состоянии водной среды
Балтийского
моря его флоры и фауны.
Поскольку
нашими соседями является совхоз « Всеволожский», который выращивает овощи и
имеет молочную ферму «Рыжики», то мы поставили перед собой задачу – изучение
загрязнения грунтовых вод минеральными удобрениями полей участка «Соржа» и
сточных вод с молочной фермы.
Наше
научное общество уже три года занимается изучением состояния водосборной
территории реки Невы, которая несёт свои воды в Финский залив. Наша школа
расположена на Колтушских высотах, на древних землях Ингерманландии , на
которых расположены три природных заказника «Приневский», «Пригородный» и
«Озерки». В заказнике «Пригородный» берет своё начало река Оккервиль и её
приток речка Чёрная. Река Оккервиль впадает в реку Охта, которая является
притоком реки Невы
3.Выдвижение
гипотезы, позволяющей решать поставленную задачу.
Наиболее серьёзной проблемой Балтийского моря является процесс эвтрофикации,
последствиями которого является:
- резкое снижение
уровня кислорода в воде
- разрушение мест
обитания небольших рыб и рачков
- снижение
разнообразия животных и растений
- опустынивание дна
(ухудшение кислородного режима
и образования сероводорода)
- разрушение
экосистем моря
II. Основная часть. Проверка
гипотезы
1.Изучение
источников информации.
Эвтрофикация вод – накопление в
водах биогенных элементов под воздействием антропогенных или природных
факторов.
Эвтрофикация вызывает огромные
изменения в водных экосистемах и обуславливает ухудшение качества воды,
приводящее, например, к дефициту кислорода и заморам рыбы. Основными влияющими
биогенами являются азот(N) и фосфор(P). Поступление фосфора и азота в
Балтийское море извне, включая поступление из Датских проливов и Каттегата,
оценивается в 53 000 тонн фосфора и 1 060 000 тонн азота в
год.
Примерно 50% азота приходит из
атмосферы, в том числе через азот фиксацию. Фосфор приносится главным образом с
суши- 90%. Наибольший прирост поступления азота и фосфора произошел, скорее
всего, после 1950 г.
Большие из года в год
поступления биогенов привели к увеличению концентраций азота и фосфора во всех
районах Балтийского моря . Региональная картина поступления биогенов
определяется поступлениями из внешних источников, обменом между различными
бассейнами и удержанием биогенов в них. Поскольку большая часть биогенов
приносится в море с уши, концентрации в прибрежных водах оказываются выше, чем
в открытом море. Это означает, что биологические изменения, обусловленные
эвтрофикацией, в прибрежной зоне могут проявиться более явственно, нежели в
открытых районах моря.
2. Химический
практикум. Выбор методов и проведение опытов.
-аналитический метод –
химический анализ состава воды.
- визуально-колориметрический
метод - определение массовой концентрации катионов аммония и нитрат иона.
Мы приготовили 2 пробы
водных почвенных вытяжек с полей и 1 пробу сточных вод с молочной фермы и воду
с реки Оккервиль, провели качественную реакцию на обнаружение фосфат-иона,
действуя раствором нитрата серебра , в результате выпал жёлтый осадок.(
приложение № 1 )
Нитрат-ион определяли с
помощью тест – системы НПО «Крисмас + », цвет индикаторной полоски сравнили с
контрольной шкалой.
(приложение №2). Фактическое
содержание нитратов– около 30 мг/л в исследуемой воде.
Подтвердили обнаружение
нитрат-иона в водной почвенной вытяжке с помощью добавления дифениламина,
анализируемая вода окрасилась в синий цвет.
(приложение № 3 )
Катион аммония определяли по
методике НПО «Крисмас+»,
.(приложение № 4 ) оказалось ,что
концентрация катиона аммония – 0,7мг/л
3.Результаты
исследований и их обсуждение.
В результате мы получили:
в трёх пробах исследуемой
воды обнаружено наличие следов фосфат и нитрат-ионов, катиона аммония, что
говорит о загрязнении грунтовых и сточных вод.(табл.1 )
Пробы воды из реки Оккервиль были сданы
для анализов в аналитическую лабораторию при кафедре химии РГПУ им. А. И.
Герцена на санитарно-гигиенические исследования .Результаты анализов отображены
в таблице 2
Загрязнение почв и
поверхностных вод нитратами и фосфатами обусловлено не только естественными
процессами их образования и миграции ,сколько бесконтрольным использованием
азотных и фосфорных удобрений в сельском хозяйстве.
Сами по себе нитраты
относительно малотоксичны ,однако в организме человека ,в результате
биохимических реакций ,они превращаются в нитриты , которые токсичнее нитратов
в 450 раз. Благодаря полученным знаниям , ученые могут судить о причинах
онкологических заболеваний.
Характеристики
полевых методов анализа.
Показатели
качества воды, нормативы качества,
определенные
с помощью тест-комплектов НПО «Крисмас+».
Таблица 1
|
Наимено-
вание
определяе-мого
иона
|
Метод
определения
|
Объекты
исследования
|
Норматив качества**
|
|
Поля совхоза
|
Сточные
воды с молочной фермы
|
|
Диапазон
измеряемых концентраций*
|
|
|
Нитрат - ион
|
Визуально-
колоримет-рический
|
30 мг/л
|
____
|
45мг/л
|
|
Аммоний
|
Визуально- колоримет-рический
|
____
|
0,7 мг/л
|
2,5мг/л
|
|
Нитрат- ион
|
Аналитический
|
Обнаружены следы
(Раствор синего
цвета )
|
___
|
|
|
Фосфат- ион
|
Аналитический
|
Обнаружены следы
(жёлтый осадок )
|
____
|
|
* диапазон измеряемых концентраций
приведён без учёта возможного разбавления пробы.
** нормативы качества произведены
по данным СанПиН 2.1.4.559-96, СанПиН 2.1.4.544-96, ГОСТ 17.1.3.03 (для
питьевой воды и воды поверхностных источников хозяйственного назначения).
Санитарно – гигиенические исследования реки Оккервиль.
Аналитическая
лаборатория при кафедре химии РГПУ им
А.И.Герцена
Таблица 2
|
САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
|
|
№ п/п
|
Определяемые
показатели
|
Резуль-таты
исследования
|
Гигиени-ческий
норматив
|
Единицы
измерения
|
НД на методы испытания
|
|
1
|
Запах
|
2
|
2
|
баллы
|
ГОСТ 3351-74
|
|
2
|
Цветность
|
13
|
20
|
градусы
|
ГОСТ 3351-74
|
|
3
|
Мутность
|
2,5
|
1,5
|
Мг/дм3
|
ГОСТ 3351-74
|
|
4
|
Водородный
показатель
|
6,2
|
6-9
|
Ед. рН
|
ПНДФ 14.1:3:4.121-97
|
|
3
|
Окисляемость
|
5,9
|
5-7
|
Мг/дм3
|
ПНДФ 14.2:4.154-99
|
|
6
|
Железо общее
|
0,26
|
0,3
|
Мг/дм3
|
ГОСТ 4011-72
|
|
7
|
Аммиак (по
азоту)
|
1,6
|
2,0
|
Мг/дм3
|
ГОСТ 4192-82
|
|
8
|
Нитриты
|
1,1
|
3,0
|
Мг/дм3
|
ГОСТ 4192-82
|
|
9
|
Нитраты
|
7,2
|
45,0
|
Мг/дм3
|
ГОСТ 18826-73
|
|
10
|
Общая жесткость
|
5,7
|
7,0
|
Мг/дм3
|
ГОСТ Р 52407-05
|
|
11
|
Кальций
|
106,0
|
130
|
Мг/дм3
|
ГОСТ Р 52407-05
|
|
12
|
Магний
|
22,0
|
65
|
Мг/дм3
|
ГОСТ Р 52407-05
|
|
13
|
Общая щелочность
|
5,8
|
0,5-6,5
|
Мг/дм3
|
ПНДФ 14.1:2.99-97
|
|
14
|
Хлориды
|
52
|
350
|
Мг/дм3
|
ГОСТ 4245-72
|
|
15
|
Сульфаты
|
55
|
500
|
Мг/дм3
|
ГОСТ 4389-72
|
III . Выводы и предложения.
Выводы:
школьное научное общество
объединяет учащихся 5-11 классов , называется «Дети солнца». В ходе работ каждому
классу было дано определенное задание. Старшеклассники являлись
консультантами, а научными руководителями - учителя естественного цикла
(географии, биологии, химии, физики, экологии ). Научное общество позволило
укрепить общение учащихся по интересам.
• Определены источники
информации.
• Проведены
картографические работы.
• Совершены выезды и пешие
походы к истоку реки Оккервиль ,на поля совхоза «Всеволожский» ,к молочной
ферме «Рыжики» .
• Изучены различные
методики исследований, выбраны –аналитический метод и
визуально-колориметрический – определение массовой концентрации катионов аммония
и нитрат- иона.
• Взяты пробы воды, почвы
и проведены анализы с помощью тест-комплектов НПО «Крисмас +». .Были
подготовлены пробы воды из реки Оккервиль и сданы для анализов в аналитической
лаборатории при кафедре химии РГПУ им. А. И. Герцена.
• Проведены опыты, результаты
, обработаны и оформлены в виде отчёта.
• Состоялась защита
проектной работы на международном Российско-Финском конкурсе «Мы и Балтийское
море» в детском экологическом центре ГУП «Водоканал Санкт - Петербург» 12 мая
2017 года . Работа награждена дипломом.
• Проектная работа
представлена на заседании школьного научного общества, на методическом
объединении учителей школы, предметной неделе. Работа получила хорошую оценку.
Предложения:
Решением этой проблемы мы считаем:
- уведомить администрацию совхоза «Всеволожский» о наличии фосфат- и
нитрат-ионов в почвенных вытяжках, катиона аммония в сточных водах
- систематически проводить контроль за соблюдением норм и технологий
внесения минеральных удобрений в почву
- обеспечить качественную работу сооружений для очистки всех сточных
вод, которые образуются на территории совхоза Всеволожский»
Литература
1. Алексеев С.В., Груздева Н.В.,
Муравьев А.Г., Гущина Э.В.,
Практикум по экологии.- М.
АО МДС, 2006.-192с.
2. Голубев Н.Р., Новиков Ю.В.
Окружающая среда и ее охрана.
Москва., «Просвещение»,
2005.
3. Муравьев А.В. Оценка
экологического состояния
природно- антропогенного
комплекса.- НПО «Крисмас +», С-Пб. 2003.-128с.
4. Муравьев А.Г., Пугал Н.А.,
Лавров В.Н. Экологический практикум
НПО «Крисмас+», С-Пб, 2003.
5. Неелов А.В.. Всеволожский район
Ленинградской области.
Историко-географический
справочник. ТПП «Петрополь»., С-Пб,2004.
6. Балтийское море .Окружающая
среда и экология .Сборник
учебных материалов.Хельсинки,2002.
7. Конвенция по защите морской
среды Балтийского моря.30 лет
международного
сотрудничества. СПб: «Экология и бизнес»,2004
Приложение№ 1
Химический
практикум
Технологическая
карта
к опыту для обнаружения
фосфат – иона ( РО43- )
в водной
вытяжке из почвы
Оборудование:
• Пробирка – 5 мл.
• Пипетка – капельница
Реактивы:
• Исследуемая проба воды
(фильтрат)
• Раствор нитрата серебра
Технология
проведения опыта:
1. Налейте в пробирку исследуемую
воду до отметки «5» мл, предварительно ополоснув несколько раз пробирку
анализируемой водой;
2. Добавьте пипеткой –
капельницей 3-4 капли (около 0,10 мл) раствора нитрата серебра
3. Проведите визуальный осмотр
исследуемой воды .При наличии в воде фосфат-ионов выпадает осадок желтого
цвета
Са3
(РО4)2
+ 6 АgNO3 = 3 Ca (NO3)2
+ 2 Ag3PO4↓
3Ag+ + PO43-
= Ag3PO4↓ осадок
жёлтого цвета
Вывод:
При взаимодействии на фосфат-ион РO43-
ионами серебра Ag+ - выпадает жёлтый осадок
Приготовление водной почвенной вытяжки .
В стакан на 400-600мл помещают на ½ его
объема исследуемую почву , предположительно содержащую ионы минеральных
удобрений. Приливают 100мл воды . Хорошо перемешивают содержимое. Переносят в
выпарительную чашу №4, подсушивают и остужают. Затем полученный раствор
фильтруют и фильтрат используют для дальнейших исследований
Приложение № 2
Технологическая карта
для обнаружения
нитрат- иона ( NО3- )
c применением тест – системы «Нитрат -
тест». НПО « Крисмас +»
Оборудование:
•
Исследуемая проба воды (фильтрат) .
• Тест-система
«Нитрат-тест»
• Пипетка
• Пинцет
Реактивы:
• Контрольная шкала
Технология проведения опыта:
1.Выньте полоску тест-системы
«Нитрат-тест» из упаковки и отрежьте
кусочек индикаторной полоски
размером примерно 5 х 5 мм
2.Зажав отрезанный участок полоски
пинцетом ,смочите его окунув в исследуемую пробу воды.
3.Через 3 мин сравните окраску рабочего участка
с контрольной шкалой на обложке тест – системы и определите содержание
нитратов
Результаты наблюдений
Предельно допустимое содержание нитрат –
ионов – 45 мг/л в воде.
Приложение
№ 3
Технологическая карта
к опыту для
обнаружения нитрат – иона ( NО3- )
в водной
вытяжке из почвы
Оборудование:
• Пробирка – 5 мл.
• Пипетка – капельница
Реактивы:
• Исследуемая проба воды (фильтрат)
• Раствор дифениламина
Техника безопасности:
соблюдайте осторожность при работе
с
раствором дифениламина в серной кислоте.
Приготовление раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте.
В капельницу ( 25мл )
наливают на 2/3 объёма концентрированную серную кислоту
(плотность 1,84г/см3)
и вносят в нее на кончике скальпеля несколько кристаллов
дифениламина
Технология проведения опыта:
1. Налейте
в пробирку исследуемую воду до отметки «5» мл, предварительно ополоснув несколько
раз пробирку анализируемой водой;
2. Добавьте
пипеткой – капельницей 2 - 3 капли раствора дифениламина
3. При
наличии в воде нитрат-ионов раствор окрашивается в синий цвет.
Приложение № 4
Технологическая карта
для обнаружения
иона аммония (NH4+ ) c применением
тест –
комплекта «Аммоний». НПО « Крисмас +»
Оборудование:
• Колориметрическая пробирка с меткой
«5» мл.
• Шпатель
• Пипетка
• Контрольная шкала
Реактивы:
• Анализируемая вода
• Сегнетова соль
• Реактив Несслера
Технология проведения опыта:
1.Налейте анализируемую воду в
колориметрическую пробирку до метки «5» мл, предварительно ополоснув ее 2-3
раза анализируемой водой;
2.Добавьте в воду шпателем 0.1г
сегнетовой соли (на кончике шпателя) и туда же пипеткой -1 мл реактива
Несслера. Содержимое пробирки перемешайте встряхиванием;
3.Оставьте пробирку на 1-2 мин. для
завершения реакции;
4.Окраску раствора в пробирке сравните
с контрольной шкалой образцов окраски на белом фоне. За результат анализа
принимается значение концентрации катионов аммония в мг/л того образца шкалы,
который более соответствует окраске полученного раствора.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.